Википедија

Хидразоинска киселина

Хидразоинска киселина позната и као водоник азид, азидна киселина или азоимид,[4] са хемијском формулом ХН
3[5] је хемијско једињење, које има молекулску масу од 43,028 Da. То је безбојна, испарљива и експлозивна течност на собној температури и притиску. То је једињење азота и водоника и стога је пниктоген хидрид. Стање оксидације атома азота у хидразоинској киселини је фракционо и износи -1/3. Први пут је изолован 1890. године од стране Теодора Куртијуса.[6] Киселина има мало примена, али њена коњугована база, азидни јон, је корисна у специјализованим процесима.

Хидразоинска киселина
Структура, везе и димензије молекула водоник азида
Идентификација
3Д модел (Jmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.059
УНИИ
  • N=[N+]=[N-]
Својства
HN3
Моларна маса 43,028
Агрегатно стање безбојна, веома испарљива течност
Густина 1,09 g/cm3
Тачка топљења −80 °C (−112 °F; 193 K)
Тачка кључања 37 °C (99 °F; 310 K)
високо растворљив
Растворљивост растворљив у алкалијама, алкохолу, етру
Киселост (пКа) 4.6[3]
Структура
Облик молекула (орбитале и хибридизација) приближно линеарно
Опасности
Опасност у току рада Веома токсичан, експлозиван, реактиван
ГХС графикони Тхе еxплодинг-бомб пицтограм ин тхе Глобаллy Хармонизед Сyстем оф Цлассифицатион анд Лабеллинг оф Цхемицалс (ГХС)Тхе еxцламатион-марк пицтограм ин тхе Глобаллy Хармонизед Сyстем оф Цлассифицатион анд Лабеллинг оф Цхемицалс (ГХС)Тхе хеалтх хазард пицтограм ин тхе Глобаллy Хармонизед Сyстем оф Цлассифицатион анд Лабеллинг оф Цхемицалс (ГХС)
ГХС сигнална реч Опасност
Х200, Х319, Х335, Х370
П201, П202, П260, П261, П264, П270, П271, П280, П281, П304+340, П305+351+338, П307+311, П312, П321
НФПА 704
НФПА 704 фоур-цолоред диамондКод запаљивости 0: Неће горети (нпр. вода)Хеалтх цоде 4: Верy схорт еxпосуре цоулд цаусе деатх ор мајор ресидуал ињурy. Е.г., ВX гасРеацтивитy цоде 3: Цапабле оф детонатион ор еxплосиве децомпоситион бут реqуирес а стронг инитиатинг соурце, муст бе хеатед ундер цонфинемент бефоре инитиатион, реацтс еxплосивелy wитх wатер, ор wилл детонате иф северелy схоцкед. Е.г., флуоринеСпециал хазардс (wхите): но цоде
0
4
3
Сродна једињења
Други катјони
 Натријум азид
Литијум азид
Калијум азид
Амонијак
Хидразин
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ДаY верификуј (шта је ДаYНеН ?)
Референце инфокутије

Хидразоазинска киселина, као и њеног аналога минералне киселине, која је растворљива у води. Неразређена хидроазинска киселина је опасно експлозивна[7] са стандардном енталпијом формирања ΔфХо (л, 298К) = +264 кЈ/мол.[8] Када се разблаже, гасни и водени раствори (<10%) могу се безбедно припремити, али их треба одмах употребити; због своје ниске тачке кључања, хидроазинска киселина се обогаћује испаравањем и кондензацијом тако да су разблажени раствори неспособни за експлозију и могу да формирају капљице у горњем простору контејнера или реактора које могу да експлодирају.[9][10]

Производња

уреди

Киселина се обично формира закисељавањем азидне соли попут натријум азида. Обично раствори натријум азида у води садрже трагове хидразојеве киселине у равнотежи са азидном сољу, али увођење јаче киселине може претворити примарну врсту у раствору у хидразојску киселину. Чиста киселина се може накнадно добити фракционом дестилацијом као изузетно експлозивна безбојна течност непријатног мириса.[4]

НаН
3 + ХЦл → ХН
3 + НаЦл

Његов водени раствор се такође може припремити третирањем раствора баријум азида са разблаженом сумпорном киселином, филтрирањем нерастворљивог баријум сулфата.[11]

Првобитно је припремљен реакцијом воденог хидразина са азотном киселином:

Н
2Х
4 + ХНО
2 → ХН
3 + 2 Х
2О

Са хидразинијум катјоном [Н
2Х
5]+
 ова реакција се пише као:

[Н
2Х
5]+
 + ХНО
2 → ХН
3 + Х
2О + [Х
3О]+

Други оксидациони агенси, као што су водоник-пероксид, нитрозил-хлорид, трихлорамин или азотна киселина, такође се могу користити за производњу хидразоинске киселине из хидразина.[12]

Особине

уреди
Особина Вредност
Број акцептора водоника 2
Број донора водоника 1
Број ротационих веза 0
Партициони коефицијент[13] (ALogP) 0,7
Растворљивост[14] (logS, log(mol/L)) 1,7
Поларна површина[15] (PSA, Å2) 61,2

Уништавање пре одлагања

уреди

Хидразоинска киселина реагује са азотном киселином:

ХН
3 + ХНО
2 → Н
2О + Н
2 + Х
2О

Ова реакција је необична по томе што укључује једињења са азотом у четири различита оксидациона стања.[16]

Реакције

уреди

По својим својствима хидразоинска киселина показује неку сличност са халогеним киселинама, јер формира слабо растворљиве (у води) соли олова, сребра и живе(I). Све металне соли кристалишу у анхидрованом облику и распадају се при загревању, остављајући остатак чистог метала.[4] Слаба је киселина (пКа = 4.75).[8] Њене соли тешких метала су експлозивне и лако реагују у интеракцију са алкил јодидима. Азиди тежих алкалних метала (осим литијума) или земноалкалних метала нису експлозивни, већ се при загревању разлажу на контролисанији начин, ослобађајући спектроскопски чист Н
2 гас.[17] Раствори хидразоинске киселина растварају многе метале (нпр. цинк, гвожђе) уз ослобађање водоника и формирање соли, које се називају азиди (раније се звали и азоимиди или хидразоати).

Хидразоинска киселина може да реагује са карбонил дериватима, укључујући алдехиде, кетоне и карбоксилне киселине, дајући амин или амид, уз избацивање азота. Ово се назива Шмитова реакција или Шмитово преуређење.

 
 

Растварањем у најјачим киселинама настају експлозивне соли које садрже аминодиазонијум јон [Х
2Н=Н=Н]+
 ⇌ [Х
2Н−Н≡Н]+
, на пример:[17]

ХН=Н=Н + Х[СбЦл
6] → [Х
2Н=Н=Н]+
[СбЦл
6]−

Јон [Х
2Н=Н=Н]+
 је изоелектронски према диазометан Х
2C=Н+
=Н−
.

Разлагање хидразоинске киселине, изазвано ударом, трењем, варницом, итд. производи азот и водоник:

2 ХН
3 → Х
2 + 3 Н
2

Хидразоинска киселина се подвргава унимолекуларној разградњи при довољној енергији:

ХН
3 → НХ + Н
2

Најнижи енергетски пут производи НХ у триплетном стању, што га чини реакцијом забрањеном са ротационим решеткама. Ово је једна од ретких реакција чија је брзина одређена за специфичне количине вибрационе енергије у основном електронском стању, путем студија ласерске фотодисоцијације.[18] Поред тога, ове унимолекуларне брзине су анализиране теоретски, а експерименталне и израчунате брзине су у разумном поклапању.[19]

Токсичност

уреди

Хидразоинска киселина је испарљива и веома токсична. Има оштар мирис и његова пара може изазвати јаке главобоље. Једињење делује као некумулативни отров.

Апликације

уреди

2-Фуронитрил, фармацеутски међупроизвод и потенцијални вештачки заслађивач, припремљен је са добрим приносом третирањем фурфурала мешавином хидразојеве киселине (ХН
3) и перхлорне киселине (ХЦлО
4) у присуству магнезијум перхлората у раствору бензена на 35 °Ц (95 °Ф; 308 К).[20][21]

Јодни ласер у потпуној гасној фази (АГИЛ) меша гасовиту хидразојску киселину са хлором како би се произвео побуђени азот хлорид, који се затим користи да изазове ласерско деловање јода; овим се избегавају захтеви течне хемије за ЦОИЛ ласере.

Референце

уреди
  1. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  2. ^ Еван Е. Болтон; Yанли Wанг; Паул А. Тхиессен; Степхен Х. Брyант (2008). „Цхаптер 12 ПубЦхем: Интегратед Платформ оф Смалл Молецулес анд Биологицал Ацтивитиес”. Аннуал Репортс ин Цомпутатионал Цхемистрy. 4: 217—241. дои:10.1016/С1574-1400(08)00012-1. 
  3. ^ Прадyот Патнаик. Хандбоок оф Инорганиц Цхемицалс. МцГраw-Хилл, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  4. ^ а б в Chisholm, Hugh, ур. (1911). „Azoimide”. Encyclopædia Britannica (на језику: енглески). 3 (11 изд.). Цамбридге Университy Пресс. стр. 82—83.  Тхис алсо цонтаинс а детаилед десцриптион оф тхе цонтемпоранеоус продуцтион процесс.
  5. ^ Дицтионарy оф Инорганиц анд Органометаллиц Цомпоундс. Цхапман & Халл. 
  6. ^ Цуртиус, Тхеодор (1890). „Уебер Стицкстоффwассерстоффсäуре (Азоимид) Н3Х” [Он хyдразоиц ацид (азоимиде) Н3Х]. Берицхте дер Деутсцхен Цхемисцхен Геселлсцхафт. 23 (2): 3023—3033. дои:10.1002/цбер.189002302232. 
  7. ^ Фурман, Давид; Дубникова, Фаина; ван Дуин, Адри C. Т.; Зеири, Yехуда; Кослофф, Ронние (2016-03-10). „Реацтиве Форце Фиелд фор Лиqуид Хyдразоиц Ацид wитх Апплицатионс то Детонатион Цхемистрy”. Тхе Јоурнал оф Пхyсицал Цхемистрy C. 120 (9): 4744—4752. Бибцоде:2016АПС..МАРХ20013Ф. ИССН 1932-7447. С2ЦИД 102029987. дои:10.1021/ацс.јпцц.5б10812. 
  8. ^ а б Цатхерине Е. Хоусецрофт; Алан Г. Схарпе (2008). „Цхаптер 15: Тхе гроуп 15 елементс”. Инорганиц Цхемистрy, 3рд Едитион. Пеарсон. стр. 449. ИСБН 978-0-13-175553-6. 
  9. ^ Гонзалез-Бобес, Ф. ет ал Орг. Процесс Рес. Дев. 2012, 16, 2051-2057.
  10. ^ Треитлер, D. С. ет ал Орг. Процесс Рес. Дев. 2017, 21, 460-467.
  11. ^ L . Ф. Аудриетх, C. Ф. Гиббс Хyдроген Азиде ин Аqуеоус анд Етхереал Солутион" Инорганиц Сyнтхесес 1939, вол. 1, пп. 71-79.
  12. ^ Греенwоод, Норман Н.; Еарнсхаw, Алан (1997). Цхемистрy оф тхе Елементс (II изд.). Оxфорд: Буттерwортх-Хеинеманн. стр. 432. ИСБН 0080379419. 
  13. ^ Гхосе, А.К.; Висwанадхан V.Н. & Wендолоски, Ј.Ј. (1998). „Предицтион оф Хyдропхобиц (Липопхилиц) Пропертиес оф Смалл Органиц Молецулес Усинг Фрагмент Метходс: Ан Аналyсис оф АлогП анд ЦЛогП Метходс”. Ј. Пхyс. Цхем. А. 102: 3762—3772. дои:10.1021/јп980230о. 
  14. ^ Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t. 
  15. ^ Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e. 
  16. ^ Greenwood, pp. 461–464.
  17. ^ а б Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). „The Nitrogen Group”. Inorganic chemistry. Academic Press. стр. 625. ISBN 978-0-12-352651-9. 
  18. ^ Foy, B.R.; Casassa, M.P.; Stephenson, J.C.; King, D.S. (1990). „Overtone-excited HN
    3     (X1A') - Anharmonic resonance, homogeneous linewidths, and dissociation rates”. Journal of Chemical Physics. 92: 2782—2789. doi:10.1063/1.457924.     
  19. ^ Besora, M.; Harvey, J.N. (2008). „Understanding the rate of spin-forbidden thermolysis of HN
    3     and CH
    3    N
    3    ”. Journal of Chemical Physics. 129 (4): 044303. PMID 18681642. doi:10.1063/1.2953697.     
  20. ^ P. A. Pavlov; Kul'nevich, V. G. (1986). „Synthesis of 5-substituted furannitriles and their reaction with hydrazine”. Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii. 2: 181—186. 
  21. ^ B. Bandgar; Makone, S. (2006). „Organic reactions in water. Transformation of aldehydes to nitriles using NBS under mild conditions”. Synthetic Communications. 36 (10): 1347—1352. S2CID 98593006. doi:10.1080/00397910500522009. 

Literatura

уреди

Dodatna literatura

уреди
  • Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. (1994). Общая и неорганическая химия. М.: Химия. 
  • Ахметов Н. С. (2001). Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа. 

Spoljašnje veze

уреди
 
Hidrazoinska kiselina на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wiki.x.io/w/index.php?title=Hidrazoinska_kiselina&oldid=28817770”