Оксид азоту(V)

Окси́д азо́ту(V), нітроге́н(V) окси́д — неорганічна сполука складу N₂O₅. За звичайних умов є білою кристалічною речовиною, що повільно розкладається та сублімує за 33 °C. Сполука проявляє сильні окисні властивості.

Оксид азоту(V)
Інші назви	геміпентаоксид азоту, півп'яти оксид азоту
Ідентифікатори
Номер CAS	10102-03-1
Номер EINECS	233-264-2
ChEBI	29802
SMILES	[N+](=O)([O-])O[N+](=O)[O-]^[1]
InChI	InChI=1S/N2O5/c3-1(4)7-2(5)6
Номер Гмеліна	2466
Властивості
Молекулярна формула	N2O5
Молярна маса	108,010 г/моль
Зовнішній вигляд	білі кристали
Густина	2,0 г/см³
Ткип	33 °C (сублімація)
Термохімія
Ст. ентальпія утворення ΔfH^o 298	-41,3 Дж/моль (тв.) 13,3 Дж/моль (газ)
Ст. ентропія S^o 298	178,2 Дж/(моль·K) (тв.) 355,7 Дж/(моль·K) (газ)
Теплоємність, c^o p	143,1 Дж/(моль·K) (тв.) 95,3 Дж/(моль·K) (газ)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Примітки картки

Ця стаття про оксид азоту складу N₂O₅. Про інші сполуки цього ряду див. Оксиди азоту.

Отримання

Основним способом синтезу оксиду азоту(V) є дегідратація концентрованої нітратної кислоти оксидом фосфору(V):

${\displaystyle \mathrm {2HNO_{3(conc.)}+P_{2}O_{5}{\xrightarrow {-10^{o}C}}N_{2}O_{5}+2HPO_{3}} }$

Вихідна нітратна кислота попередньо охолоджується і згодом обережно дегідратується надлишком P₂O₅. Продукти реакції відганяються із реактору у струмені кисню з невеликою кількістю озону. Таким чином можна синтезувати близько 80 г оксиду азоту зі 150 г кислоти.

Також застосовується метод окиснення нітрату срібла(I) хлором або :

${\displaystyle \mathrm {4AgNO_{3}+2Cl_{2}{\xrightarrow {0^{o}C,[CCl_{4}]}}2N_{2}O_{5}+O_{2}+4AgCl} }$

${\displaystyle \mathrm {6AgNO_{3}+POCl_{3}\rightarrow 3N_{2}O_{5}+Ag_{3}PO_{4}+3AgCl} }$

Менш поширеним є окиснення охолодженого рідкого тетроксиду N₂O₄озоном (у суміші з киснем):

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{4}+O_{3}\rightarrow N_{2}O_{5}+O_{2}} }$

Хімічні властивості

Оксид азоту(V) є стійким лише за температур нижче 10 °C, в іншому випадку він поступово розкладається, інколи із вибухом:

${\displaystyle \mathrm {2N_{2}O_{5}\rightarrow 4NO_{2}+O_{2}} }$

N₂O₅ легко розчиняється у воді, утворюючи нітратну кислоту; реагуючи з гідроксидами та деякими оксидами, утворює відповідні нітрати:

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+H_{2}O\rightarrow 2HNO_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+2NaOH\rightarrow 2NaNO_{3}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+2NH_{3}\cdot H_{2}O\rightarrow 2NH_{4}NO_{3}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {3N_{2}O_{5}+Al_{2}O_{3}{\xrightarrow {35-40^{o}C}}2Al(NO_{3})_{3}} }$

При взаємодії з пероксидом водню оксид азоту частково окиснюється з утворенням :

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+H_{2}O_{2}{\xrightarrow {-80^{o}C}}HNO_{4}+HNO_{3}} }$

Реагуючи з металами та неметалами, проявляє сильні окисні властивості:

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+Na\rightarrow NaNO_{3}+NO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+5Cu{\xrightarrow {500^{o}C}}N_{2}+5CuO} }$

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+I_{2}\rightarrow N_{2}+I_{2}O_{5}} }$

У твердому стані сполука має іонну структуру (NO₂⁺)(NO₃^-), що дозволяє їй утворювати складні комплекси :

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+HClO_{4}\rightarrow [NO_{2}]^{+}ClO_{4}^{-}+HNO_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+2SO_{3}\rightarrow [NO_{2}]_{2}^{+}[S_{2}O_{7}]^{2-}} }$

${\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{5}+NaF\rightarrow [NO_{2}]^{+}F^{-}+NaNO_{3}} }$

Див. також

• Нітратна кислота
• ^[en]

Примітки

1. Nitrogen pentoxide
   d:Track:Q278487
2. За тиску 101,3 кПа
3. Складові установки для синтезу не повинні мати компонентів з органічних матеріалів задля уникнення їхнього окиснення озоном та забруднення продуктів синтезу.

Джерела

• Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. — 2nd. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — 1341 p. — . (англ.)
• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — . (англ.)
• Handbook of Preparative Inorganic Chemistry / G. Brauer. — 2nd. — New York : Academic Press, 1963. — Vol. 1. — 1859 p. (англ.)
• Thiemann M., Scheibler E., Wiegand K. W. Nitric Acid, Nitrous Acid, and Nitrogen Oxides // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — P. 45—46. — DOI:10.1002/14356007.a17_293. (англ.)
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — . (рос.)