Азотистая кислота: основные сведения о веществе

Азотистая кислота - удивительное и опасное вещество, которое широко используется в промышленности. Давайте разберемся, что из себя представляет это соединение, какие свойства проявляет и где применяется.

Свойства азотистой кислоты

Азотистая кислота представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Она крайне неустойчива и существует только в водных растворах или в газообразном состоянии.

Физические свойства

• Агрегатное состояние: жидкость или газ
• Цвет: бесцветная
• Запах: резкий, раздражающий
• Растворимость: хорошо растворима в воде, образует голубоватые растворы
• Температура кипения: 82,6°С

Химические свойства

Азотистая кислота относится к классу неорганических одноосновных кислот. Она является достаточно слабой кислотой, но вместе с тем очень неустойчивой.

В водных растворах азотистая кислота частично диссоциирует с образованием ионов H⁺ и NO₂^-:

HNO₂ ⇄ H⁺ + NO₂^-

Однако даже в разбавленных растворах она быстро разлагается с выделением оксидов азота:

2HNO₂ → NO + NO₂ + H₂O

При нагревании скорость разложения резко возрастает.

Азотистая кислота обладает окислительно-восстановительными свойствами. Она может как окислять, так и восстанавливать другие вещества в зависимости от условий.

Строение молекулы

В молекуле азотистой кислоты атом азота имеет степень окисления +3. Атомы в молекуле связаны полярными ковалентными связями.

Существует два изомера азотистой кислоты - цис- и транс-формы, которые могут переходить друг в друга:

Транс-форма термодинамически более устойчива и преобладает при комнатной температуре.

Токсичность

Азотистая кислота и ее пары оказывают сильное токсическое действие. Она вызывает раздражение слизистых оболочек, кашель, нарушение дыхания. При попадании внутрь организма может привести к отравлению.

Кроме того, азотистая кислота обладает мутагенными свойствами, то есть способна вызывать мутации и повреждения генетического аппарата клеток.

Получение азотистой кислоты

В лабораторных условиях азотистая кислота может быть получена несколькими способами.

Во-первых, ее можно получить действием разбавленной серной кислоты на раствор нитрита натрия:

2NaNO₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HNO₂

При этом происходит вытеснение азотистой кислоты из нитрита более сильной серной кислотой.

Второй способ - растворение в воде оксида азота (III):

N₂O₃ + H₂O = 2HNO₂

Аналогично можно получить азотистую кислоту из диоксида азота NO₂:

2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

В промышленности чаще всего используют взаимодействие нитритов с сильными кислотами, например соляной:

NaNO₂ + HCl = NaCl + HNO₂

Полученные растворы азотистой кислоты сразу же используют в синтезе целевых продуктов, поскольку длительное хранение невозможно из-за быстрого разложения.

Применение азотистой кислоты

Благодаря своим уникальным химическим свойствам, азотистая кислота нашла широкое применение.

Органический синтез

Азотистая кислота используется для получения солей диазония - важных промежуточных веществ при синтезе азокрасителей, лекарственных препаратов, пластмасс.

Пищевая промышленность

Нитриты, соли азотистой кислоты, применяются в качестве консервантов для мясных продуктов, чтобы предотвратить развитие ботулизма.

Сельское хозяйство

Азотистая кислота входит в состав минеральных удобрений как источник подвижного азота для растений.

Медицина

Органические нитросоединения, получаемые с использованием азотистой кислоты, обладают лечебным действием и применяются для изготовления лекарств.

Таким образом, несмотря на свою нестабильность, азотистая кислота является очень важным реагентом в различных областях. Однако при работе с ней нужно соблюдать меры предосторожности из-за высокой токсичности.