连二次硝酸

Template:Chembox 连二次硝酸（化学式：H₂N₂O₂），也称为连二亚硝酸、连二次亚硝酸（Hyponitrous acid），无色小片状晶体，是氮的含氧酸之一。可溶于水和乙醇。是硝酰胺（H₂N-NO₂）的异构体。

性质

结构写作HO-N=N-OH，有顺式和反式两种，反式较稳定。固态时为反式结构。无色晶体，干燥时极易爆炸，水溶液较稳定，但仍会按下式分解，生成一氧化二氮和水：

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

但因為此反應不可逆，故不該將${\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$視為它的酸酐。

25°C，pH为1-3的水中，该分解反应半衰期为16天。

连二次硝酸的水溶液为二元弱酸，pk_a1 = 7.21，pK_a2= 11.54。在碱溶液中稍稳定。

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{H}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{-}};\mathrm{p}{\mathrm{K}}_{{\mathrm{a}}_{\mathrm{1}}}\mathrm{=}\mathrm{7}\mathrm{.}\mathrm{2}\mathrm{1}$

$\mathrm{H}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}};\mathrm{p}{\mathrm{K}}_{{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}}\mathrm{=}\mathrm{1}\mathrm{1}\mathrm{.}\mathrm{5}\mathrm{4}$

制备

用钠汞齐在水中还原亚硝酸或亚硝酸盐（如亚硝酸钠），可以得到反式-连二次硝酸盐：

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\text{(aq)}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$

用硝酸银与水中的连二次硝酸钠作用，可以得到黄色不溶的连二次硝酸银：

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{=}\mathrm{A}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

连二次硝酸银与无水氯化氢在乙醚中反应后，过滤除去反应产生的氯化银，待滤液中的乙醚蒸发后，可以得到无色的连二次硝酸晶体：

$\mathrm{A}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}}\mathrm{=}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\downarrow }$

反应

与碱金属或碱金属氢氧化物作用成盐。固体与氢氧化钾接触时即起火燃烧。连二次硝酸可以生成两种盐，一种是含[HON=NO]⁻的酸式盐，另一种是含[ON=NO]²⁻的正盐。

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{=}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

连二次硝酸在不同的酸碱介质中，表现出还原性和氧化性，但以前者为主，因此常用作还原剂。它被碘氧化的反应可用于连二次硝酸的分析。

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{H}\mathrm{I}$

连二次硝酸的稀溶液可将亚硝酸氧化为硝酸：

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

参见

• 次硝酸（H-N=O）；
• 连二次硝酸盐