Dinitrogen pentoksida

Dinitrogen pentoksida

Nama
Nama IUPAC Dinitrogen pentaoxide
Nama lain Anhidrida nitrat Nitronium nitrat Nitril nitrat DNPO Asam nitrat anhidrat
Penanda
Nomor CAS	10102-03-1^Y
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:29802^Y
ChemSpider	59627^Y
Nomor EC
PubChem CID	66242
Nomor RTECS	{{{value}}}
UNII	6XB659ZX2W^N
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID90143672
InChI InChI=1S/N2O5/c3-1(4)7-2(5)6^Y Key: ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N^Y InChI=1/N2O5/c3-1(4)7-2(5)6 Key: ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYAN
SMILES [O-][N+](=O)O[N+]([O-])=O
Sifat
Rumus kimia	N2O5
Massa molar	108,01 g/mol
Penampilan	padatan putih
Densitas	1,642 g/cm^3 (18 °C)
Titik lebur	41 °C (106 °F) [1]
Titik didih	47 °C (117 °F) menyublim
Kelarutan dalam air	bereaksi menghasilkan HNO3
Kelarutan	larut dalam kloroform tidak larut dalam CCl4
Suseptibilitas magnetik (χ)	−35,6·10^−6 cm^3/mol (aq)
Momen dipol	1,39 D
Struktur
Struktur kristal	heksagonal
Bentuk molekul	planar, C2v (sekitar. D2h) N–O–N ≈ 180°
Termokimia
Entropi molar standar (S^o)	178,2 J K^−1 mol^−1 (s) 355,6 J K^−1 mol^−1 (g)
Entalpi pembentukan standar (ΔfH^o)	−43,1 kJ/mol (s) +11,3 kJ/mol (g)
Energi bebas Gibbs (ΔfG)	114,1 kJ/mol
Bahaya
Bahaya utama	oksidator kuat, membentuk asam kuat jika terkena air
Titik nyala	Tidak mudah terbakar
Senyawa terkait
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini ^YN ?)
Referensi

Dinitrogen pentoksida adalah senyawa kimia dengan rumus N. Dikenal juga sebagai nitrogen pentoksida, N adalah salah satu oksida nitrogen biner, suatu keluarga senyawa yang hanya mengandung nitrogen dan oksigen. Ia tidak stabil dan memiliki bahaya potensial sebagai oksidator yang pernah digunakan sebagai pereaksi sebagai larutan dalam kloroform untuk nitrasi, tetapi telah banyak digantikan oleh NO (nitronium tetrafluoroborat).

N adalah contoh langka senyawa yang mengadopsi dua struktur bergantung pada kondisi: paling banyak ia adalah garam, tetapi pada beberapa kondisi ia adalah molekul polar:

${\displaystyle {\ce {[NO2^+][NO3^-] <=> N2O5}}}$

Sintesis dan sifat

N pertama kali dilaporkan oleh Deville pada tahun 1840, yang membuatnya melalui perlakuan AgNO₃ dengan Cl₂.[2][3] Sintesis laboratorium yang disarankan memerlukan dehidrasi asam nitrat (HNO₃) menggunakan fosforus(V) oksida:[4]

${\displaystyle {\ce {P4O10 + 12HNO3 -> 4H3PO4 + 6N2O5}}}$

Metode lain adalah:

• Reaksi nitrat dengan nitronium tetrafluoroborat:

${\displaystyle {\ce {NO3^- + NO2BF4 -> N2O5 + BF4^-}}}$

• Pembuatan N dari kesetimbangan nitrogen dioksida dan dinitrogen tetroksida dengan adanya ozon:

${\displaystyle {\ce {2NO2 <=> N2O4}}}$

${\displaystyle {\ce {N2O4 + O3 -> N2O5 + O2}}}$

• Elektrolisis asam nitrat dengan adanya N:[5]

${\displaystyle {\ce {2HNO3->[\mathrm {Elektrolisis,\ } {\ce {N2O4}}]N2O5{}+H2O}}}$

Pada proses sebaliknya, N bereaksi dengan air (terhidrolisis) menghasilkan asam nitrat. Oleh karena itu, dinitrogen pentoksida adalah anhidrida dari asam nitrat:

${\displaystyle {\ce {N2O5 + H2O -> 2HNO3}}}$

N berada sebagai kristal tak berwarna yang menyublim sedikit pada suhu ruang. Garamnya akan terdekomposisi pada suhu ruang menghasilkan NO₂ dan O₂. [6]

Struktur

Struktur Lewis N₂O₅ fase gas

N₂O₅ padat adalah garam, yang terdiri dari anion dan kation terpisah. Kationnya adalah ion nitronium NO+2 linier dan anionnya adalah ion nitrat NO−3 planar. Oleh karena itu, padatannya dapat disebut nitronium nitrat. Kedua pusat nitrogen memiliki tingkat oksidasi +5.

Molekul utuh O₂N–O–NO₂ ada ketika dalam fase gas (diperoleh melalui sublimasi N₂O₅) dan ketika padatannya diekstraksi ke dalam pelarut nonpolar seperti CCl₄. Dalam fase gas, sudut O–N–O adalah 133° dan sudut N–O–N adalah 114°. Ketiks gas N₂O₅ didinginkan mendadak, dapat diperoleh bentuk molekul metastabil, yang secara eksotermis berubah menjadi bentuk ionik di atas −70 °C.[4]

Reaksi dan aplikasi

Dinitrogen pentoksida, misalnya sebagai larutan dalam kloroform, telah digunakan sebagai pereaksi untuk memasukkan fungsionalitas NO₂. Reaksi nitrasi ini digambarkan sebagai berikut:

${\displaystyle {\ce {N2O5 + Ar-H -> HNO3 + Ar-NO2}}}$

dengan Ar mewakili gugus aril.

Untuk penggunaan ini, dinitrogen pentoksida sebagian besar telah diganti dengan nitronium tetrafluoroborat [NO₂]^+[BF₄]^−. Garam ini mempertahankan reaktivitas yang tinggi dari NO+2, namun stabil secara termal, terdekomposisi pada sekitar 180 °C (menjadi NO₂F dan BF₃). Reaktivitas NO+2 dapat ditingkatkan dengan asam kuat yang menghasilkan "super-elektrofil" HNO2+2.

Dinitrogen pentoksida relevan dengan persiapan bahan peledak.[3][7]

Di atmosfer, dinitrogen pentoksida adalah reservoir penting dari spesies NO_x yang bertanggung jawab atas penipisan ozon: pembentukannya, menghasilkan siklus nil yaitu NO dan NO₂ sementara ditahan dalam kondisi tidak reaktif.

Bahaya

N₂O₅ adalah oksidator kuat yang membentuk campuran eksplosif dengan senyawa organik dan garam amonium. Dekomposisi dinitrogen pentoksida menghasilkan gas nitrogen dioksida yang sangat beracun.

Referensi

1. Emeleus (1 January 1964). Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press. hlm. 77–. ISBN 978-0-12-023606-0. Diakses tanggal 20 September 2011. 
2. M.H. Deville (1849). "Note sur la production de l'acide nitrique anhydre". Compt. Rend. 28: 257–260. 
3. Jai Prakash Agrawal (19 April 2010). High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Wiley-VCH. hlm. 117–. ISBN 978-3-527-32610-5. Diakses tanggal 20 September 2011. 
4. Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5 
5. Thomas M. Klapötke (2009), Chemie der hochenergetischen Materialien, Walter de Gruyter, hlm. 142, ISBN 311021487-3 
6. Nitrogen(V) Oxide. Inorganic Syntheses. 3. 1950. hlm. 78–81. 
7. Talawar, M. B.; et al. (2005). "Establishment of Process Technology for the Manufacture of Dinitrogen Pentoxide and its Utility for the Synthesis of Most Powerful Explosive of Today—CL-20". Journal of Hazardous Materials. 124: 153–64. doi:10.1016/j.jhazmat.2005.04.021.