Obre el menú principal

Pentaòxid de dinitrogen

compost químic
(S'ha redirigit des de: Pentòxid de dinitrogen)

El pentaòxid de dinitrogen és compost binari de nitrogen i oxigen, un òxid de fórmula . Es presenta en forma de sòlid incolor que sublima a 32,4 °C i a 15 °C té una densitat de 2,05 g/cm³.[1]

Infotaula de compost químicPentaòxid de dinitrogen
Substància química compost químic, molecular compound Tradueix, sal i anhídrid d'àcid
Massa molecular 107,981 uma
Estructura química
Fórmula química N₂O₅
Dinitrogen-pentoxide-2D.png
SMILES canònic
Identificador InChI Model 3D
Propietat
Densitat 1,642 g/cm³
Punt de fusió 32,3 °C
Punt d'ebullició 47 °C
NFPA 704.svg
0
3
0
OX
Modifica les dades a Wikidata

HistòriaModifica

El pentaòxid de dinitrogen fou sintetitzat per primer cop el 1849[2] pel químic francès Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) mitjançant la reacció del clor,   amb nitrat d'argent,  .[3]

PropietatsModifica

El   sòlid és estable per sota de 8 °C, però descompon si li incideix la llum solar o s'escalfa fins a temperatura ambient. Per sota de -60 °C és estable més d'un any; a -20 °C té una vida mitjana de dues setmanes; a 0 °C ja només és de 10 dies; i a 20 °C tan sols de 10 hores. La reacció de descomposició és:

 

El  és fàcilment soluble en àcid nítric absolut,  ,i en dissolvents clorats. La polaritat dels dissolvent té un important efecte sobre la descomposició del  .És ràpida en dissolvents no polars, com ara el cloroform, i lenta en dissolvents polars, com el nitrometà. En àcid nítric són moderadament estables a temperatures per sota de la temperatura ambient.[3]

EstructuraModifica

 
Estructura, longituds d'enllaç i angles del N2O5

El pentaòxid de nitrogen al voltant de -78 °C és un sòlid constituït per cations,  , i anions nitrat,  , enllaçats per enllaç iònic. El catió té estructura lineal amb el nitrogen al mig,  , amb enllaços   d'1,154 Å, i l'anió nitrat és pla amb l'àtom de nitrogen al mig i els àtoms d'oxigen units a ell i separats 120°. A temperatures més altes el sòlid està format per molècules  igual que les que es troben en estat gasós, amb tots els enllaços covalents.[4]

ObtencióModifica

Al laboratori el pentaòxid de dinitrogen es prepara habitualment per deshidratació de l'àcid nítric,   concentrat mitjançant pentaòxid de difòsfor,  , segons la reacció:

 

La principal alternativa és l'oxidació del diòxid de nitrogen,  , emprant ozó,  :

 

Una altra alternativa és la reacció de clorur de dioxidonitrogen(2+),   amb nitrat d'argent,  :

 
[1]

Propietats químiquesModifica

El pentaòxid de dinitrogen sòlid descompon per efecte de la llum ultraviolada de 380 nm segons l'equació:

 
També es descompon per escalfament segons la reacció global:

 
la qual té lloc en tres etapes:

 
 
 

Com que es tracta de l'anhídrid de l'àcid nítric, reacciona fàcilment amb la humitat per donar àcid nítric:[3]

 

AplicacionsModifica

S'aplica el pentaòxid de dinitrogen especialment en reaccions de síntesi orgànica amb l'objectiu de produir nitracions, adicions de grups  a cadenes de carbonis.

Perillositat i problemes ambientalsModifica

El pentaòxid de dinitrogen és un oxidant fort que en presència de sals d'amoni i solvents orgànics es torna explosiu. La seva descomposició genera gasos   tòxics.[5]

Encara que hi ha poc pentaòxid de dinitrogen en la Terra, provoca certs problemes ambientals per ser un agent oxidant fort. A l'estratosfera el   és una espècie de reserva que col·labora en la destrucció d'ozó. ja que es descompon donant radicals lliures que participen en la destrucció de l'ozó:[6]

 

També pot provocar episodis de boirum fotoquímic en ciutats molt contaminades per combustió de petroli. Propietats com elevada temperatura, situació geogràfica i radiació solar intensa donen aquest fenomen a indrets com Los Angeles o Mexico DF.[7] I, en presència d'humitat forma àcid nítric i provoca pluja àcida.

ReferènciesModifica

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Pentaòxid de dinitrogen  
  1. 1,0 1,1 Jones, K. The Chemistry of Nitrogen: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry (en en). Elsevier, 2016-06-06. ISBN 9781483139623. 
  2. Deville, H.S.C. «Note sur la production de l'acide nitrique anhydre». Compt. Rend. Acad. Sci. Paris, 28, 1849, pàg. 257-260.
  3. 3,0 3,1 3,2 Agrawal, Jai Prakash; Hodgson, Robert. Organic Chemistry of Explosives (en en). John Wiley & Sons, 2007-01-11. ISBN 9780470059357. 
  4. Mahan, B.H: Química Universitaria. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1975.
  5. Jai Prakash Agrawal (19 April 2010). High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Wiley-VCH. pp. 117–. ISBN 978-3-527-32610-5. Retrieved 20 September 2011.
  6. TAYLOR, F. W. Elementary climate physics.
  7. VANLOON, GARY W.; DUFFY, STEPHEN J. Environmental chemistry :