Pentóxido de Dinitrógeno

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Pentóxido de dinitrógeno
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Concepto:También conocido óxido de nitrógeno (V), anhídrido nítrico, es la forma más altamente ionizada de óxido de nitrógeno, se presenta en estado sólido y es de color blanco.
Pentóxido de dinitrógeno según nomenclatura sistemática. Su fórmula química es (N2O5), también conocido por la nomenclatura de stock como óxido de nitrógeno (V), y por la nomenclatura tradicional como anhídrido nítrico, posee número de oxidación +5. A excepción de los demás óxidos de Nitrógeno, que se encuentran en estado gaseoso, éste se presenta en estado sólido, posee característica de ácido débil, puede explotar sin causa externa aparente. Su importancia se encuentra en el hecho de que puede reaccionar en una solución, así como en la fase gaseosa.

Contenido

Propiedades físicas

El pentóxido de dinitrógeno, de masa molar 108,01 g/mol, es un compuesto sólido de color blanco, funde a 30,0°C, es estable a temperaturas inferiores a los 8°C, y además debe estar en ausencia de luz solar. En estado de elevada pureza, forma cristales duros, incoloros delicuescentes al aire.

Puede describirse como anhidrido de ácido- es el óxido obtenido eliminando agua de un oxoácido-
2 HNO32 HNO3 = N2 O5 + H2O >

Estructura

Su estructura se forma por eliminación de agua del ácido nítrico, constituye un interesante ejemplo de una sustancia cuya unidad estructural molecular es diferente en estado sólido y en fase gaseosa
En fase gaseosa está constituido por moléculas covalentes, por el contrario los estudios ópticos y con rayos X muestran que el sólido blanco es un compuesto iónico integrado por iones nitronio(NO2) + e iones nitrato(NO3) - . La experimentación indica que el N2 O5 debe ser el compuesto iónico "nitrato de nitronio", (NO2) + (NO3) - . El ion nitronio es isoelectrónico con el dióxido de carbono y el dióxido de dinitrógeno,tiene una estructura AX2 lineal (O-N-O). El ion nitrato es isoelectrónico con el monóxido de carbono y el fluoruro de boro y tiene la estructura trigonal plana; pero su elevada volatilidad demuestra que el cristal iónico, pasa fácilmente a moléculas covalentes al estado gaseoso.

Obtención

Se obtiene por deshidratación del ácido nítrico al 100% con pentóxido de difósforo (P4 O10)
4HNO3(l) + P4 O10(s) = 2N2 O5(s) + 4HPO3(l)

, o bien por acción del dicloro sobre el nitrato de plata a 60°C
2Cl2(l) + AgNO3(ac) = 2N2 O5(s) + AgCl(ac) + O2(g) a 60°C

Fuente natural de obtención

Es generado en el aire en una concentración muy baja, a menos que sea emitido por algún proceso (tal como una instalación productora de ácido nítrico) que esté diseñada específicamente para generarlo.

Propiedades químicas

El pentóxido de dinitrógeno es altamente reactivo, y forma ácido nítrico (HNO3) cuando se descompone en el agua.
N2 O5 + H2O = 2 HNO3

es la forma más altamente ionizada de óxido de nitrógeno, lo que le infiere una gran capacidad de combustión.
Se descompone lentamente a temperatura ambiente para obtener dióxido de nitrógeno y diOxígeno
2N2 O5(s) = 4NO2(l) + O2(g)

Mecanismo de descomposición

El mecanismo de descomposición del pentóxido de dinitrógeno implica al trióxido de nitrógeno transitorio(NO3). En el primer paso de la descomposición el N2 O5 está en equilibrio con el dióxido de nitrógeno (NO2) y trióxido de nitrógeno (NO3)
1.- N2 O5 = 2NO2 + NO3 (equilibrio rápido)

Algunas colisiones entre el NO2 y trióxido de nitrógeno NO3, conducen a la formación de una molécula de diOxígeno( O2):>)
2.- NO2 + NO3 = NO2 + NO + O2 (lento)

Una representación más detallada de este paso es
>

Utilización

Conocido también como anhídrido nitroso, que es un agente nitrante excelente, y se utiliza para la síntesis de la mayoría de los materiales energéticos, que se obtienen por la nitración de una variedad de sustratos tales como compuestos aromáticos, alcanos, alquenos, alcoholes, azúcares , oximas, aminas y amidas.

Referencias

Fuentes

Enlace externo