Kwas azotawy

Kwas azotawy (nazwa Stocka: kwas azotowy(III)), HNO₂ – nieorganiczny związek chemiczny, umiarkowanie słaby i nietrwały kwas tlenowy.

Kwas azotawy

izomer trans izomer cis
Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) podst. hydroksyazanon addyt. hydroksydooksydoazot wodor. wodoro(dioksydoazotan) Inne nazwy i oznaczenia półsyst. kwas azotawy Stocka kwas azotowy(III)
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	HNO2
Inne wzory	HONO
Masa molowa	47,01 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS	7782-77-6
PubChem	24529
DrugBank	DB09112
SMILES N(=O)O
InChI InChI=1S/HNO2/c2-1-3/h(H,2,3) InChIKey IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość ok. 1 g/cm³ (rozcieńczony roztwór wodny); ciecz Kwasowość (pKa) 3,25
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji według kryteriów GHS są niedostępne. Temperatura zapłonu niepalny
Podobne związki
Inne aniony	kwas fosfonowy, kwas arsenawy
Podobne związki	kwas azotowy
Pochodne	azotyny: • sole, np. KNO2, NaNO2, NH4NO2 • estry, np. azotyn amylu • nitrozwiązki, np. nitrobenzen
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Otrzymywanie

Przemysłowo kwas azotawy otrzymywany jest poprzez wprowadzanie do wody równocząsteczkowej mieszaniny tlenku azotu (NO) i dwutlenku azotu (NO₂). W takiej mieszaninie zawsze obecne są drobne ilości tritlenku diazotu (N₂O₃), który jest bezwodnikiem kwasu azotawego. W wyniku jego reakcji z wodą według równania

N₂O₃ H₂O → 2HNO₂

zaburzona (przesunięta w prawo) zostaje równowaga reakcji tlenków

NO NO₂ ⇌ N₂O₃

i tworzą się kolejne porcje N₂O₃, które następnie reagują z wodą zwiększając stężenie produktu.

W laboratorium kwas azotawy może być otrzymywany przez dodawanie do jego soli (np. azotynu sodu) nieutleniających kwasów mineralnych, np. rozcieńczonego kwasu siarkowego:

2NaNO₂ H₂SO₄ → 2HNO₂ Na₂SO₄

Właściwości chemiczne

Istnieje tylko w rozcieńczonych roztworach wodnych. Przy zatężaniu ulega dysproporcjonowaniu według równania

3HNO₂ → HNO₃ 2NO H₂O

działając zarówno jako utleniacz, jak i reduktor. Trwalsze są jego sole i estry – azotyny, stosowane m.in. do diazowania i konserwacji żywności (azotyny potasu i sodu) oraz w lecznictwie (azotyn amylu).

Oprócz estrów (R−ONO) w wyniku jego reakcji ze związkami organicznymi mogą powstawać także związki nitrowe (R−NO₂).

Reakcja kwasu azotawego z pierwszorzędowymi aminami aromatycznymi nosi nazwę diazowania, a w jej wyniku powstają sole diazoniowe. Kwas azotawy do tych reakcji wytwarza się zwykle in situ z azotynów, np.:

Synteza chlorku m-trifluorometylobenzenosulfonowego poprzez związek diazoniowy

Do wykrywania kwasu azotawego, zwykle generowanego poprzez zakwaszenie badanego roztworu azotynów, można wykorzystać odczynnik Griessa. Metoda ta pozwala także na oznaczanie azotanów po ich wstępnej redukcji do azotynów.

Tautomeria

Kwas azotawy powstaje jako jeden z produktów niskotemperaturowej fotolizy światłem UV kwasu azotowego w matrycy z zestalonego argonu. Dane spektralne w podczerwieni sugerują, że w warunkach tych występuje on w równowadze z mniej trwałym tautomerem, w którym atom wodoru połączony jest z atomem azotu:

HO−N=O ⇌ H−NO₂

Reakcji tej łatwiej powinien ulegać izomer trans trwalszego tautomeru HO−N=O, w którym atom wodoru znajduje się w pobliżu niewiążącej pary elektronowej atomu azotu.

Cząsteczka H−NO₂ jest płaska, o symetrii C_2v, a obliczenia wskazują, że jest o 25 kJ/mol mniej trwała od HO−N=O. Obliczone długości wiązań wynoszą 1,013 Å dla H−N i 1,201 Å dla N−O, a kąty ONO mają wartość 127,5°.

Wpływ na organizm człowieka

Kwas azotowy(III) jest jednym z czynników mutagennych, co oznacza, że jego wpływ na organizm jest bardzo negatywny. Usuwa grupę aminową guaniny, adeniny i cytozyny, zamieniając je odpowiednio w ksantynę, hipoksantynę i uracyl (deaminacja). Ostatecznie skutkiem bezpośredniego działania kwasu azotawego są mutacje punktowe jako wynik prób naprawy DNA.