Азотоводородна киселина

Азотоводородна киселина, исто така позната како водород азид, азинска киселина или азоимид — соединение со хемиска формула . Тоа е безбојна, испарлива и експлозивна течност на собна температура и притисок. Тоа е соединение од азот и водород и затоа е пниктоген хидрид. За првпат била изолирана во 1890 година од Теодор Курциус. Киселината има малку примени, но нејзината конјугирана база, азидниот јон, е корисен во специјализирани процеси.
Азотоводородната киселина, како и други минерални киселини, е растворлива во вода. Неразредената азотоводородна киселина е опасно експлозивна со стандардна енталпија на образување Δ <sub>f</sub> H <sup>o</sup> (l, 298K) = +264 kJ/mol. Разредени, гасот и водените раствори (<10%) можат безбедно да се подготват, но треба веднаш да се употребат. Поради нејзината ниска точка на вриење, азотоводородната киселина се збогатува при испарување и кондензација, така што разредените раствори што не се способни за експлозија може да образуваат капки во главниот простор на контејнерот или реакторот што можат да експлодираат.
1 Производство
Киселината обично се образува со закиселување на азидна сол како што е натриум азидот. Нормално, растворите на натриум азид во вода содржат траги на азотоводородна киселина во рамнотежа со азидната сол, но воведувањето на посилна киселина може да ги претвори примарните видови во растворот во азотоводородна киселина. Чистата киселина може последователно да се добие со фракциона дестилација како крајно експлозивна безбојна течност со непријатен мирис.:
Нејзиниот воден раствор може да се подготви и со обработка на раствор на бариум азид со разредена сулфурна киселина, со филтрирање на нерастворливиот бариум сулфат.
Првично била подготвена со реакција на воден хидразин со азотеста киселина:
:
Со хидразиниумов катјон оваа реакција е напишана како:
:
За производство на азотоводородна киселина од хидразин, исто така може да се користат други оксидирачки агенси како што се водородот пероксид, нитросилот хлорид, трихлораминот или азотната киселина.
2 Уништување пред отстранување
Азотоводородната киселина реагира со азотестата киселина:
:
Оваа реакција вклучува соединенија со азот во четири различни состојби на оксидација, што ја прави невообичаена.
3 Реакции
Во своите својства азотоводородната киселина покажува одредена аналогија со халогените киселини, бидејќи образува слабо растворливи (во вода) соли на олово, сребро и жива(I). Сите метални соли кристализираат во безводен облик и се распаѓаат при загревање, оставајќи остаток од чист метал. Таа е слаба киселина (p ''K''<sub>a</sub> = 4,75). Нејзините соли на тешки метали се експлозивни и лесно комуницираат со алкил јодидите. Азидите на потешките алкални метали (со исклучок на литиумот) или земноалкалните метали не се експлозивни, туку се разградуваат на поконтролиран начин при загревањето, ослободувајќи спектроскопски чист гас . Растворите на азотоводородна киселина раствораат многу метали (на пр. цинк, железо) со ослободување на водород и образување соли, кои се нарекуваат азиди (порано исто така наречени азоимиди или хидразоати).
Азотоводородната киселина може да реагира со карбонилни деривати, вклучувајќи алдехиди, кетони и карбоксилни киселини, при што се добива амин или амид, со исфрлање на азот. Ова се нарекува Шмитова реакција или Шмитово преуредување.
Со растворање во најсилните киселини се добиваат експлозивни соли кои го содржат јонот на аминодиазониум , на пример::
Јонот е изоелектронски со диазометанот .
Разградувањето на азотоводородната киселина, предизвикано од удар, триење, искра итн. произведува азот и водород:
:
Азотоводородната киселина се подложува на едномолекуларно разградување со доволно енергија:
:
Најниската енергетска патека произведува NH во тројна (триплет) состојба, што ја прави спин-забранета реакција. Ова е една од ретките реакции чија брзина е одредена за посебни количини на вибрациона енергија во основната електронска состојба, со ласерски фотодисоцијациски проучувања. Дополнително, овие едномолекуларни вредности биле теоретски анализирани, а експерименталните и пресметаните вредности се во разумна согласност.
4 Отровност
Азотоводородната киселина е испарлива и многу отровна. Има лут мирис и нејзината пареа може да предизвика силни главоболки. Соединението делува како некумулативен отров.
5 Примени
2-Фуронитрил, фармацевтски меѓупроизвод и потенцијално вештачко засладувачко средство се подготвува со добар принос со третирање на фурфурал со мешавина од азотоводородна киселина и перхлорна киселина во присуство на магнезиум перхлорат во раствор на бензен на 35 °C.
Целосно гасофазен јоден ласер (AGIL) меша гасовита азотоводородна киселина со хлор за да произведе побуден азот хлорид, кој потоа се користи за да предизвика јодот да премине во ласерска состојба. На овој начин се избегнуваат барањата на течната хемија за КОИЛ ласерите.