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五氧化二氮（微溶于水的無色柱狀結晶體）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-19

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五氧化二氮

微溶于水的無色柱狀結晶體

五氧化二氮（化學式：N2O5），又稱硝酐，是硝酸的酸酐。通常狀態(tài)下呈無色柱狀結晶體，均微溶于水，水溶液呈酸性。分子量108.2，密度2.05 g/cm3 （固） 32℃時升華并明顯分解。47℃時完全分解。溶于水和氯仿，在熱水中分解，在硝酸中分解緩慢，其氯仿溶液在-20℃時可存放1周。具有強氧化性，能使苯、丙三醇、纖維素等硝化。與過氧化氫作用生成過氧硝酸（HO2NO2）。通常狀態(tài)下呈無色柱狀結晶體，均微溶于水，水溶液呈酸性。有吸濕性，有毒。溶于熱水時生成硝酸。熔點32.5℃，易升華，易分解。

基本信息

中文名	五氧化二氮
別名	硝酐
化學式	N2O5
分子量	108.2
CAS登錄號	10102-03-1

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分子結構

五氧化二氮

五氧化二氮分子是平面形分子，分子中存在離域π鍵。

五氧化二氮分子中主要為sp2雜化，含有6個σ鍵和2個三原子四電子離域π鍵。因此圖中四個氧原子（除了中間那個以外）實際上是等價的。一般地，在標況下，五氧化二氮為無色固體，在漫射光和280K以下穩(wěn)定，在氣態(tài)時不穩(wěn)定。

通常認為，固體狀態(tài)下，他由兩種離子構成：NO(硝酰陽離子)和 NO(硝酸根離子)，其中陽離子呈直線型，鍵長115pm，陰離子呈三角形，鍵長122pm，陰陽離子的中心N原子間距為273pm，且陽離子垂直于陰離子所在平面。這種物質稱為硝酸硝鎓。

毒性

五氧化二氮很容易潮解，而且在10℃以上能分解生成毒氣二氧化氮及氧氣，但在-10℃以下時較穩(wěn)定。遇高溫及易燃物品，會引起燃燒爆炸。由五氧化二氮引起的火災，可使用水或泡沫進行撲滅。且五氧化二氮屬強氧化劑，與水反應生成強酸。

用途

用作硝化劑、氧化劑。

制法原理

2NO?+O?=N?O?+O?

用十氧化四磷（習慣上稱五氧化二磷）使硝酸脫水可得：4HNO+P?O??=2NO+4HPO3

基本特性

N2O5很不穩(wěn)定，純品在室溫下易升華，受日光照射則爆炸分解為N2O4和氧氣。不論是純品還是處于溶劑中,N2O5在空氣中都很容易吸潮生成硝酸。

低溫時N2O5為白色鱗片狀結晶，密度為1.63g/cm，熔點29℃，在室溫下有升華現象。隨著溫度的上升，白色晶體逐漸變?yōu)闇\黃、橘黃，甚至棕褐色，45℃左右呈液態(tài)并分解釋放出氧氣和二氧化氮等，若遇高溫或可燃性物質，就會發(fā)生爆炸。純品N2O5在0℃環(huán)境下10d分解一半，在20℃環(huán)境下10h可分解一半，在-60℃以下環(huán)境中可存儲1a。

制造研究進展

1840年,H.st.c.Devil用干燥的氯氣通入無水硝酸銀中，首次制備了固體N2O5。R.We-ber等人相繼研究了用濃硝酸與五氧化二磷反應制造N2O5的方法，這是迄今最方便，最廣泛用于實驗室制造N2O5的方法。自本世紀20年代開始，又出現了用低價氮的氧化物(NO、N2O3、N2O4)臭氧化法制備N2O5，特別是以N2O4作為原料，因其較穩(wěn)定，便于貯存、運輸，用它經臭氧化法制備N2O5得到了一定程度的發(fā)展，據悉，目前已有實現大規(guī)模生產的趨。除上述主要的制造方法外，其他的化學方法也有報道，如苦味酸法[5],五氟化溴法[6],三氧化硫脫水法[7]等。80年代開始，英、美、俄等國相繼發(fā)展和完善了電解法制備N2O5的工藝過程，采用該法得到的N2O5硝酸溶液可直接用硝化過程。這是N2O5制造歷史上的一次飛躍，使得N2O5方便、廉價地大規(guī)模工業(yè)化生產成為可能。

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