Оксид азота(V)

Оксид азота
Общие
Систематическое наименование	Оксид азота(V)
Хим. формула	N2O5
Физические свойства
Состояние	бесцв. кристаллы
Молярная масса	108,01 г/моль
Плотность	1,642 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	+32,3 °C
Т. кип.	возгоняется при 47 °C
Классификация
Рег. номер CAS	10102-03-1
PubChem	66242
Рег. номер EINECS	233-264-2
SMILES	[N+](=O)([O-])O[N+](=O)[O-]
InChI	1S/N2O5/c3-1(4)7-2(5)6 ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	29802
ChemSpider	59627
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Окси́д азо́та(V) (пентаокси́д азота, пентаоксид диазо́та, нитра́т нитри́ла, нитрат нитро́ния, азо́тный ангидри́д) N₂O₅ — высший оксид азота. Представляет собой бесцветные, очень летучие кристаллы. Разлагается при комнатной температуре, однако стабилен при температуре ниже +10 °C. При этой температуре также существенно снижается его летучесть. Взаимодействует с органическими веществами и полимерами, поэтому его хранят в стеклянной посуде.

В газообразном состоянии азотный ангидрид состоит из отдельных молекул, строение которых отвечает формуле O₂N-О-NO₂ и имеет неплоскую структуру. Кристаллы образованы ионами NO₂⁺ и NO₃⁻.

Впервые получен французским физикохимиком Сен-Клер Девилем в 1849 г. действием газообразного хлора на нитрат серебра.

Получение

Путём дегидратации азотной кислоты HNO₃ с помощью P₂O₅:

${\displaystyle {\mathsf {2HNO_{3}+P_{2}O_{5}\rightarrow 2HPO_{3}+N_{2}O_{5}}}.}$

Пропусканием сухого хлора над сухим нитратом серебра:

${\displaystyle {\mathsf {4AgNO_{3}+2Cl_{2}\rightarrow 4AgCl+2N_{2}O_{5}+O_{2}}},}$

(по другим данным, при этой реакции будет образовываться хлорид серебра и хлорнитрат).

Путём взаимодействия оксида азота(IV) с озоном:

${\displaystyle {\mathsf {2NO_{2}+O_{3}\rightarrow N_{2}O_{5}+O_{2}}}.}$

Химические свойства

Представляет собой типичный кислотный оксид. N₂O₅ легко возгоняется и крайне неустойчив. Разложение может происходить со взрывом, часто — без видимых побудительных причин:

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

Растворяется в воде с образованием азотной кислоты (обратимая реакция):

${\displaystyle {\ce {N2O5 + H2O <=> 2HNO3}}}$.

Взаимодействует со щелочами с образованием нитратов:

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

При взаимодействии с гемиоксидом хлора при охлаждении жидким воздухом образует нитрат хлора:

${\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}O+N_{2}O_{5}\rightarrow 2ClNO_{3}}}.}$

Применение

Растворы азотного ангидрида в неполярных растворителях, например, в четырёххлористом углероде применяются в качестве мягкого нитрующего агента, которой может быть заменён более удобным в обращении тетрафторборатом нитрония NO₂BF₄.

Физиологическое действие и меры безопасности

Как и все оксиды азота, N₂O₅ токсичен.

Работа с N₂O₅ требует осторожности, поскольку при обычных условиях реакция с его участием может протекать достаточно быстро с большим выделением газообразных веществ. Взрывоопасен при смешивании с органическими веществами. Кроме того, при разложении он даёт ядовитый NO₂.