Kwas azotawy

Kwas azotawy
izomer trans izomer cis
Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) podst. hydroksyazanon addyt. hydroksydooksydoazot wodor. wodoro(dioksydoazotan) Inne nazwy i oznaczenia półsyst. kwas azotawy Stocka kwas azotowy(III)
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	HNO2
Inne wzory	HONO
Masa molowa	47,01 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS	7782-77-6
PubChem	24529
SMILES N(=O)O
InChI InChI=1S/HNO2/c2-1-3/h(H,2,3) InChIKey IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość ok. 1 g/cm³ (rozcieńczony roztwór wodny); ciecz Kwasowość (pKa) 3,25[1]
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji według kryteriów GHS są niedostępne. Temperatura zapłonu niepalny
Podobne związki
Inne aniony	kwas fosfonowy, kwas arsenawy
Podobne związki	kwas azotowy
Pochodne	azotyny: • sole, np. KNO2, NaNO2, NH4NO2 • estry, np. azotyn amylu • nitrozwiązki, np. nitrobenzen
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Kwas azotawy (nazwa Stocka: kwas azotowy(III)), HNO₂ – nieorganiczny związek chemiczny, umiarkowanie słaby i nietrwały kwas tlenowy.

Otrzymywanie

Przemysłowo kwas azotawy otrzymywany jest poprzez wprowadzanie do wody równocząsteczkowej mieszaniny tlenku azotu (NO) i dwutlenku azotu (NO₂). W takiej mieszaninie zawsze obecne są drobne ilości tritlenku diazotu (N₂O₃), który jest bezwodnikiem kwasu azotawego. W wyniku jego reakcji z wodą według równania

N₂O₃ + H₂O → 2HNO₂

zaburzona (przesunięta w prawo) zostaje równowaga reakcji tlenków

NO + NO₂ ⇌ N₂O₃

i tworzą się kolejne porcje N₂O₃, które następnie reagują z wodą zwiększając stężenie produktu.

W laboratorium kwas azotawy może być otrzymywany przez dodawanie do jego soli (np. azotynu sodu) nieutleniających kwasów mineralnych, np. rozcieńczonego kwasu siarkowego:

2NaNO₂ + H₂SO₄ → 2HNO₂ + Na₂SO₄

Właściwości chemiczne

Istnieje tylko w rozcieńczonych roztworach wodnych. Przy zatężaniu ulega dysproporcjonowaniu według równania

3HNO₂ → HNO₃ + 2NO + H₂O

działając zarówno jako utleniacz, jak i reduktor. Trwalsze są jego sole i estry – azotyny, stosowane m.in. do diazowania i konserwacji żywności (azotyny potasu i sodu) oraz w lecznictwie (azotyn amylu).

Oprócz estrów (R−ONO) w wyniku jego reakcji ze związkami organicznymi mogą powstawać także związki nitrowe (R−NO₂).

Reakcja kwasu azotawego z pierwszorzędowymi aminami aromatycznymi nosi nazwę diazowania, a w jej wyniku powstają sole diazoniowe. Kwas azotawy do tych reakcji wytwarza się zwykle in situ z azotynów, np.^[2]:

Do wykrywania kwasu azotawego, zwykle generowanego poprzez zakwaszenie badanego roztworu azotynów, można wykorzystać odczynnik Griessa. Metoda ta pozwala także na oznaczanie azotanów po ich wstępnej redukcji do azotynów^[3].

Tautomeria

Kwas azotawy powstaje jako jeden z produktów niskotemperaturowej fotolizy światłem UV kwasu azotowego w matrycy z zestalonego argonu. Dane spektralne w podczerwieni sugerują, że w warunkach tych występuje on w równowadze z mniej trwałym tautomerem, w którym atom wodoru połączony jest z atomem azotu^[4]:

HO−N=O ⇌ H−NO₂

Reakcji tej łatwiej powinien ulegać izomer trans trwalszego tautomeru HO−N=O, w którym atom wodoru znajduje się w pobliżu niewiążącej pary elektronowej atomu azotu.

Cząsteczka H−NO₂ jest płaska, o symetrii C_2v, a obliczenia wskazują, że jest o 25 kJ/mol mniej trwała od HO−N=O. Obliczone długości wiązań wynoszą 1,013 Å dla H−N i 1,201 Å dla N−O, a kąty ONO mają wartość 127,5°^[4].

Wpływ na organizm człowieka

Kwas azotowy(III) jest jednym z czynników mutagennych, co oznacza, że jego wpływ na organizm jest bardzo negatywny. Usuwa grupę aminową guaniny, adeniny i cytozyny, zamieniając je odpowiednio w ksantynę, hipoksantynę i uracyl (deaminacja). Ostatecznie skutkiem bezpośredniego działania kwasu azotawego są mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA^[5].

Przypisy