El pentaòxid de dinitrogen és compost binari de nitrogen i oxigen, un òxid de fórmula N2O5. Es presenta en forma de sòlid incolor que sublima a 32,4 °C i a 15 °C té una densitat de 2,05 g/cm³.
Història El pentaòxid de dinitrogen fou sintetitzat per primer cop el 1849 pel químic francès Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) mitjançant la reacció del clor, Cl2 amb nitrat d'argent, AgNO3.
Propietats El N2O5 sòlid és estable per sota de 8 °C, però descompon si li incideix la llum solar o s'escalfa fins a temperatura ambient. Per sota de -60 °C és estable més d'un any; a -20 °C té una vida mitjana de dues setmanes; a 0 °C ja només és de 10 dies; i a 20 °C tan sols de 10 hores. La reacció de descomposició és:
2N2O5 ->[\Delta] 2N2O4 + O2
El N2O5és fàcilment soluble en àcid nítric absolut, HNO3,i en dissolvents clorats. La polaritat dels dissolvent té un important efecte sobre la descomposició del N2O5. És ràpida en dissolvents no polars, com ara el cloroform, i lenta en dissolvents polars, com el nitrometà. En àcid nítric són moderadament estables a temperatures per sota de la temperatura ambient.
Estructura esquerra|miniatura|Estructura, longituds d'enllaç i angles del N2O5 El pentaòxid de nitrogen al voltant de -78 °C és un sòlid constituït per cations, NO2+, i anions nitrat, NO3-, enllaçats per enllaç iònic. El catió té estructura lineal amb el nitrogen al mig, ONO^+, amb enllaços N-O d'1,154 Å, i l'anió nitrat és pla amb l'àtom de nitrogen al mig i els àtoms d'oxigen units a ell i separats 120°. A temperatures més altes el sòlid està format per molècules NO2-O-NO2igual que les que es troben en estat gasós, amb tots els enllaços covalents.Mahan, B.H: Química Universitaria. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1975.
Obtenció Al laboratori el pentaòxid de dinitrogen es prepara habitualment per deshidratació de l'àcid nítric, HNO3 concentrat mitjançant pentaòxid de difòsfor, P2O5, segons la reacció:
2HNO3 + P2O5 -> N2O5 + 2HPO3
La principal alternativa és l'oxidació del diòxid de nitrogen, NO2, emprant ozó, O3:
2NO2 + O3 -> N2O5 + O2
Una altra alternativa és la reacció de clorur de dioxidonitrogen(2+), NO2Cl amb nitrat d'argent, AgNO3:
NO2Cl + AgNO3 -> N2O5 + AgCl
Propietats químiques El pentaòxid de dinitrogen sòlid descompon per efecte de la llum ultraviolada de 380 nm segons l'equació:
N2O5\; ->[\mathit{h \nu}] \; N2O4 \; + \; OTambé es descompon per escalfament segons la reacció global:
2N2O5 ->[\Delta] 2N2O4 + O2la qual té lloc en tres etapes:
N2O5 <=> NO3 + NO2NO2 + NO3 -> NO2 + O2 + NONO + N2O5 -> 3NO2
Com que es tracta de l'anhídrid de l'àcid nítric, reacciona fàcilment amb la humitat per donar àcid nítric:
N2O5 + H2O -> 2HNO3
Aplicacions S'aplica el pentaòxid de dinitrogen especialment en reaccions de síntesi orgànica amb l'objectiu de produir nitracions, adicions de grups NO2a cadenes de carbonis.
Perillositat i problemes ambientals El pentaòxid de dinitrogen és un oxidant fort que en presència de sals d'amoni i solvents orgànics es torna explosiu. La seva descomposició genera gasos NO_x tòxics.Jai Prakash Agrawal (19 April 2010). High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Wiley-VCH. p. 117–. . Retrieved 20 September 2011.
Encara que hi ha poc pentaòxid de dinitrogen en la Terra, provoca certs problemes ambientals per ser un agent oxidant fort. A l'estratosfera el N2O5 és una espècie de reserva que col·labora en la destrucció d'ozó. ja que es descompon donant radicals lliures que participen en la destrucció de l'ozó:TAYLOR, F. W. Elementary climate physics.
N2O5 <=> NO3 + NO2
També pot provocar episodis de boirum fotoquímic en ciutats molt contaminades per combustió de petroli. Propietats com elevada temperatura, situació geogràfica i radiació solar intensa donen aquest fenomen a indrets com Los Angeles o Mexico DF.VANLOON, GARY W.; DUFFY, STEPHEN J. Environmental chemistry : I, en presència d'humitat forma àcid nítric i provoca pluja àcida.
Referències
Categoria:Òxids de nitrogen