নাইট্রাইট আয়ন: ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, সূত্র, প্রস্তুতি

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-18 03:59

নাইট্রাইট আয়ন হল একটি আয়ন যা একটি নাইট্রোজেন পরমাণু এবং দুটি অক্সিজেন পরমাণু নিয়ে গঠিত। এই আয়নের নাইট্রোজেনের চার্জ +3, তাই পুরো আয়নের চার্জ -1। কণাটি সর্বজনীন। নাইট্রাইট আয়নের সূত্র হল NO₂^-। anion একটি অরৈখিক কনফিগারেশন আছে. এই কণা ধারণকারী যৌগগুলিকে নাইট্রাইট বলা হয়, উদাহরণস্বরূপ সোডিয়াম নাইট্রাইট - NaNO2_{, সিলভার নাইট্রাইট - AgNO}2_.

ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

ক্ষার, ক্ষারীয় পৃথিবী এবং অ্যামোনিয়াম নাইট্রাইট বর্ণহীন বা সামান্য হলুদ স্ফটিক পদার্থ। পটাসিয়াম, সোডিয়াম, বেরিয়াম নাইট্রাইটগুলি জলে ভালভাবে দ্রবীভূত হয়, রূপা, পারদ, তামা নাইট্রাইট - খারাপভাবে। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে দ্রবণীয়তা বৃদ্ধি পায়। প্রায় সমস্ত নাইট্রাইট ইথার, অ্যালকোহল এবং নিম্ন-পোলারিটি দ্রাবকগুলিতে খারাপভাবে দ্রবণীয়।

টেবিল। কিছু নাইট্রাইটের শারীরিক বৈশিষ্ট্য।

বৈশিষ্ট্য	পটাসিয়াম নাইট্রাইট	সিলভার নাইট্রাইট	ক্যালসিয়াম নাইট্রাইট	বেরিয়াম নাইট্রাইট
Tpl, °С	440	120 (পচানো)	220 (পচানো)	২৭৭
∆H0রেভ, kJ/mol	- 380, 0	- 40, 0	-766, 0	- 785, 5
S0298, J/(molK)	117, 2	128, 0	175, 0	183, 0
জলে দ্রবণ, 100 গ্রাম মধ্যে g	306, 7 (200C)	0, 41 (250C)	84, 5 (180C)	67, 5 (200C)

নাইট্রাইটগুলি তাপের জন্য খুব প্রতিরোধী নয়: শুধুমাত্র ক্ষারীয় ধাতব নাইট্রাইটগুলি পচন ছাড়াই গলে যায়। পচনশীলতার ফলে, গ্যাসীয় দ্রব্য নির্গত হয় - O₂ , NO, N₂, NO_{2, এবং কঠিন পদার্থ - ধাতব অক্সাইড বা ধাতু নিজেই। উদাহরণস্বরূপ, রূপালী নাইট্রাইটের পচন (ইতিমধ্যেই 40 °C তাপমাত্রায়) মৌলিক রূপালী এবং নাইট্রোজেন অক্সাইড (II):}

2AgNO₂=AgNO_{3 + Ag + NO↑}

যেহেতু প্রচুর পরিমাণে গ্যাস নির্গত হওয়ার সাথে সাথে পচন ধরে, বিক্রিয়াটি বিস্ফোরক হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, অ্যামোনিয়াম নাইট্রাইটের ক্ষেত্রে।

রেডক্স বৈশিষ্ট্য

নাইট্রাইট আয়নের নাইট্রোজেন পরমাণুর মধ্যবর্তী চার্জ রয়েছে +3, যে কারণে নাইট্রাইটগুলি অক্সিডাইজিং এবং হ্রাসকারী উভয় বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, নাইট্রাইটগুলি অ্যাসিডিক পরিবেশে পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেটের একটি দ্রবণকে বিবর্ণ করে, বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়অক্সিডাইজার:

5KNO₂ + 2KMnO₄ +3H₂SO₄ =3H₂O + 5KNO₃ + 2MnSO₄ + K 2_SO4

নাইট্রাইট আয়নগুলি একটি হ্রাসকারী এজেন্টের বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে, উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন পারক্সাইডের একটি শক্তিশালী দ্রবণের সাথে প্রতিক্রিয়ায়:

না₂^- + H₂ও_2=না3- ^{+ H}2_ও

সিলভার ব্রোমেট (অম্লযুক্ত দ্রবণ) এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় হ্রাসকারী এজেন্ট হল নাইট্রাইট। এই বিক্রিয়াটি রাসায়নিক বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়:

2NO₂^- + Ag⁺ + BrO₂ ^-=2NO₃^{- + AgBr↓}

বৈশিষ্ট্য হ্রাস করার আরেকটি উদাহরণ হল নাইট্রাইট আয়নের একটি গুণগত প্রতিক্রিয়া - বর্ণহীন দ্রবণের মিথস্ক্রিয়া [Fe(H₂O)_6] 2+ ^{বাদামী রঙের সাথে অম্লীয় সোডিয়াম নাইট্রাইট দ্রবণ সহ।}

NO2 সনাক্তকরণের তাত্ত্বিক ভিত্তি¯

নাইট্রাস অ্যাসিড, উত্তপ্ত হলে, নাইট্রিক অক্সাইড (II) এবং নাইট্রিক অ্যাসিড গঠনে অসামঞ্জস্যপূর্ণ হয়:

HNO₂ + 2HNO₂=না₃^- + H₂O + 2NO↑ + H⁺

অতএব, নাইট্রাস অ্যাসিড ফুটিয়ে নাইট্রিক অ্যাসিড থেকে আলাদা করা যায় না। সমীকরণ থেকে দেখা যায়, নাইট্রাস অ্যাসিড, পচনশীল, আংশিকভাবে নাইট্রিক অ্যাসিডে পরিণত হয়, যা নাইট্রেটের বিষয়বস্তু নির্ধারণে ত্রুটির কারণ হবে।

প্রায় সব নাইট্রাইট পানিতে দ্রবীভূত হয়, এই যৌগের মধ্যে সবচেয়ে কম দ্রবণীয় হল সিলভার নাইট্রাইট।

নাইট্রাইট আয়ন নিজেইএটি বর্ণহীন, তাই এটি অন্যান্য রঙিন যৌগ গঠনের প্রতিক্রিয়া দ্বারা সনাক্ত করা হয়। বর্ণহীন ক্যাশনের নাইট্রাইটও বর্ণহীন।

গুণমানের প্রতিক্রিয়া

নাইট্রাইট আয়ন নির্ণয় করার বিভিন্ন গুণগত উপায় রয়েছে।

1. K₃[Co(NO₂)_6]।

একটি টেস্ট টিউবে নাইট্রাইটযুক্ত টেস্ট দ্রবণের 5 ফোঁটা, কোবাল্ট নাইট্রেটের 3 ফোঁটা দ্রবণ, 2 ফোঁটা অ্যাসিটিক অ্যাসিড (পাতলা করা), 3 ফোঁটা পটাসিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণ রাখুন। Hexanitrocob altate (III) K₃[Co(NO₂)_{6] গঠিত হয় - একটি হলুদ স্ফটিক বর্ষণ পরীক্ষার দ্রবণে নাইট্রেট আয়ন নাইট্রাইট সনাক্তকরণে হস্তক্ষেপ করে না।}

2. আয়োডাইড অক্সিডেশন বিক্রিয়া।

নাইট্রাইট আয়ন অম্লীয় পরিবেশে আয়োডাইড আয়নকে অক্সিডাইজ করে।

2HNO₂ + 2I^- + 2H⁺ =2NO↑ + I 2_{↓ + 2H}2_O

প্রতিক্রিয়া চলাকালীন, মৌলিক আয়োডিন তৈরি হয়, যা স্টার্চের দাগ দ্বারা সহজেই সনাক্ত করা যায়। এটি করার জন্য, প্রতিক্রিয়াটি পূর্বে স্টার্চ দিয়ে গর্ভবতী ফিল্টার পেপারে করা যেতে পারে। প্রতিক্রিয়া খুব সংবেদনশীল. নাইট্রাইটের চিহ্নের উপস্থিতিতেও নীল রঙ দেখা যায়: খোলার সর্বনিম্ন 0.005 mcg।

ফিল্টার পেপার একটি স্টার্চ দ্রবণ দিয়ে গর্ভধারণ করা হয়, অ্যাসিটিক অ্যাসিডের 2N দ্রবণের 1 ফোঁটা, একটি পরীক্ষামূলক দ্রবণের 1 ফোঁটা, পটাসিয়াম আয়োডাইডের 0.1N দ্রবণের 1 ফোঁটা যোগ করা হয়। নাইট্রাইটের উপস্থিতিতে, একটি নীল রিং বা দাগ দেখা যায়। সনাক্তকরণ অন্যান্য অক্সিডেন্ট দ্বারা হস্তক্ষেপ করা হয় যা আয়োডিন গঠনের দিকে পরিচালিত করে।

৩. পারম্যাঙ্গানেটের সাথে বিক্রিয়াপটাসিয়াম।

একটি টেস্টটিউবে 3 ফোঁটা পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গনেট দ্রবণ, 2 ফোঁটা সালফিউরিক অ্যাসিড (পাতলা) রাখুন। মিশ্রণটি অবশ্যই 50-60 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করতে হবে। সোডিয়াম বা পটাসিয়াম নাইট্রাইটের কয়েক ফোঁটা সাবধানে যোগ করুন। পারম্যাঙ্গনেট দ্রবণ বর্ণহীন হয়ে যায়। পরীক্ষার দ্রবণে উপস্থিত অন্যান্য হ্রাসকারী এজেন্ট, পারম্যাঙ্গনেট আয়নকে অক্সিডাইজ করতে সক্ষম, NO₂^{-. সনাক্তকরণে হস্তক্ষেপ করবে.}

৪. আয়রন সালফেটের সাথে বিক্রিয়া (II)।

লৌহঘটিত সালফেট অম্লীয় পরিবেশে নাইট্রাইটকে নাইট্রেটে হ্রাস করে (সালফিউরিক অ্যাসিড পাতলা করে):

2KNO₂ (টিভি) + 2H₂SO₄ (তফাত) + 2FeSO₄ (সলিড)=2NO↑ + K₂SO₄ + Fe2_(SO4₎3 _{+ 2H}2_O

যার ফলে নাইট্রিক অক্সাইড (II) তৈরি হয় অতিরিক্ত Fe2+ (যা এখনো প্রতিক্রিয়া দেখায়নি) বাদামী জটিল আয়ন:

NO + Fe²⁺=[FeNO]²⁺

NO + FeSO₄=[FeNO]SO₄

এটা লক্ষ করা উচিত যে নাইট্রাইটগুলি পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করবে এবং নাইট্রেটগুলি ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করবে। অতএব, নাইট্রাইট আয়ন শনাক্ত করার জন্য এটি পাতলা এসিডের প্রয়োজন হয়।

৫. অ্যান্টিপাইরিনের সাথে প্রতিক্রিয়া।

না₂^{- অ্যাসিড মাধ্যমে অ্যান্টিপাইরিন দিয়ে একটি সবুজ সমাধান দেয়।}

6. রিভানলের সাথে প্রতিক্রিয়া।

NO₂^{-- অ্যাসিড মাধ্যমে রিভানল বা ইথাক্রিডিন (I) সহ একটি লাল দ্রবণ দেয়।}

পানিতে নাইট্রাইটের পরিমাণগত সংকল্প

GOST অনুযায়ীপানিতে নাইট্রাইট আয়নের পরিমাণগত বিষয়বস্তু দুটি আলোক-মেট্রিক পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়: সালফানিলিক অ্যাসিড ব্যবহার করে এবং 4-অ্যামিনোবেনজেনেসালফোনামাইড ব্যবহার করে। প্রথমটি হল সালিশ।

নাইট্রাইটের অস্থিরতার কারণে, নমুনা নেওয়ার পরপরই সেগুলি নির্ধারণ করতে হবে, অথবা 1 লিটার জলে 1 মিলি সালফিউরিক অ্যাসিড (ঘনবদ্ধ) বা 2-4 মিলি ক্লোরোফর্ম যোগ করে নমুনাগুলি সংরক্ষণ করা যেতে পারে; আপনি নমুনাটিকে 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত ঠান্ডা করতে পারেন।

প্রতি 250-300 মিলি জলে 2-3 মিলি সাসপেনশন যোগ করে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড দিয়ে ঘোলা বা রঙিন জল পরিষ্কার করা হয়। মিশ্রণটি ঝাঁকানো হয়, স্পষ্টীকরণের পরে বিশ্লেষণের জন্য একটি স্বচ্ছ স্তর নেওয়া হয়।

সালফানিলিক অ্যাসিডের সাথে নাইট্রাইটের পরিমাণ নির্ধারণ

পদ্ধতির সারমর্ম: বিশ্লেষণকৃত নমুনার নাইট্রাইট সালফানিলিক অ্যাসিডের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, ফলস্বরূপ লবণ 1-ন্যাফথাইলামাইনের সাথে বিক্রিয়া করে একটি লাল-বেগুনি অ্যাজো ডাই নির্গত হয়, এর পরিমাণ ফটোমেট্রিকভাবে নির্ধারিত হয়, তারপরে এর ঘনত্ব জলের নমুনায় নাইট্রাইট গণনা করা হয়। 1-ন্যাফথাইলামাইন এবং সালফানিলিক অ্যাসিড এবং গ্রিস রিএজেন্টের অংশ।

নাইট্রাইট আয়ন নির্ণয়: কৌশল

একটি জলের নমুনার 50 মিলি, অ্যাসিটিক অ্যাসিডে গ্রিস রিএজেন্টের দ্রবণ 2 মিলি যোগ করুন। মিশ্রিত করুন এবং স্বাভাবিক তাপমাত্রায় 40 মিনিটের জন্য বা একটি জল স্নানে 50-60 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 10 মিনিটের জন্য ইনকিউবেট করুন। তারপর মিশ্রণের অপটিক্যাল ঘনত্ব পরিমাপ করা হয়। একটি ফাঁকা নমুনা হিসাবে, পাতিত জল ব্যবহার করা হয়, যা বিশ্লেষণকৃত জলের নমুনার অনুরূপভাবে প্রস্তুত করা হয়। নাইট্রাইটের ঘনত্ব সূত্র দ্বারা গণনা করা হয়:

X=K∙A∙50∙f / V, যেখানে: K হল সহগক্রমাঙ্কন বৈশিষ্ট্য, A হল বিশ্লেষিত জলের নমুনার অপটিক্যাল ঘনত্বের সেট মান বিয়োগ করে ফাঁকা নমুনার অপটিক্যাল ঘনত্বের সেট মান, 50 – ভলিউম্যাট্রিক ফ্লাস্কের ভলিউম, f – তরলীকরণ ফ্যাক্টর (যদি নমুনা পাতলা না হয়, f=1), V হল বিশ্লেষণের জন্য নেওয়া অ্যালিকোটের আয়তন৷

পানিতে নাইট্রাইট

বর্জ্য জলে নাইট্রাইট আয়ন কোথা থেকে আসে? নাইট্রাইট সবসময় বৃষ্টির পানি, পৃষ্ঠ এবং ভূগর্ভস্থ পানিতে অল্প পরিমাণে উপস্থিত থাকে। নাইট্রাইট হল ব্যাকটেরিয়া দ্বারা বাহিত নাইট্রোজেন-ধারণকারী পদার্থের রূপান্তরের একটি মধ্যবর্তী ধাপ। এই আয়নগুলি অ্যামোনিয়াম ক্যাটেশন থেকে নাইট্রেটে (অক্সিজেনের উপস্থিতিতে) অক্সিডেশনের সময় এবং বিপরীত প্রতিক্রিয়াতে গঠিত হয় - অ্যামোনিয়া বা নাইট্রোজেনে নাইট্রেটের হ্রাস (অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে)। এই সমস্ত প্রতিক্রিয়া ব্যাকটেরিয়া দ্বারা বাহিত হয়, এবং জৈব পদার্থ নাইট্রোজেন-ধারণকারী পদার্থের উৎস। অতএব, জলে নাইট্রাইটের পরিমাণগত বিষয়বস্তু একটি গুরুত্বপূর্ণ স্যানিটারি সূচক। নাইট্রাইট সামগ্রীর মান অতিক্রম করা জলের মল দূষণকে নির্দেশ করে। গবাদি পশুর খামার, কলকারখানা, শিল্প প্রতিষ্ঠান, জলাশয়ের দূষণ যেখানে নাইট্রোজেন সার ব্যবহার করা হয়েছিল সেই ক্ষেত্রগুলির জলের সাথে জলের দূষণ জলে নাইট্রাইটের উচ্চ পরিমাণের প্রধান কারণ৷

গ্রহণ

শিল্পে, NaOH বা Na₂ এর সাথে নাইট্রাস গ্যাস (NO এবং NO2 _{এর মিশ্রণ) শোষণের মাধ্যমে সোডিয়াম নাইট্রাইট পাওয়া যায় CO} সমাধান 3 _{এর পরে সোডিয়াম নাইট্রাইট ক্রিস্টালাইজেশন:}

না +NO₂ + 2NaOH (ঠান্ডা)=2NaNO₂ + H_2O

অক্সিজেনের উপস্থিতিতে বিক্রিয়া সোডিয়াম নাইট্রেট গঠনের সাথে এগিয়ে যায়, তাই অ্যানোক্সিক অবস্থার ব্যবস্থা করতে হবে।

পটাসিয়াম নাইট্রাইট শিল্পে একই পদ্ধতিতে উত্পাদিত হয়। এছাড়াও, সোডিয়াম এবং পটাসিয়াম নাইট্রাইট নাইট্রেটের সাথে সীসা অক্সিডাইজ করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে:

KNO₃ (conc) + Pb (স্পঞ্জ) + H₂O=KNO_{2+ Pb(OH)}2_↓

KNO₃ + Pb=KNO_{2 + PbO}

শেষ প্রতিক্রিয়াটি 350-400 °C তাপমাত্রায় ঘটে।