# Pentaòxid de dinitrogen

El pentaòxid de dinitrogen és compost binari de nitrogen i oxigen, un òxid de fórmula ${\ce {N2O5}}$. 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.

## Història

El pentaòxid de dinitrogen fou sintetitzat per primer cop el 1849 pel químic francès Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) mitjançant la reacció del clor, ${\ce {Cl2}}$ amb nitrat d'argent, ${\ce {AgNO3}}$.

## Propietats

El ${\ce {N2O5}}$ 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:
${\ce {2N2O5 ->[\Delta] 2N2O4 + O2}}$
El ${\ce {N2O5}}$és fàcilment soluble en àcid nítric absolut, ${\ce {HNO3}}$,i en dissolvents clorats. La polaritat dels dissolvent té un important efecte sobre la descomposició del ${\ce {N2O5}}$.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.

## Estructura

El pentaòxid de nitrogen al voltant de -78 °C és un sòlid constituït per cations, ${\ce {NO2+}}$, i anions nitrat, ${\ce {NO3-}}$, enllaçats per enllaç iònic. El catió té estructura lineal amb el nitrogen al mig, ${\ce {ONO^+}}$, amb enllaços ${\ce {N-O}}$ 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 ${\ce {NO2-O-NO2}}$igual que les que es troben en estat gasós, amb tots els enllaços covalents.

## Obtenció

Al laboratori el pentaòxid de dinitrogen es prepara habitualment per deshidratació de l'àcid nítric, ${\ce {HNO3}}$ concentrat mitjançant pentaòxid de difòsfor, ${\ce {P2O5}}$, segons la reacció:
${\ce {2HNO3 + P2O5 -> N2O5 + 2HPO3}}$
La principal alternativa és l'oxidació del diòxid de nitrogen, ${\ce {NO2}}$, emprant ozó, ${\ce {O3}}$:
${\ce {2NO2 + O3 -> N2O5 + O2}}$
Una altra alternativa és la reacció de clorur de dioxidonitrogen(2+), ${\ce {NO2Cl}}$ amb nitrat d'argent, ${\ce {AgNO3}}$:
${\ce {NO2Cl + AgNO3 -> N2O5 + AgCl}}$

## Propietats químiques

El pentaòxid de dinitrogen sòlid descompon per efecte de la llum ultraviolada de 380 nm segons l'equació:
${\ce {N2O5\;->[{\mathit {h\nu }}]\;N2O4\;+\;O}}$També es descompon per escalfament segons la reacció global:
${\ce {2N2O5 ->[\Delta] 2N2O4 + O2}}$la qual té lloc en tres etapes:
${\ce {N2O5 <=> NO3 + NO2}}$${\ce {NO2 + NO3 -> NO2 + O2 + NO}}$${\ce {NO + N2O5 -> 3NO2}}$
Com que es tracta de l'anhídrid de l'àcid nítric, reacciona fàcilment amb la humitat per donar àcid nítric:
${\ce {N2O5 + H2O -> 2HNO3}}$

## Aplicacions

S'aplica el pentaòxid de dinitrogen especialment en reaccions de síntesi orgànica amb l'objectiu de produir nitracions, adicions de grups ${\ce {NO2}}$a cadenes de carbonis.

## Perillositat i problemes ambientals

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 ${\ce {NO_x}}$ tòxics.
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 ${\ce {N2O5}}$ 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:
${\ce {N2O5 <=> NO3 + NO2}}$
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. I, en presència d'humitat forma àcid nítric i provoca pluja àcida.

## Referències

* 1 2 Jones, K. The Chemistry of Nitrogen: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry (en anglès). Elsevier, 2016-06-06. ISBN 9781483139623.
* ↑ Deville, H.S.C. «Note sur la production de l'acide nitrique anhydre». Compt. Rend. Acad. Sci. Paris, 28, 1849, pàg. 257-260.
* 1 2 3 Agrawal, Jai Prakash; Hodgson, Robert. Organic Chemistry of Explosives (en anglès). John Wiley & Sons, 2007-01-11. ISBN 9780470059357.
* ↑ Mahan, B.H: Química Universitaria. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1975.
* ↑ 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.
* ↑ TAYLOR, F. W. Elementary climate physics.
* ↑ VANLOON, GARY W.; DUFFY, STEPHEN J. Environmental chemistry :