El triòxid de dinitrogen és un compost químic binari de nitrogen i oxigen, és un òxid de fórmula N2O3. A baixes temperatures, per sota els 3,5 °C que és el seu punt d'ebullició, és un líquid blau amb una olor aguda i desagradable, de densitat 1,447 g/cm³. A temperatures superiors al punt d'ebullició es manté en estat líquid a altes pressions. Es dissocia parcialment en NO i NO2, monòxid i diòxid de nitrogen respectivament. És molt irritant a la pell, els ulls i les mucoses. Els vapors en són molt tòxics per inhalació. S'utilitza en combustibles especials. Sota l'exposició prolongada a una calor intensa, el contenidor pot trencar-se violentament i explotar.

Història esquerra|miniatura|Longituds d'enllaç i angles de la molècula N2O3 El químic francès Joseph-Louis Gay-Lussac (1778-1850) en va plantejar l'existència abans del 1816.

Estructura esquerra|miniatura|Estructures ressonants de la molècula N2O3 Els estudis de difracció d'electrons indiquen que el triòxid de dinitrogen és una molècula plana. La longitud de l'enllaç N-N és anormalment llarg (186 pm) comparat amb l'enllaç senzill convencional de la hidrazina, NH2-NH2 (145 pm). És un cas semblant a l'enllaç N-N de la molècula de tetraòxid de dinitrogen, N2O4.

Les dades de longitud d'enllaç indiquen que l'àtom d'oxigen individual està unit al nitrogen per un doble enllaç, mentre que els altres dos enllaços oxigen-nitrogen tenen cadascun un ordre d'enllaç d'1,5. Aquest valor és la mitjana de les formes d'enllaç senzill i doble enllaç, per la qual cosa la situació real s'ha de representar mitjançant dues estructures ressonants.

Propietats esquerra|miniatura|Mescla d'òxids de nitrogen a baixa temperatura. El líquid blau és N2O3 El triòxid de dinitrogen només pot obtenir-se pur en estat sòlid, presentant una coloració cel, o en estat líquid en les proximitats del punt de fusió (-100,1 °C) amb una coloració blava intensa. A més temperatura es dissocia parcialment segons les reaccions:

N2O3 <=> NO + NO22NO2 <=> N2O4Tant l'NO com l'N2O4són incolors, però el diòxid de nitrogen, NO2, presenta coloració marró groguenca. A 0 °C, el N2O3presenta una coloració verdosa degut a la combinació del blau del N2O3 i de les traces d'NO2 presents en el N2O4. En estat gasós es troba molt dissociat com queda palès per la coloració marró deguda al NO2, especialment al voltant del punt d'ebullició del N2O4 (21,3 °C).

Per a la reacció de dissociació del N2O3 a 298,15 K la constant d'equilibri val , l'entalpia , l'energia de Gibbs i l'entropia .

Obtenció El principal mètode d'obtenció és la reacció estequiomètrica de monòxid de nitrogen, NO, i diòxid de nitrogen, NO2 (en equilibri amb el tetraòxid de dinitrogen, N2O4) a -20 °C. Chandra,Sulekh, Comprehensive Inorganic Chemistry, New Age International Publishers, Nova Delhi, 2004

2NO + N2O4 -> 2N2O3

Només el trobem a temperatures inferiors als 30 °C, ja que per sobre d'aquesta l'equilibri anterior està desplaçat cap a l'esquerra i el triòxid de dinitrogen descompon donant monòxid de nitrogen i diòxid de nitrogen.

La barreja estequiomètrica de monòxid de nitrogen amb dioxigen també genera triòxid de dinitrogen: Gopalan,R., Inorganic Chemistry For Undergraduates, Universities Press, India, 2009

4NO + O2 -> 2N2O3

Un mètode d'obtenció alternatiu és l'oxidació de coure metàl·lic en presència d'àcid nítric, HNO3 Chandra,Sulekh, Comprehensive Inorganic Chemistry, New Age International Publishers, Nova Delhi, 2004

2Cu + 6HNO3 -> 2Cu(NO3)2 + N2O3 + 3H2O

Un altre mètode de producció és barrejar pols de triòxid d'arsènic, As2O3 amb àcid nítric, HNO3:G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963,.

2HNO3 + 2H2O + As2O3 -> N2O3 + 2H3AsO4

En presència d'àcid nitrós, HNO2, el dímer del diòxid de nitrogen, el N2O4, duu a terme una reacció àcid-base que també genera N2O3:Todres,Z.V., Ion-Radical Organic Chemistry: Principles and Applications, Marcel Dekker, 2009

N2O4 + HNO2 -> N2O3 + HNO3

S'ha observat que també es pot preparar mitjançant la reacció de NO amb peroxinitrit, ONOO^-:Ignarro,L.J., Nitric Oxide: Biology and Pathobiology, Academic Press,Florida, 2000

ONOO^- + 2NO -> N2O3 + NO2-

La nitració del naftalè, NaphH, mitjançant el tetraòxid de dinitrogen, N2O4, genera també N2O3 com a subproducte de reaccióTodres,Z.V., Ion-Radical Organic Chemistry: Principles and Applications, Marcel Dekker, 2009

NaphH + 2N2O4 -> NaphNO2 + HNO3 + N2O3

Reactivitat Donat que es tracta de l'anhídrid de l'àcid nitrós, presenta comportament àcid-base. En presència d'aigua, el N2O3 genera àcid nitrós, HNO2; en canvi, en presència de medi bàsic genera l'ió nitrit, NO2^-.Rayner-Canham,Geoff, Química inorgànica descriptiva 2ª ed., Pearson, 2000

N2O3 + H2O <=> HNO2N2O3 + OH^- -> 2NO2^- + H2O

En presència d'àcids concentrats (àcid sulfúric, àcid perclòric, àcid selènic, àcid tetrafluorobòric) genera les corresponents sals d'oxidonitrogen(1+), NO^+:

N2O3 + 2H2SO4 -> 2(NO)HSO4 + H2ON2O3 + 2HClO4 -> 2NOClO4 + H2O

En el cas de fer servir àcid nítric, genera àcid nitrós i tetraòxid de dinitrogen en un procés reversible:Todres,Z.V., Ion-Radical Organic Chemistry: Principles and Applications, Marcel Dekker, 2009

N2O3 + HNO3 -> HNO2 + N2O4

Dona lloc també a reaccions de nitrosil·lació en presència de tiols, per donar el corresponent nitrosotiol:van Faassen,Ernst, Radicals for Life: the various forms of nitric oxide, Elsevier, Oxford, 2007

N2O3 + RSH -> NO2^- + RSNO + H^+

En presència d'un dissolvent apròtic (com per exemple sulfolà), dona lloc a una dissociació iònica:Todres,Z.V., Ion-Radical Organic Chemistry: Principles and Applications, Marcel Dekker, 2009

N2O3 <=> NO^+ + NO2^-

Seguretat És tòxic por ingestió o inhalació per descomposició en gasos tòxics. En cas de contacte amb l'ull, pot produir lesions greus.

Referències

Categoria:Òxids de nitrogen