Dinitrogenpentoxid (N2O5) – egenskaber, fremstilling og anvendelser
Dinitrogenpentoxid (N2O5): egenskaber, fremstilling og anvendelser — kraftigt oxidationsmiddel, produktionsmetoder, sikkerhed og industrielle anvendelser. Læs om reaktivitet og risici.
Dinitrogenpentoxid (N2O5) er en kemisk forbindelse, kendt som syreanhydrid for salpetersyre. Dens bruttoformel er N2O5 og stoffet fremstår som et hvidt, krystallinsk fast stof. Det er et stærkt oxidationsmiddel og anvendes i kemisk syntese som kilde til nitroniumionen (NO2+), der er en vigtig elektrofil i nitreringsreaktioner.
Egenskaber
- Som rent stof er N2O5 typisk hvidt og krystallinsk, men det nedbrydes ved opvarmning og kan afgive brun nitrogendioxid (NO2), som farver prøven.
- I gasfasen og ved høje temperaturer findes det som molekylær forbindelse, mens det i fast form kan optræde som en ionisk sammensætning bestående af nitronium- og nitratanioner: [NO2+][NO3−] (nitroniumnitrat).
- Det er anhydrid af salpetersyre, hvilket beskrives ved reaktionen: N2O5 + H2O → 2 HNO3.
- Det er relativt ustabilt termisk og kemisk: det kan dekomponere til NO2 og oxygen og reagerer hurtigt med fugt.
- Det opløses i visse ikke-vandige organiske opløsningsmidler; for eksempel opløseligt i chloroform, hvor det kan fungere som kilde til NO2+ i organiske reaktioner.
Fremstilling
Den almindelige laboratoriemetode til fremstilling af N2O5 er ved at fjerne vand fra salpetersyre ved hjælp af et kraftigt dehydratiserende middel, typisk phosphor(V)oxid (ofte angivet som P4O10). Fosfor(V)-oxid absorberer vand og efterlader dinitrogenpentoxid som produkt. Fremstillingsreaktionen skal udføres under tørre og kølige forhold, da N2O5 reagerer med vand og er termisk ustabil.
Reaktivitet og anvendelser
- Nitrering og nitronium-kilde: N2O5 er en effektiv kilde til nitroniumionen (NO2+), som anvendes i nitreringsreaktioner i organisk kemi. I opløsningsmidler som chloroform kan det levere NO2+ til aromatiske eller andre elektronrige substrater.
- Oxidationsmiddel: Det fungerer som et kraftigt oxidationsmiddel i udvalgte synteser og kan reagere med reduktionsmodtagere eller uorganiske substrater.
- Atmosfærisk kemi: N2O5 spiller en rolle som en natlig reservoirform for NOx i atmosfæren. Det hydrolyserer og reagerer på aerosoler og overflader og bidrager til dannelsen af nitratpartikler og syrer i luftforurening.
- Det bruges mest i forskning og specialiseret organisk syntese; kommercielle og industrielle anvendelser er begrænsede på grund af stoffets ustabilitet og håndteringsproblemer.
Sikkerhed og opbevaring
- N2O5 er giftigt og ætsende: det hydrolyserer til salpetersyre og kan frigive giftig NO2-gas ved nedbrydning. Indånding eller hudkontakt kan være alvorlig.
- Det er et stærkt oxidationsmiddel og kan reagere voldsomt med organiske materialer eller reducerende stoffer. Undgå kontakt med brændbare materialer.
- Opbevares bedst i tætte, mørke beholdere ved lave temperaturer og i tørre omgivelser. Håndteres i aftrækskab med passende personlig værnemidler (handsker, beskyttelsesbriller og åndedrætsværn ved behov).
- Ved spild eller uheld: undgå direkte kontakt, ventiler området og følg lokale nødprocedurer; ved større uheld kontakt giftinformation eller nødmyndigheder.
Relaterede sider
- Liste over kvælstofforbindelser
- Kvælstoftriiodid
- Ammoniak
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er dinitrogenpentoxid?
A: Dinitrogenpentoxid er en kemisk forbindelse, der fremstilles ved at fjerne vand fra salpetersyre.
Q: Hvad er dens kemiske formel?
A: Dens kemiske formel er N2O5.
Q: Hvad bruges det til?
A: Det er et kraftigt oxidationsmiddel og kan bruges til at tilføje NO2+-gruppen til nogle kemiske forbindelser.
Q: Hvordan fremstilles dinitrogenpentoxid?
A: Det fremstilles ved at lade fosfor(V)oxid reagere med salpetersyre, hvorved vandet fjernes fra salpetersyren.
Q: Hvad er farven og konsistensen på dinitrogenpentoxid?
A: Det er et hvidt fast stof.
Q: Er dinitrogenpentoxid giftigt?
A: Ja, det er giftigt, da det kan danne nitrogendioxidgas.
Q: Kan dinitrogenpentoxid opløses i chloroform?
A: Ja, det kan opløses i chloroform for at tilføje NO2+-gruppen til nogle kemiske forbindelser.
Søge