亚硝酸

亚硝酸是一种弱的一元酸，化学式为HNO
2，仅在溶液、气相和亚硝酸盐中存在。[1]亚硝酸用于从胺制备重氮盐，所得重氮盐是重氮偶联反应中的试剂，可得到偶氮染料。

亚硝酸
IUPAC名
Nitrous acid
系统名
Hydroxidooxidonitrogen
羟基氧化氮
识别
CAS号 7782-77-6  checkY
PubChem 24529
ChemSpider 22936
SMILES
 
  • O=NO
Gmelin 983
3DMet B00022
EINECS 231-963-7
ChEBI 25567
KEGG C00088
MeSH Nitrous+acid
性质
化学式 HNO2
47.013 g·mol⁻¹
外观 淡蓝色溶液
密度 约1g/ml
pKa 3.15
危险性
NFPA 704
0
4
2
OX
闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 硝酸
其他阳离子 亚硝酸钠
亚硝酸钾
亚硝酸铵
相关化学品 三氧化二氮
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

在气相中，平面亚硝酸分子可以采用顺式和反式两种形式。反式在室温下占主导地位，红外光谱测量表明它更稳定，约2.3kJ/mol左右。[1]

  • 反式结构的尺寸
    反式结构的尺寸
  • 反式结构的模型
    反式结构的模型
  • 顺式结构
    顺式结构

制备

亚硝酸通常通过用无机酸酸化亚硝酸钠水溶液制备。酸化通常在冰水温度下进行：[2][3]

NaNO2 + H+ = HNO2 + Na+

反应
参见：三氧化二氮

气态亚硝酸会分解成二氧化氮、一氧化氮和水：

2 HNO2 = NO2 + NO + H2O

二氧化氮在水溶液中歧化为硝酸和亚硝酸：[4]

2 NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

在温热或浓缩溶液中，整个反应相当于生成硝酸、水和一氧化氮：

3 HNO2 = HNO3 + 2 NO + H2O

有机化学

亚硝酸能用于制备重氮盐：

HNO2+ RNH2 + H+ = RN+
2 + 2 H2O

其中R是芳基基团。

这种盐广泛用于有机合成，例如用于桑德迈尔反应和制备偶氮染料，这种色彩鲜艳的化合物是苯胺定性测试的基础。[5]亚硝酸用于销毁有毒和潜在爆炸性的叠氮化钠。对大部分的用途，亚硝酸通常是通过无机酸对亚硝酸钠的作用形成的：[6]

2 NaN3 + 2 HNO2 = 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH

亚硝酸与酮中的两个α-氢原子反应产生肟，其可进一步氧化成羧酸，或还原成胺。该工艺用于己二酸的商业生产。亚硝酸与脂肪醇快速反应生成亚硝酸酯，它们是有效的血管扩张剂：

(CH3)2CHCH2CH2OH + HNO2 = (CH3)2CHCH2CH2ONO + H2O

称为亚硝胺的致癌物质通常不是有意通过亚硝酸与二级胺反应产生的：

HNO2 + R2NH = R2N-NO + H2O

地球大气

亚硝酸参与低层大气（对流层）的臭氧收支。一氧化氮和水的非均相反应产生亚硝酸。当该反应发生在大气气溶胶表面时，产物很容易光解成羟基自由基。[7][8]

参见
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参考数据
  1. Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. p. 462.
  2. Y. Petit, M. Larchevêque. . Org. Synth. 1998, 75: 37. doi:10.15227/orgsyn.075.0037.
  3. Adam P. Smith, Scott A. Savage, J. Christopher Love, Cassandra L. Fraser. . Org. Synth. 2002, 78: 51. doi:10.15227/orgsyn.078.0051.
  4. Kameoka, Yohji; Pigford, Robert. . Ind. Eng. Chem. Fundamen. February 1977, 16 (1): 163–169. doi:10.1021/i160061a031.
  5. Clarke, H. T.; Kirner, W. R. "Methyl Red" Organic Syntheses, Collected Volume 1, p.374 (1941). (PDF). [2007-07-26]. （原始内容 (PDF)存档于2007-09-30）.
  6. . Washington, D.C.: National Academy Press. 1995 [2022-09-29]. ISBN 978-0-309-05229-0. doi:10.17226/4911. （原始内容存档于2015-03-25）.
  7. Spataro, F; Ianniello, A. . Journal of the Air & Waste Management Association. November 2014, 64 (11): 1232–1250. PMID 25509545. doi:10.1080/10962247.2014.952846 可免费查阅.
  8. Anglada, Josef M.; Solé, Albert. . The Journal of Physical Chemistry A. November 2017, 121 (51): 9698–9707. Bibcode:2017JPCA..121.9698A. PMID 29182863. doi:10.1021/acs.jpca.7b10715.
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