डाइनाइट्रोजनपेन्टाऑक्साइड: Difference between revisions

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डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड (जिसे नाइट्रोजन पेंटोक्साइड या नाइट्रिक एनहाइड्राइड के रूप में भी जाना जाता है) [[रासायनिक सूत्र]] के साथ [[रासायनिक यौगिक]] {{chem2|N2O5}} है। यह युग्मक [[[[नाइट्रोजन]] ऑक्साइड]] में से एक है, यौगिकों का एक वर्ग जिसमें केवल नाइट्रोजन और [[ऑक्सीजन]] होते हैं। यह रंगहीन स्फटिक के रूप में उपस्थित होता है जो कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर उठता है, रंगहीन गैस उत्पन्न करता है।<ref name=conn1979>Connell, Peter Steele. (1979) ''[https://escholarship.org/uc/item/5dn1m436 The Photochemistry of Dinitrogen Pentoxide]''.  Ph. D. thesis, Lawrence Berkeley National Laboratory.</ref>
डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड (जिसे नाइट्रोजन पेंटोक्साइड या नाइट्रिक एनहाइड्राइड के रूप में भी जाना जाता है) [[रासायनिक सूत्र]] {{chem2|N2O5}} के साथ [[रासायनिक यौगिक]] है। यह युग्मक [[[[नाइट्रोजन]] ऑक्साइड]] में से एक यौगिकों का एक वर्ग है जिसमें केवल नाइट्रोजन और [[ऑक्सीजन]] होते हैं। यह रंगहीन स्फटिक के रूप में उपस्थित होता है जो कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर उठता है और रंगहीन वाष्प उत्पन्न करता है।<ref name=conn1979>Connell, Peter Steele. (1979) ''[https://escholarship.org/uc/item/5dn1m436 The Photochemistry of Dinitrogen Pentoxide]''.  Ph. D. thesis, Lawrence Berkeley National Laboratory.</ref>


डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड एक अस्थिर और संभावित खतरनाक ऑक्सीकारक है जिसे एक बार [[ नाइट्रट करना |नाइट्रीकरण]] के लिए[[ क्लोरोफार्म | क्लोरोफार्म]] में घोलने पर एक [[अभिकर्मक]] के रूप में इस्तेमाल किया गया था लेकिन [[नाइट्रोनियम टेट्राफ्लोरोबोरेट]] द्वारा बड़े मापक्रम पर इसका स्थान ले लिया गया है।
डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड एक अस्थिर और संभावित हानिकारक ऑक्सीकारक है जिसे एक बार [[ नाइट्रट करना |नाइट्रीकरण]] के लिए[[ क्लोरोफार्म | क्लोरोफार्म]] में घोलने पर एक [[अभिकर्मक]] के रूप में उपयोग किया गया था लेकिन [[नाइट्रोनियम टेट्राफ्लोरोबोरेट]] द्वारा बड़े मापक्रम पर इसका स्थान ले लिया गया है।


{{chem2|N2O5}} एक यौगिक का दुर्लभ उदाहरण है जो परिस्थिति के आधार पर दो संरचनाओं को अधिग्रहण करता है। ठोस एक अम्ल, नाइट्रोनियम नाइट्रेट है, जिसमें अलग-अलग [[नाइट्रोनियम आयन]]  {{chem2|[NO2]+}} और [[नाइट्रेट]] {{chem2|[NO3]-}} होते हैं; लेकिन गैस चरण में और कुछ अन्य स्थितियों में यह एक [[सहसंयोजक बंधन]] है। <ref name="angus1949">{{cite journal|title=Existence of Nitrosyl Ions (NO<sup>+</sup>) in Dinitrogen Tetroxide and of Nitronium Ions (NO<sub>2</sub><sup>+</sup>) in Liquid Dinitrogen Pentoxide|year=1949 |doi=10.1038/164433a0|pmid=18140439 |author1=Angus, W.R. |author2=Jones, R.W. |author3=Phillips, G.O. |journal=Nature |volume=164 |issue=4167 |page=433 |bibcode=1949Natur.164..433A |s2cid=4136455 }}</ref>
{{chem2|N2O5}} एक यौगिक का दुर्लभ उदाहरण है जो परिस्थिति के आधार पर दो संरचनाओं को अधिग्रहण करता है। ठोस एक अम्ल, नाइट्रोनियम नाइट्रेट है, जिसमें अलग-अलग [[नाइट्रोनियम आयन]]  {{chem2|[NO2]+}} और [[नाइट्रेट]] {{chem2|[NO3]-}} होते हैं; लेकिन वाष्प चरण में और कुछ अन्य स्थितियों में यह एक [[सहसंयोजक बंधन]] है। <ref name="angus1949">{{cite journal|title=Existence of Nitrosyl Ions (NO<sup>+</sup>) in Dinitrogen Tetroxide and of Nitronium Ions (NO<sub>2</sub><sup>+</sup>) in Liquid Dinitrogen Pentoxide|year=1949 |doi=10.1038/164433a0|pmid=18140439 |author1=Angus, W.R. |author2=Jones, R.W. |author3=Phillips, G.O. |journal=Nature |volume=164 |issue=4167 |page=433 |bibcode=1949Natur.164..433A |s2cid=4136455 }}</ref>




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== संरचना और भौतिक गुण ==
== संरचना और भौतिक गुण ==
शुद्ध ठोस {{chem2|N2O5}} एक अम्ल (रसायन) है, जिसमें अलग-अलग रैखिक नाइट्रोनियम आयन {{chem2|NO2+}} और तलीय ट्राइगोनल त्रिकोणी आयन {{chem2|NO3-}} होते हैं। दोनों नाइट्रोजन केंद्रों में [[ऑक्सीकरण अवस्था]] +5 है। यह स्थल समूह D{{su|p=4|b=6''h''}} (C6/mmc) में Z = 2 के साथ स्फटिकीकृत होता है, D<sub>3''h''</sub> स्थल में {{chem2|NO3-}} आयन  और  D<sub>3''d''</sub>  उद्धरण स्थल में {{chem2|NO2+}} के साथ स्फटिकीकृत होता है।<ref name=wils1982/>
शुद्ध ठोस {{chem2|N2O5}} एक अम्ल (रसायन) है, जिसमें अलग-अलग रैखिक नाइट्रोनियम आयन {{chem2|NO2+}} और तलीय त्रिकोणी आयन {{chem2|NO3-}} होते हैं। दोनों नाइट्रोजन केंद्रों में [[ऑक्सीकरण अवस्था]] +5 है। यह स्थल समूह D{{su|p=4|b=6''h''}} (C6/mmc) में Z = 2 के साथ स्फटिकीकृत होता है, D<sub>3''h''</sub> स्थल में {{chem2|NO3-}} आयन  और  D<sub>3''d''</sub>  उद्धरण स्थल में {{chem2|NO2+}} के साथ स्फटिकीकृत होता है।<ref name=wils1982/>


वाष्प दबाव P (एटीएम में) तापमान T ([[केल्विन]] में) के एक फलन के रूप में, {{cvt|211|to|305|K|C}} सीमा में, निम्न सूत्र द्वारा अच्छी तरह से अनुमानित है
वाष्प दबाव P (एटीएम में) तापमान T ([[केल्विन]] में) के एक फलन के रूप में, {{cvt|211|to|305|K|C}} सीमा में, निम्न सूत्र द्वारा अच्छी तरह से अनुमानित है
:<math> \ln P = 23.2348 - \frac{7098.2}{T}</math>
:<math> \ln P = 23.2348 - \frac{7098.2}{T}</math>
0 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 48 टॉर, 25 डिग्री सेल्सियस पर 424 टॉर और 32 डिग्री सेल्सियस पर 760 टॉर (गलनांक से 9 डिग्री सेल्सियस नीचे)<ref name=mcda1988>{{cite journal|doi=10.1021/j100325a035|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड और नाइट्रेट फ्री रेडिकल के गठन की तापीय धारिता|year=1988 |last1=McDaniel |first1=A. H. |last2=Davidson |first2=J. A. |last3=Cantrell |first3=C. A. |last4=Shetter |first4=R. E. |last5=Calvert |first5=J. G. |journal=The Journal of Physical Chemistry |volume=92 |issue=14 |pages=4172–4175 }}</ref>
0 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 48 टॉर, 25 डिग्री सेल्सियस पर 424 टॉर और 32 डिग्री सेल्सियस पर 760 टॉर (गलनांक से 9 डिग्री सेल्सियस नीचे) है। <ref name=mcda1988>{{cite journal|doi=10.1021/j100325a035|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड और नाइट्रेट फ्री रेडिकल के गठन की तापीय धारिता|year=1988 |last1=McDaniel |first1=A. H. |last2=Davidson |first2=J. A. |last3=Cantrell |first3=C. A. |last4=Shetter |first4=R. E. |last5=Calvert |first5=J. G. |journal=The Journal of Physical Chemistry |volume=92 |issue=14 |pages=4172–4175 }}</ref>


गैस चरण में, या कार्बन टेट्राक्लोराइड जैसे गैर-ध्रुवीय विलायक में भंग होने पर, यौगिक सहसंयोजक-बंधित अणुओं O2N-O-NO2 के रूप में उपस्थित होता है। गैस चरण में, न्यूनतम-ऊर्जा विन्यास के लिए सैद्धांतिक गणना दर्शाती है कि प्रत्येक −NO2 खण्ड़ में O−N−O कोण लगभग 134° है और N−O−N कोण लगभग 112° है। उस विन्यास में, दो {{chem2|\sNO2}} समूहों को {{chem2|N\sO\sN}} तल से दूर, केंद्रीय ऑक्सीजन के बांड के चारों ओर लगभग 35 डिग्री घुमाया जाता है। अणु में इस प्रकार एक प्रेरक आकार होता है, जिसमें 180 डिग्री घूर्णन समरूपता (C<sub>2</sub>) की एक धुरी होती है। <ref name="parth1996">{{cite journal|doi=10.1016/S0166-1280(96)04516-2|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड की संरचना, ऊर्जा और कंपन आवृत्ति|year=1996 |last1=Parthiban |first1=S. |last2=Raghunandan |first2=B.N. |last3=Sumathi |first3=R. |journal=Journal of Molecular Structure: Theochem |volume=367 |pages=111–118 }}</ref>
वाष्प चरण में, या कार्बन टेट्राक्लोराइड जैसे गैर-ध्रुवीय विलायक में भंग होने पर, यौगिक सहसंयोजक-बंधित अणुओं O2N-O-NO2 के रूप में उपस्थित होता है। वाष्प चरण में, न्यूनतम-ऊर्जा विन्यास के लिए सैद्धांतिक गणना दर्शाती है कि प्रत्येक −NO2 खण्ड़ में O−N−O कोण लगभग 134° है और N−O−N कोण लगभग 112° है। उस विन्यास में, दो {{chem2|\sNO2}} समूहों को {{chem2|N\sO\sN}} तल से दूर, केंद्रीय ऑक्सीजन के बांड के चारों ओर लगभग 35 डिग्री घुमाया जाता है। अणु में इस प्रकार एक प्रेरक आकार होता है, जिसमें 180 डिग्री घूर्णन समरूपता (C<sub>2</sub>) की एक धुरी होती है। <ref name="parth1996">{{cite journal|doi=10.1016/S0166-1280(96)04516-2|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड की संरचना, ऊर्जा और कंपन आवृत्ति|year=1996 |last1=Parthiban |first1=S. |last2=Raghunandan |first2=B.N. |last3=Sumathi |first3=R. |journal=Journal of Molecular Structure: Theochem |volume=367 |pages=111–118 }}</ref>


जब गैसीय {{chem2|N2O5}} को तीव्रता से ठंडा किया जाता है (बुझाया जाता है), कोई [[मेटास्टेबल|मितस्थायी]] आणविक रूप प्राप्त कर सकता है, जो एक्सोथर्मिक रूप से -70 डिग्री सेल्सियस से ऊपर आयनिक रूप में परिवर्तित हो जाता है।<ref name="Holl" />
जब वाष्पीय {{chem2|N2O5}} को तीव्रता से ठंडा किया जाता है (बुझाया जाता है), कोई [[मेटास्टेबल|मितस्थायी]] आणविक रूप प्राप्त कर सकता है, जो ऊष्माक्षेपी रूप से -70 डिग्री सेल्सियस से ऊपर आयनिक रूप में परिवर्तित हो जाता है। <ref name="Holl" />


गैसीय {{chem2|N2O5}} मुक्त कणों [[नाइट्रोजन डाइऑक्साइड]] में पृथक्करण के साथ [[पराबैंगनी प्रकाश]] {{chem2|NO2^{•}|}} और [[नाइट्रोजन ट्राइऑक्साइड]] {{chem2|NO3^{•}|}} (अपरिवर्तित नाइट्रेट) को अवशोषित करता है। अवशोषण वर्णक्रम में अधिकतम 160 [[नैनोमीटर]] तरंग दैर्ध्य के साथ एक व्यापक पट्ट होता है। <ref name="osbo2000">{{cite journal|doi=10.1016/S0022-4073(99)00104-1|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का वैक्यूम पराबैंगनी स्पेक्ट्रम|year=2000 |last1=Osborne |first1=Bruce A. |last2=Marston |first2=George |last3=Kaminski |first3=L. |last4=Jones |first4=N.C |last5=Gingell |first5=J.M |last6=Mason |first6=Nigel |last7=Walker |first7=Isobel C. |last8=Delwiche |first8=J. |last9=Hubin-Franskin |first9=M.-J. |journal=Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer |volume=64 |issue=1 |pages=67–74 |bibcode=2000JQSRT..64...67O }}</ref>
वाष्पीय {{chem2|N2O5}} मुक्त कणों [[नाइट्रोजन डाइऑक्साइड]] में पृथक्करण के साथ [[पराबैंगनी प्रकाश]] {{chem2|NO2^{•}|}} और [[नाइट्रोजन ट्राइऑक्साइड]] {{chem2|NO3^{•}|}} (अपरिवर्तित नाइट्रेट) को अवशोषित करता है। अवशोषण वर्णक्रम में अधिकतम 160 [[नैनोमीटर]] तरंग दैर्ध्य के साथ एक व्यापक पट्ट होता है। <ref name="osbo2000">{{cite journal|doi=10.1016/S0022-4073(99)00104-1|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का वैक्यूम पराबैंगनी स्पेक्ट्रम|year=2000 |last1=Osborne |first1=Bruce A. |last2=Marston |first2=George |last3=Kaminski |first3=L. |last4=Jones |first4=N.C |last5=Gingell |first5=J.M |last6=Mason |first6=Nigel |last7=Walker |first7=Isobel C. |last8=Delwiche |first8=J. |last9=Hubin-Franskin |first9=M.-J. |journal=Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer |volume=64 |issue=1 |pages=67–74 |bibcode=2000JQSRT..64...67O }}</ref>






== तैयारी ==
== तैयारी ==
अनुशंसित प्रयोगशाला संश्लेषण में निर्जलन [[नाइट्रिक एसिड|नाइट्रिक अम्ल]] ({{chem2|HNO3}}) फॉस्फोरस (वी) ऑक्साइड के साथ होता है :<ref name=Holl>{{Holleman&Wiberg}}</ref>
अनुशंसित प्रयोगशाला संश्लेषण में निर्जलन [[नाइट्रिक एसिड|नाइट्रिक अम्ल]] ({{chem2|HNO3}}) फॉस्फोरस (v) ऑक्साइड के साथ होता है :<ref name=Holl>{{Holleman&Wiberg}}</ref>
:{{chem2|P4O10 +  12 HNO3 → 4 H3PO4 + 6 N2O5}}
:{{chem2|P4O10 +  12 HNO3 → 4 H3PO4 + 6 N2O5}}


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: {{chem2|FNO2 + LiNO3 → LiF + N2O5}}
: {{chem2|FNO2 + LiNO3 → LiF + N2O5}}


यौगिक को नाइट्रोजन डाइऑक्साइड  {{chem2|NO2}} या {{chem2|N2O4}} [[ओजोन]] के साथ प्रतिक्रिया करके गैस चरण में भी बनाया जा सकता है:<ref name=yao1982>{{cite journal|doi=10.1021/j100215a023|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के लिए तापमान पर निर्भर पराबैंगनी अवशोषण स्पेक्ट्रम|year=1982 |last1=Yao |first1=Francis |last2=Wilson |first2=Ivan |last3=Johnston |first3=Harold |journal=The Journal of Physical Chemistry |volume=86 |issue=18 |pages=3611–3615 }}</ref>  
यौगिक को नाइट्रोजन डाइऑक्साइड  {{chem2|NO2}} या {{chem2|N2O4}} [[ओजोन]] के साथ प्रतिक्रिया करके वाष्प चरण में भी बनाया जा सकता है:<ref name=yao1982>{{cite journal|doi=10.1021/j100215a023|title=डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के लिए तापमान पर निर्भर पराबैंगनी अवशोषण स्पेक्ट्रम|year=1982 |last1=Yao |first1=Francis |last2=Wilson |first2=Ivan |last3=Johnston |first3=Harold |journal=The Journal of Physical Chemistry |volume=86 |issue=18 |pages=3611–3615 }}</ref>  


{{chem2|2 NO2 + O3 → N2O5 + O2}}
{{chem2|2 NO2 + O3 → N2O5 + O2}}
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: {{chem2|N2O5 + HCl → HNO3 + NO2Cl}}
: {{chem2|N2O5 + HCl → HNO3 + NO2Cl}}


डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड अंततः कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है{{chem2|NO2}} और ऑक्सीजन |{{chem2|O2}}.<ref>{{cite book | last1=Gruenhut | first1=N. S. | last2=Goldfrank | first2=M. | last3=Cushing | first3=M. L. | last4=Caesar | first4=G. V. | last5=Caesar | first5=P. D. | last6=Shoemaker | first6=C. | title=अकार्बनिक संश्लेषण| chapter=Nitrogen(V) Oxide (Nitrogen Pentoxide, Dinitrogen Pentoxide, Nitric Anhydride)|series=Inorganic Syntheses| date=1950| doi=10.1002/9780470132340.ch20 | pages=78–81| isbn=9780470132340 }}</ref><ref name=yao1982/>अपघटन नगण्य है यदि ठोस को उपयुक्त रूप से अक्रिय कंटेनरों में 0 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है।<ref name=wils1982/>
डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड अंततः कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। <ref>{{cite book | last1=Gruenhut | first1=N. S. | last2=Goldfrank | first2=M. | last3=Cushing | first3=M. L. | last4=Caesar | first4=G. V. | last5=Caesar | first5=P. D. | last6=Shoemaker | first6=C. | title=अकार्बनिक संश्लेषण| chapter=Nitrogen(V) Oxide (Nitrogen Pentoxide, Dinitrogen Pentoxide, Nitric Anhydride)|series=Inorganic Syntheses| date=1950| doi=10.1002/9780470132340.ch20 | pages=78–81| isbn=9780470132340 }}</ref><ref name=yao1982/> अपघटन नगण्य है यदि ठोस को उपयुक्त रूप से अक्रिय कंटेनरों में 0 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है।<ref name=wils1982/>


डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड [[अमोनिया]], [[नाइट्रस ऑक्साइड]] {{chem2|N2O}} सहित कई उत्पाद देने के लिए {{chem2|NH3}} के साथ अभिक्रिया करता है, [[अमोनियम नाइट्रेट]] {{chem2|NH4NO3}}, [[नाइट्रामाइड]] {{chem2|NH2NO2}} और [[अमोनियम डाइनाइट्रामाइड]] {{chem2|NH4N(NO2)2}}, प्रतिक्रिया की स्थिति पर निर्भर करता है।<ref name=fren2002>{{cite journal|doi=10.1002/1521-4125(200202)25:2<123::AID-CEAT123>3.0.CO;2-W|title=अमोनियम डिनिट्रामाइड (ADN) को संश्लेषित करने के लिए अमोनिया और डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के बीच प्रतिक्रियाओं की मॉडलिंग|year=2002 |last1=Frenck |first1=C. |last2=Weisweiler |first2=W. |journal=Chemical Engineering & Technology |volume=25 |issue=2 |page=123 }}</ref>
डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड [[अमोनिया]], [[नाइट्रस ऑक्साइड]] {{chem2|N2O}} सहित कई उत्पाद देने के लिए {{chem2|NH3}} के साथ अभिक्रिया करता है, [[अमोनियम नाइट्रेट]] {{chem2|NH4NO3}}, [[नाइट्रामाइड]] {{chem2|NH2NO2}} और [[अमोनियम डाइनाइट्रामाइड]] {{chem2|NH4N(NO2)2}}, प्रतिक्रिया की स्थिति पर निर्भर करता है। <ref name=fren2002>{{cite journal|doi=10.1002/1521-4125(200202)25:2<123::AID-CEAT123>3.0.CO;2-W|title=अमोनियम डिनिट्रामाइड (ADN) को संश्लेषित करने के लिए अमोनिया और डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के बीच प्रतिक्रियाओं की मॉडलिंग|year=2002 |last1=Frenck |first1=C. |last2=Weisweiler |first2=W. |journal=Chemical Engineering & Technology |volume=25 |issue=2 |page=123 }}</ref>




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=== 30 डिग्री सेल्सियस पर कार्बन टेट्राक्लोराइड में डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का अपघटन ===
=== 30 डिग्री सेल्सियस पर कार्बन टेट्राक्लोराइड में डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का अपघटन ===
{{chem2|N2O5}} के अपघटन के अतिरिक्त उच्च तापमान पर, इसे कार्बन टेट्राक्लोराइड {{chem2|CCl4}} पर {{cvt|30|C|K}} में भी विघटित किया जा सकता है। <ref name="Herrera">Jaime, R. (2008). [https://www.researchgate.net/publication/343920548 Determinación de orden de reacción haciendo uso de integrales definidas]. Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, Managua.</ref> दोनों {{chem2|N2O5}} और {{chem2|NO2}} में {{chem2|CCl4}} घुलनशील हैं और विलयन में रहते हैं जबकि ऑक्सीजन अघुलनशील होता है और निकल जाता है। प्रतिक्रिया में गठित ऑक्सीजन की मात्रा को गैस ब्यूरेट में मापा जा सकता है। इस कदम के बाद हम {{chem2|O2}} मात्रा को मापते हुए अपघटन के साथ आगे बढ़ सकते हैं जो समय के साथ निर्मित होता है क्योंकि {{chem2|O2}} प्राप्त करने का एकमात्र स्वरुप {{chem2|N2O5}} अपघटन के साथ है। नीचे दिया गया समीकरण {{chem2|N2O5}} में {{chem2|CCl4}} के अपघटन को संदर्भित करता है :
{{chem2|N2O5}} के अपघटन के अतिरिक्त उच्च तापमान पर, इसे कार्बन टेट्राक्लोराइड {{chem2|CCl4}} पर {{cvt|30|C|K}} में भी विघटित किया जा सकता है। <ref name="Herrera">Jaime, R. (2008). [https://www.researchgate.net/publication/343920548 Determinación de orden de reacción haciendo uso de integrales definidas]. Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, Managua.</ref> दोनों {{chem2|N2O5}} और {{chem2|NO2}} में {{chem2|CCl4}} घुलनशील हैं और विलयन में रहते हैं जबकि ऑक्सीजन अघुलनशील होता है और निकल जाता है। प्रतिक्रिया में गठित ऑक्सीजन की मात्रा को वाष्प ब्यूरेट में मापा जा सकता है। इस कदम के बाद हम {{chem2|O2}} मात्रा को मापते हुए अपघटन के साथ आगे बढ़ सकते हैं जो समय के साथ निर्मित होता है क्योंकि {{chem2|O2}} प्राप्त करने का एकमात्र स्वरुप {{chem2|N2O5}} अपघटन के साथ है। नीचे दिया गया समीकरण {{chem2|N2O5}} में {{chem2|CCl4}} के अपघटन को संदर्भित करता है :


: {{chem2|2 N2O5 → 4 NO2 + O2(g)}}
: {{chem2|2 N2O5 → 4 NO2 + O2(g)}}
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== [[वायुमंडल]]ीय घटना ==
== [[वायुमंडल]]ीय घटना ==
वातावरण में, डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड NOx प्रजातियों का एक महत्वपूर्ण जलाशय है जो ओजोन रिक्तीकरण के लिए जिम्मेदार हैं: इसका गठन एक अशक्त चक्र प्रदान करता है जिसके साथ NO और {{chem2|NO2}} अस्थायी रूप से एक अप्राप्य अवस्था में रहते हैं।<ref>{{Cite book|title=Chemistry of the upper and lower atmosphere : theory, experiments, and applications|last1=Finlayson-Pitts|first1=Barbara J.|last2=Pitts|first2=James N.|date=2000|publisher=Academic Press|isbn=9780080529073|location=San Diego|oclc=162128929}}</ref> रात के समय के क्षोभमंडल के प्रदूषित क्षेत्रों में मात्रा के हिसाब से प्रति अरब कई भागों का मिश्रण अनुपात देखा गया है। <ref>{{cite journal|title=High N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Concentrations Observed in Urban Beijing: Implications of a Large Nitrate Formation Pathway|journal=Environmental Science and Technology Letters|volume=4|issue=10|pages=416–420|year= 2017|doi=10.1021/acs.estlett.7b00341|last1=Wang |first1=Haichao |last2=Lu |first2=Keding |last3=Chen |first3=Xiaorui |last4=Zhu |first4=Qindan |last5=Chen |first5=Qi |last6=Guo |first6=Song |last7=Jiang |first7=Meiqing |last8=Li |first8=Xin |last9=Shang |first9=Dongjie |last10=Tan |first10=Zhaofeng |last11=Wu |first11=Yusheng |last12=Wu |first12=Zhijun |last13=Zou |first13=Qi |last14=Zheng |first14=Yan |last15=Zeng |first15=Limin |last16=Zhu |first16=Tong |last17=Hu |first17=Min |last18=Zhang |first18=Yuanhang }}</ref> डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड समताप मंडल में भी देखा गया है <ref>{{cite journal|author=Rinsland, C.P. |title=Stratospheric N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> profiles at sunrise and sunset from further analysis of the ''ATMOS/Spacelab 3'' solar spectra|journal=Journal of Geophysical Research|year= 1989|volume =94| pages =18341–18349|doi=10.1029/JD094iD15p18341|bibcode=1989JGR....9418341R}}</ref> जलाशय गठन को 50 डिग्री n से ऊपर समतापमंडलीय {{chem2|NO2}} स्तरों में अचानक गिरावट की पेचीदा टिप्पणियों पर विचार करने के लिए तथाकथित 'नॉक्सन क्लिफ' प्रकाशित किया गया है।  
वातावरण में, डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड NOx प्रजातियों का एक महत्वपूर्ण जलाशय है जो ओजोन रिक्तीकरण के लिए जिम्मेदार हैं: इसका गठन एक अशक्त चक्र प्रदान करता है जिसके साथ NO और {{chem2|NO2}} अस्थायी रूप से एक अप्राप्य अवस्था में रहते हैं। <ref>{{Cite book|title=Chemistry of the upper and lower atmosphere : theory, experiments, and applications|last1=Finlayson-Pitts|first1=Barbara J.|last2=Pitts|first2=James N.|date=2000|publisher=Academic Press|isbn=9780080529073|location=San Diego|oclc=162128929}}</ref> रात के समय के क्षोभमंडल के प्रदूषित क्षेत्रों में मात्रा के हिसाब से प्रति अरब कई भागों का मिश्रण अनुपात देखा गया है। <ref>{{cite journal|title=High N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Concentrations Observed in Urban Beijing: Implications of a Large Nitrate Formation Pathway|journal=Environmental Science and Technology Letters|volume=4|issue=10|pages=416–420|year= 2017|doi=10.1021/acs.estlett.7b00341|last1=Wang |first1=Haichao |last2=Lu |first2=Keding |last3=Chen |first3=Xiaorui |last4=Zhu |first4=Qindan |last5=Chen |first5=Qi |last6=Guo |first6=Song |last7=Jiang |first7=Meiqing |last8=Li |first8=Xin |last9=Shang |first9=Dongjie |last10=Tan |first10=Zhaofeng |last11=Wu |first11=Yusheng |last12=Wu |first12=Zhijun |last13=Zou |first13=Qi |last14=Zheng |first14=Yan |last15=Zeng |first15=Limin |last16=Zhu |first16=Tong |last17=Hu |first17=Min |last18=Zhang |first18=Yuanhang }}</ref> डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड समताप मंडल में भी देखा गया है <ref>{{cite journal|author=Rinsland, C.P. |title=Stratospheric N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> profiles at sunrise and sunset from further analysis of the ''ATMOS/Spacelab 3'' solar spectra|journal=Journal of Geophysical Research|year= 1989|volume =94| pages =18341–18349|doi=10.1029/JD094iD15p18341|bibcode=1989JGR....9418341R}}</ref> जलाशय गठन को 50 डिग्री n से ऊपर समतापमंडलीय {{chem2|NO2}} स्तरों में अचानक गिरावट की पेचीदा टिप्पणियों पर विचार करने के लिए तथाकथित 'नॉक्सन क्लिफ' प्रकाशित किया गया है।  


एरोसोल में {{chem2|N2O5}} प्रतिक्रियात्मकता में भिन्नता के परिणामस्वरूप ट्रोपोस्फेरिक ओजोन, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स और {{chem2|NO_{''x''}|}} सांद्रता में महत्वपूर्ण हानि हो सकती है। <ref>{{Cite journal|last1=Macintyre|first1=H. L.|last2=Evans|first2=M. J.|date=2010-08-09|title=Sensitivity of a global model to the uptake of N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> by tropospheric aerosol|journal=Atmospheric Chemistry and Physics|volume=10|issue=15|pages=7409–7414|doi=10.5194/acp-10-7409-2010|bibcode=2010ACP....10.7409M|doi-access=free}}</ref> वायुमंडलीय एरोसोल में {{chem2|N2O5}} की दो महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएं नाइट्रिक अम्ल बनाने के लिए हाइड्रोलिसिस हैं <ref>{{Cite journal|last1=Brown|first1=S. S.|last2=Dibb|first2=J. E.|last3=Stark|first3=H.|last4=Aldener|first4=M.|last5=Vozella|first5=M.|last6=Whitlow|first6=S.|last7=Williams|first7=E. J.|last8=Lerner|first8=B. M.|last9=Jakoubek|first9=R.|date=2004-04-16|title=Nighttime removal of NO<sub>''x''</sub> in the summer marine boundary layer|journal=Geophysical Research Letters|language=en|volume=31|issue=7|pages=n/a|doi=10.1029/2004GL019412|bibcode=2004GeoRL..31.7108B|doi-access=free}}</ref> और हलाइड आयनों के साथ प्रतिक्रिया, विशेष रूप से {{chem2|Cl-}}, {{chem2|ClNO2}} अणु बनाने के लिए जो वायुमंडल में प्रतिक्रियाशील क्लोरीन परमाणुओं के अग्रदूत के रूप में काम कर सकते हैं। <ref>{{Cite journal|last1=Gerber|first1=R. Benny|last2=Finlayson-Pitts|first2=Barbara J.|last3=Hammerich|first3=Audrey Dell|date=2015-07-15|title=Mechanism for formation of atmospheric Cl atom precursors in the reaction of dinitrogen oxides with HCl/Cl<sup>−</sup> on aqueous films|journal=Physical Chemistry Chemical Physics|language=en|volume=17|issue=29|pages=19360–19370|doi=10.1039/C5CP02664D|pmid=26140681|bibcode=2015PCCP...1719360H|s2cid=39157816 |url=https://escholarship.org/content/qt3087m4xv/qt3087m4xv.pdf?t=oubfuu}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Kelleher|first1=Patrick J.|last2=Menges|first2=Fabian S.|last3=DePalma|first3=Joseph W.|last4=Denton|first4=Joanna K.|last5=Johnson|first5=Mark A.|last6=Weddle|first6=Gary H.|last7=Hirshberg|first7=Barak|last8=Gerber|first8=R. Benny|date=2017-09-18|title=Trapping and Structural Characterization of the XNO<sub>2</sub>·NO<sub>3</sub><sup>−</sup> (X = Cl, Br, I) Exit Channel Complexes in the Water-Mediated X<sup>−</sup> + N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Reactions with Cryogenic Vibrational Spectroscopy|journal=The Journal of Physical Chemistry Letters|volume=8|issue=19|pages=4710–4715|doi=10.1021/acs.jpclett.7b02120|pmid=28898581}}</ref>
एरोसोल में {{chem2|N2O5}} प्रतिक्रियात्मकता में भिन्नता के परिणामस्वरूप ट्रोपोस्फेरिक ओजोन, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स और {{chem2|NO_{''x''}|}} सांद्रता में महत्वपूर्ण हानि हो सकती है। <ref>{{Cite journal|last1=Macintyre|first1=H. L.|last2=Evans|first2=M. J.|date=2010-08-09|title=Sensitivity of a global model to the uptake of N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> by tropospheric aerosol|journal=Atmospheric Chemistry and Physics|volume=10|issue=15|pages=7409–7414|doi=10.5194/acp-10-7409-2010|bibcode=2010ACP....10.7409M|doi-access=free}}</ref> वायुमंडलीय एरोसोल में {{chem2|N2O5}} की दो महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएं नाइट्रिक अम्ल बनाने के लिए हाइड्रोलिसिस हैं <ref>{{Cite journal|last1=Brown|first1=S. S.|last2=Dibb|first2=J. E.|last3=Stark|first3=H.|last4=Aldener|first4=M.|last5=Vozella|first5=M.|last6=Whitlow|first6=S.|last7=Williams|first7=E. J.|last8=Lerner|first8=B. M.|last9=Jakoubek|first9=R.|date=2004-04-16|title=Nighttime removal of NO<sub>''x''</sub> in the summer marine boundary layer|journal=Geophysical Research Letters|language=en|volume=31|issue=7|pages=n/a|doi=10.1029/2004GL019412|bibcode=2004GeoRL..31.7108B|doi-access=free}}</ref> और हलाइड आयनों के साथ प्रतिक्रिया, विशेष रूप से {{chem2|Cl-}}, {{chem2|ClNO2}} अणु बनाने के लिए जो वायुमंडल में प्रतिक्रियाशील क्लोरीन परमाणुओं के अग्रदूत के रूप में काम कर सकते हैं। <ref>{{Cite journal|last1=Gerber|first1=R. Benny|last2=Finlayson-Pitts|first2=Barbara J.|last3=Hammerich|first3=Audrey Dell|date=2015-07-15|title=Mechanism for formation of atmospheric Cl atom precursors in the reaction of dinitrogen oxides with HCl/Cl<sup>−</sup> on aqueous films|journal=Physical Chemistry Chemical Physics|language=en|volume=17|issue=29|pages=19360–19370|doi=10.1039/C5CP02664D|pmid=26140681|bibcode=2015PCCP...1719360H|s2cid=39157816 |url=https://escholarship.org/content/qt3087m4xv/qt3087m4xv.pdf?t=oubfuu}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Kelleher|first1=Patrick J.|last2=Menges|first2=Fabian S.|last3=DePalma|first3=Joseph W.|last4=Denton|first4=Joanna K.|last5=Johnson|first5=Mark A.|last6=Weddle|first6=Gary H.|last7=Hirshberg|first7=Barak|last8=Gerber|first8=R. Benny|date=2017-09-18|title=Trapping and Structural Characterization of the XNO<sub>2</sub>·NO<sub>3</sub><sup>−</sup> (X = Cl, Br, I) Exit Channel Complexes in the Water-Mediated X<sup>−</sup> + N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Reactions with Cryogenic Vibrational Spectroscopy|journal=The Journal of Physical Chemistry Letters|volume=8|issue=19|pages=4710–4715|doi=10.1021/acs.jpclett.7b02120|pmid=28898581}}</ref>
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== जोखिम ==
== जोखिम ==
{{chem2|N2O5}} एक प्रबल आक्सीकारक है जो कार्बनिक यौगिकों और [[अमोनियम]] लवणों के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाता है। डाइनाइट्रोजन पेन्टॉक्साइड का अपघटन अत्यधिक विषैले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड गैस का उत्पादन करता है।
{{chem2|N2O5}} एक प्रबल आक्सीकारक है जो कार्बनिक यौगिकों और [[अमोनियम]] लवणों के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाता है। डाइनाइट्रोजन पेन्टॉक्साइड का अपघटन अत्यधिक विषैले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड वाष्प का उत्पादन करता है।


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 20:03, 30 May 2023

डाइनाइट्रोजनपेन्टाऑक्साइड
Full structural formula with dimensions
Ball-and-stick model
Names
IUPAC name
Dinitrogen pentoxide
Other names
Nitric anhydride
Nitronium nitrate
Nitryl nitrate
DNPO
Anhydrous nitric acid
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
EC Number
  • 233-264-2
UNII
  • InChI=1S/N2O5/c3-1(4)7-2(5)6 checkY
    Key: ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/N2O5/c3-1(4)7-2(5)6
    Key: ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYAN
  • [O-][N+](=O)O[N+]([O-])=O
Properties
N2O5
Molar mass 108.01 g/mol
Appearance white solid
Density 2.0 g/cm3[1]
Boiling point 33 °C (91 °F; 306 K) sublimes[1]
reacts to give HNO3
Solubility soluble in chloroform
negligible in CCl4
−35.6×10−6 cm3 mol−1 (aq)
1.39 D
Structure[2]
Hexagonal, hP14
P63/mmc No. 194
a = 0.54019 nm, c = 0.65268 nm
2
planar, C2v (approx. D2h)
N–O–N ≈ 180°
Thermochemistry[3]
143.1 J K−1 mol−1 (s)
95.3 J K−1 mol−1 (g)
178.2 J K−1 mol−1 (s)
355.7 J K−1 mol−1 (g)
−43.1 kJ/mol (s)
+13.3 kJ/mol (g)
113.9 kJ/mol (s)
+117.1 kJ/mol (g)
Hazards
Occupational safety and health (OHS/OSH):
Main hazards
strong oxidizer, forms strong acid in contact with water
NFPA 704 (fire diamond)
Flash point Non-flammable
Related compounds
Nitrous oxide
Nitric oxide
Dinitrogen trioxide
Nitrogen dioxide
Dinitrogen tetroxide
Related compounds
Nitric acid
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड (जिसे नाइट्रोजन पेंटोक्साइड या नाइट्रिक एनहाइड्राइड के रूप में भी जाना जाता है) रासायनिक सूत्र N2O5 के साथ रासायनिक यौगिक है। यह युग्मक [[नाइट्रोजन ऑक्साइड]] में से एक यौगिकों का एक वर्ग है जिसमें केवल नाइट्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं। यह रंगहीन स्फटिक के रूप में उपस्थित होता है जो कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर उठता है और रंगहीन वाष्प उत्पन्न करता है।[4]

डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड एक अस्थिर और संभावित हानिकारक ऑक्सीकारक है जिसे एक बार नाइट्रीकरण के लिए क्लोरोफार्म में घोलने पर एक अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया गया था लेकिन नाइट्रोनियम टेट्राफ्लोरोबोरेट द्वारा बड़े मापक्रम पर इसका स्थान ले लिया गया है।

N2O5 एक यौगिक का दुर्लभ उदाहरण है जो परिस्थिति के आधार पर दो संरचनाओं को अधिग्रहण करता है। ठोस एक अम्ल, नाइट्रोनियम नाइट्रेट है, जिसमें अलग-अलग नाइट्रोनियम आयन [NO2]+ और नाइट्रेट [NO3] होते हैं; लेकिन वाष्प चरण में और कुछ अन्य स्थितियों में यह एक सहसंयोजक बंधन है। [5]


इतिहास

N2O5 को पहली बार 1840 में हेनरी एटिने सैंट-क्लेयर डेविल द्वारा सूचित किया गया था, जिन्होंने इसे सिल्वर नाइट्रेट (AgNO3) का क्लोरीन के साथ उपचार करके तैयार किया था। [6][7]


संरचना और भौतिक गुण

शुद्ध ठोस N2O5 एक अम्ल (रसायन) है, जिसमें अलग-अलग रैखिक नाइट्रोनियम आयन NO+2 और तलीय त्रिकोणी आयन NO3 होते हैं। दोनों नाइट्रोजन केंद्रों में ऑक्सीकरण अवस्था +5 है। यह स्थल समूह D4
6h
(C6/mmc) में Z = 2 के साथ स्फटिकीकृत होता है, D3h स्थल में NO3 आयन और D3d उद्धरण स्थल में NO+2 के साथ स्फटिकीकृत होता है।[8]

वाष्प दबाव P (एटीएम में) तापमान T (केल्विन में) के एक फलन के रूप में, 211 to 305 K (−62 to 32 °C) सीमा में, निम्न सूत्र द्वारा अच्छी तरह से अनुमानित है

0 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 48 टॉर, 25 डिग्री सेल्सियस पर 424 टॉर और 32 डिग्री सेल्सियस पर 760 टॉर (गलनांक से 9 डिग्री सेल्सियस नीचे) है। [9]

वाष्प चरण में, या कार्बन टेट्राक्लोराइड जैसे गैर-ध्रुवीय विलायक में भंग होने पर, यौगिक सहसंयोजक-बंधित अणुओं O2N-O-NO2 के रूप में उपस्थित होता है। वाष्प चरण में, न्यूनतम-ऊर्जा विन्यास के लिए सैद्धांतिक गणना दर्शाती है कि प्रत्येक −NO2 खण्ड़ में O−N−O कोण लगभग 134° है और N−O−N कोण लगभग 112° है। उस विन्यास में, दो −NO2 समूहों को N−O−N तल से दूर, केंद्रीय ऑक्सीजन के बांड के चारों ओर लगभग 35 डिग्री घुमाया जाता है। अणु में इस प्रकार एक प्रेरक आकार होता है, जिसमें 180 डिग्री घूर्णन समरूपता (C2) की एक धुरी होती है। [10]

जब वाष्पीय N2O5 को तीव्रता से ठंडा किया जाता है (बुझाया जाता है), कोई मितस्थायी आणविक रूप प्राप्त कर सकता है, जो ऊष्माक्षेपी रूप से -70 डिग्री सेल्सियस से ऊपर आयनिक रूप में परिवर्तित हो जाता है। [11]

वाष्पीय N2O5 मुक्त कणों नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में पृथक्करण के साथ पराबैंगनी प्रकाश NO2 और नाइट्रोजन ट्राइऑक्साइड NO3 (अपरिवर्तित नाइट्रेट) को अवशोषित करता है। अवशोषण वर्णक्रम में अधिकतम 160 नैनोमीटर तरंग दैर्ध्य के साथ एक व्यापक पट्ट होता है। [12]


तैयारी

अनुशंसित प्रयोगशाला संश्लेषण में निर्जलन नाइट्रिक अम्ल (HNO3) फॉस्फोरस (v) ऑक्साइड के साथ होता है :[11]

P4O10 + 12 HNO3 → 4 H3PO4 + 6 N2O5

एक अन्य प्रयोगशाला प्रक्रिया लिथियम नाइट्रेट की प्रतिक्रिया LiNO3 और ब्रोमीन पेंटाफ्लोराइड BrF5 3:1 से अधिक के अनुपात में है। प्रतिक्रिया पहले नाइट्राइल फ्लोराइड FNO2 बनाती है जो आगे लिथियम नाइट्रेट के साथ प्रतिक्रिया करता है:[8]

BrF5 + 3 LiNO3 → 3 LiF + BrONO2 + O2 + 2 FNO2

FNO2 + LiNO3 → LiF + N2O5

यौगिक को नाइट्रोजन डाइऑक्साइड NO2 या N2O4 ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करके वाष्प चरण में भी बनाया जा सकता है:[13]

2 NO2 + O3 → N2O5 + O2

हालांकि, उत्पाद ओजोन के तीव्रता से अपघटन को उत्प्रेरित करता है:[13]

2 O3 + N2O5 → 3 O2 + N2O5

डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड भी तब बनता है जब ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के मिश्रण को एक विद्युत् विसर्जन के माध्यम से पारित किया जाता है। [8] एक अन्य मार्ग फॉस्फोरिल क्लोराइड की प्रतिक्रिया POCl3 या नाइट्राइल क्लोराइड NO2Cl सिल्वर नाइट्रेट के साथ AgNO3 है। [8][14]


प्रतिक्रियाएं

नाइट्रिक अम्ल का उत्पादन करने के लिए डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड पानी (हाइड्रोलिसिस) HNO3 के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस प्रकार, डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड नाइट्रिक अम्ल का अम्लीय ऑक्साइड निम्न है:[11]

N2O5 + H2O → 2 HNO3

नाइट्रिक अम्ल में डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के विलयन को 100% से अधिक सांद्रता वाले नाइट्रिक अम्ल के रूप में देखा जा सकता है। प्रणाली का चरण आरेख H2ON2O5 60% पर प्रसिद्ध नकारात्मक स्थिरक्वाथी N2O5 (अर्थात, 70% HNO3), 85.7% पर एक सकारात्मक स्थिरक्वाथी N2O5 (100% HNO3), और दूसरा नकारात्मक 87.5% पर N2O5 ( 102% HNO3 ) दिखाता है।[15]

हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया HCl नाइट्रिक अम्ल और नाइट्राइल क्लोराइड NO2Cl भी देता है:[16]

N2O5 + HCl → HNO3 + NO2Cl

डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड अंततः कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। [17][13] अपघटन नगण्य है यदि ठोस को उपयुक्त रूप से अक्रिय कंटेनरों में 0 डिग्री सेल्सियस पर रखा जाता है।[8]

डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड अमोनिया, नाइट्रस ऑक्साइड N2O सहित कई उत्पाद देने के लिए NH3 के साथ अभिक्रिया करता है, अमोनियम नाइट्रेट NH4NO3, नाइट्रामाइड NH2NO2 और अमोनियम डाइनाइट्रामाइड NH4N(NO2)2, प्रतिक्रिया की स्थिति पर निर्भर करता है। [18]


उच्च तापमान पर डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का अपघटन

600 and 1,100 K (327–827 °C) के उच्च तापमान के बीच डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड, लगातार दो उचित तत्वानुपातकीय चरणों में विघटित होता है:

N2O5 → NO2 + NO3
2 NO3 → 2 NO2 + O2

प्रघात तरंग में, N2O5 नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन में उचित तत्वानुपातकीय रूप से विघटित हो गया है। 600 K और अधिक के तापमान पर, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड नाइट्रोजन ऑक्साइड NO और ऑक्सीजन के संबंध में अस्थिर है। 1000 K पर 0.1 मिमी नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के ऊष्मीय अपघटन के लिए लगभग दो सेकंड की आवश्यकता होती है।[19]

30 डिग्री सेल्सियस पर कार्बन टेट्राक्लोराइड में डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का अपघटन

N2O5 के अपघटन के अतिरिक्त उच्च तापमान पर, इसे कार्बन टेट्राक्लोराइड CCl4 पर 30 °C (303 K) में भी विघटित किया जा सकता है। [20] दोनों N2O5 और NO2 में CCl4 घुलनशील हैं और विलयन में रहते हैं जबकि ऑक्सीजन अघुलनशील होता है और निकल जाता है। प्रतिक्रिया में गठित ऑक्सीजन की मात्रा को वाष्प ब्यूरेट में मापा जा सकता है। इस कदम के बाद हम O2 मात्रा को मापते हुए अपघटन के साथ आगे बढ़ सकते हैं जो समय के साथ निर्मित होता है क्योंकि O2 प्राप्त करने का एकमात्र स्वरुप N2O5 अपघटन के साथ है। नीचे दिया गया समीकरण N2O5 में CCl4 के अपघटन को संदर्भित करता है :

2 N2O5 → 4 NO2 + O2(g)

और यह प्रतिक्रिया पहले आदेश दर नियम का पालन करती है जो कहती है:

नाइट्रिक ऑक्साइड की उपस्थिति में नाइट्रोजन पेंटोक्साइड का अपघटन

N2O5 नाइट्रिक ऑक्साइड NO की उपस्थिति में भी विघटित हो सकता है :

N2O5 + NO → 3 NO2

प्राथमिक एकाण्विक अपघटन के डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड और नाइट्रिक ऑक्साइड के बीच प्रारंभिक प्रतिक्रिया की दर है।[21]


अनुप्रयोग

कार्बनिक यौगिकों का नाइट्रीकरण

डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड, उदाहरण के लिए क्लोरोफॉर्म में एक विलयन के रूप में, नाइट्रो यौगिक −NO2 कार्बनिक यौगिकों में कार्यक्षमता को प्रस्तुत करने के लिए एक अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया गया है। इस नाइट्रीकरण प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया गया है:

N2O5 + Ar−H → HNO3 + Ar−NO2

जहाँ Ar एक ऐरेने अंश का प्रतिनिधित्व करता है।[22] HNO2+2 की प्रतिक्रियाशीलता NO+2 को शक्तिशाली अम्ल के साथ और बढ़ाया जा सकता है जो सुपर-इलेक्ट्रॉनरागी उत्पन्न करता है।

इस प्रयोग में, N2O5 को काफी हद तक नाइट्रोनियम टेट्राफ्लोरोबोरेट [NO2]+[BF4] द्वारा बदल दिया गया है। यह अम्ल की उच्च प्रतिक्रियाशीलता NO+2 को सुरक्षित रखता है, लेकिन यह ऊष्मीय रूप से स्थिर है, लगभग 180 °C (NO2F और BF3) पर विघटित हो रहा है।

डाइनाइट्रोजन पेन्टॉक्साइड विस्फोटकों की तैयारी के लिए प्रासंगिक है।[7][23]


वायुमंडलीय घटना

वातावरण में, डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड NOx प्रजातियों का एक महत्वपूर्ण जलाशय है जो ओजोन रिक्तीकरण के लिए जिम्मेदार हैं: इसका गठन एक अशक्त चक्र प्रदान करता है जिसके साथ NO और NO2 अस्थायी रूप से एक अप्राप्य अवस्था में रहते हैं। [24] रात के समय के क्षोभमंडल के प्रदूषित क्षेत्रों में मात्रा के हिसाब से प्रति अरब कई भागों का मिश्रण अनुपात देखा गया है। [25] डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड समताप मंडल में भी देखा गया है [26] जलाशय गठन को 50 डिग्री n से ऊपर समतापमंडलीय NO2 स्तरों में अचानक गिरावट की पेचीदा टिप्पणियों पर विचार करने के लिए तथाकथित 'नॉक्सन क्लिफ' प्रकाशित किया गया है।

एरोसोल में N2O5 प्रतिक्रियात्मकता में भिन्नता के परिणामस्वरूप ट्रोपोस्फेरिक ओजोन, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स और NOx सांद्रता में महत्वपूर्ण हानि हो सकती है। [27] वायुमंडलीय एरोसोल में N2O5 की दो महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएं नाइट्रिक अम्ल बनाने के लिए हाइड्रोलिसिस हैं [28] और हलाइड आयनों के साथ प्रतिक्रिया, विशेष रूप से Cl, ClNO2 अणु बनाने के लिए जो वायुमंडल में प्रतिक्रियाशील क्लोरीन परमाणुओं के अग्रदूत के रूप में काम कर सकते हैं। [29][30]


जोखिम

N2O5 एक प्रबल आक्सीकारक है जो कार्बनिक यौगिकों और अमोनियम लवणों के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाता है। डाइनाइट्रोजन पेन्टॉक्साइड का अपघटन अत्यधिक विषैले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड वाष्प का उत्पादन करता है।

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 Haynes, p. 4.76
  2. Simon, Arndt; Horakh, Jörg; Obermeyer, Axel; Borrmann, Horst (1992). "Kristalline Stickstoffoxide — Struktur von N2O3 mit einer Anmerkung zur Struktur von N2O5". Angewandte Chemie (in Deutsch). Wiley. 104 (3): 325–327. Bibcode:1992AngCh.104..325S. doi:10.1002/ange.19921040321.
  3. Haynes, p. 5.29
  4. Connell, Peter Steele. (1979) The Photochemistry of Dinitrogen Pentoxide. Ph. D. thesis, Lawrence Berkeley National Laboratory.
  5. Angus, W.R.; Jones, R.W.; Phillips, G.O. (1949). "Existence of Nitrosyl Ions (NO+) in Dinitrogen Tetroxide and of Nitronium Ions (NO2+) in Liquid Dinitrogen Pentoxide". Nature. 164 (4167): 433. Bibcode:1949Natur.164..433A. doi:10.1038/164433a0. PMID 18140439. S2CID 4136455.
  6. Deville, M.H. (1849). "निर्जल नाइट्रिक एसिड के उत्पादन पर ध्यान दें". Compt. Rend. 28: 257–260.
  7. 7.0 7.1 Agrawal, Jai Prakash (2010). High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Wiley-VCH. p. 117. ISBN 978-3-527-32610-5. Retrieved 20 September 2011.
  8. 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 Wilson, William W.; Christe, Karl O. (1987). "डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड। नया संश्लेषण और लेजर रमन स्पेक्ट्रम". Inorganic Chemistry. 26 (10): 1631–1633. doi:10.1021/ic00257a033.
  9. McDaniel, A. H.; Davidson, J. A.; Cantrell, C. A.; Shetter, R. E.; Calvert, J. G. (1988). "डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड और नाइट्रेट फ्री रेडिकल के गठन की तापीय धारिता". The Journal of Physical Chemistry. 92 (14): 4172–4175. doi:10.1021/j100325a035.
  10. Parthiban, S.; Raghunandan, B.N.; Sumathi, R. (1996). "डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड की संरचना, ऊर्जा और कंपन आवृत्ति". Journal of Molecular Structure: Theochem. 367: 111–118. doi:10.1016/S0166-1280(96)04516-2.
  11. 11.0 11.1 11.2 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Inorganic Chemistry, translated by Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  12. Osborne, Bruce A.; Marston, George; Kaminski, L.; Jones, N.C; Gingell, J.M; Mason, Nigel; Walker, Isobel C.; Delwiche, J.; Hubin-Franskin, M.-J. (2000). "डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड का वैक्यूम पराबैंगनी स्पेक्ट्रम". Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 64 (1): 67–74. Bibcode:2000JQSRT..64...67O. doi:10.1016/S0022-4073(99)00104-1.
  13. 13.0 13.1 13.2 Yao, Francis; Wilson, Ivan; Johnston, Harold (1982). "डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के लिए तापमान पर निर्भर पराबैंगनी अवशोषण स्पेक्ट्रम". The Journal of Physical Chemistry. 86 (18): 3611–3615. doi:10.1021/j100215a023.
  14. Schott, Garry; Davidson, Norman (1958). "Shock Waves in Chemical Kinetics: The Decomposition of N2O5 at High Temperatures". Journal of the American Chemical Society. 80 (8): 1841–1853. doi:10.1021/ja01541a019.
  15. Lloyd, L.; Wyatt, P. A. H. (1955). "The vapour pressures of nitric acid solutions. Part I. New azeotropes in the water–dinitrogen pentoxide system". J. Chem. Soc.: 2248–2252. doi:10.1039/JR9550002248.
  16. Wilkins, Robert A.; Hisatsune, I. C. (1976). "डाइनाइट्रोजन पेंटाक्साइड की हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ अभिक्रिया". Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 15 (4): 246–248. doi:10.1021/i160060a003.
  17. Gruenhut, N. S.; Goldfrank, M.; Cushing, M. L.; Caesar, G. V.; Caesar, P. D.; Shoemaker, C. (1950). "Nitrogen(V) Oxide (Nitrogen Pentoxide, Dinitrogen Pentoxide, Nitric Anhydride)". अकार्बनिक संश्लेषण. Inorganic Syntheses. pp. 78–81. doi:10.1002/9780470132340.ch20. ISBN 9780470132340.
  18. Frenck, C.; Weisweiler, W. (2002). "अमोनियम डिनिट्रामाइड (ADN) को संश्लेषित करने के लिए अमोनिया और डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड के बीच प्रतिक्रियाओं की मॉडलिंग". Chemical Engineering & Technology. 25 (2): 123. doi:10.1002/1521-4125(200202)25:2<123::AID-CEAT123>3.0.CO;2-W.
  19. Schott, Garry; Davidson, Norman (1958). "Shock Waves in Chemical Kinetics: The Decomposition of N2O5 at High Temperatures". Journal of the American Chemical Society. 80 (8): 1841–1853. doi:10.1021/ja01541a019.
  20. Jaime, R. (2008). Determinación de orden de reacción haciendo uso de integrales definidas. Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, Managua.
  21. Wilson, David J.; Johnston, Harold S. (1953). "नाइट्रिक ऑक्साइड की उपस्थिति में नाइट्रोजन पेंटोक्साइड का अपघटन। चतुर्थ। नोबल गैसों का प्रभाव". Journal of the American Chemical Society. 75 (22): 5763. doi:10.1021/ja01118a529.
  22. Bakke, Jan M.; Hegbom, Ingrid; Verne, Hans Peter; Weidlein, Johann; Schnöckel, Hansgeorg; Paulsen, Gudrun B.; Nielsen, Ruby I.; Olsen, Carl E.; Pedersen, Christian; Stidsen, Carsten E. (1994). "डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड--सल्फर डाइऑक्साइड, एक नया नाइट्रेशन सिस्टम". Acta Chemica Scandinavica. 48: 181–182. doi:10.3891/acta.chem.scand.48-0181.
  23. Talawar, M. B. (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 (1–3): 153–64. doi:10.1016/j.jhazmat.2005.04.021. PMID 15979786.
  24. Finlayson-Pitts, Barbara J.; Pitts, James N. (2000). Chemistry of the upper and lower atmosphere : theory, experiments, and applications. San Diego: Academic Press. ISBN 9780080529073. OCLC 162128929.
  25. Wang, Haichao; Lu, Keding; Chen, Xiaorui; Zhu, Qindan; Chen, Qi; Guo, Song; Jiang, Meiqing; Li, Xin; Shang, Dongjie; Tan, Zhaofeng; Wu, Yusheng; Wu, Zhijun; Zou, Qi; Zheng, Yan; Zeng, Limin; Zhu, Tong; Hu, Min; Zhang, Yuanhang (2017). "High N2O5 Concentrations Observed in Urban Beijing: Implications of a Large Nitrate Formation Pathway". Environmental Science and Technology Letters. 4 (10): 416–420. doi:10.1021/acs.estlett.7b00341.
  26. Rinsland, C.P. (1989). "Stratospheric N2O5 profiles at sunrise and sunset from further analysis of the ATMOS/Spacelab 3 solar spectra". Journal of Geophysical Research. 94: 18341–18349. Bibcode:1989JGR....9418341R. doi:10.1029/JD094iD15p18341.
  27. Macintyre, H. L.; Evans, M. J. (2010-08-09). "Sensitivity of a global model to the uptake of N2O5 by tropospheric aerosol". Atmospheric Chemistry and Physics. 10 (15): 7409–7414. Bibcode:2010ACP....10.7409M. doi:10.5194/acp-10-7409-2010.
  28. Brown, S. S.; Dibb, J. E.; Stark, H.; Aldener, M.; Vozella, M.; Whitlow, S.; Williams, E. J.; Lerner, B. M.; Jakoubek, R. (2004-04-16). "Nighttime removal of NOx in the summer marine boundary layer". Geophysical Research Letters (in English). 31 (7): n/a. Bibcode:2004GeoRL..31.7108B. doi:10.1029/2004GL019412.
  29. Gerber, R. Benny; Finlayson-Pitts, Barbara J.; Hammerich, Audrey Dell (2015-07-15). "Mechanism for formation of atmospheric Cl atom precursors in the reaction of dinitrogen oxides with HCl/Cl on aqueous films" (PDF). Physical Chemistry Chemical Physics (in English). 17 (29): 19360–19370. Bibcode:2015PCCP...1719360H. doi:10.1039/C5CP02664D. PMID 26140681. S2CID 39157816.
  30. Kelleher, Patrick J.; Menges, Fabian S.; DePalma, Joseph W.; Denton, Joanna K.; Johnson, Mark A.; Weddle, Gary H.; Hirshberg, Barak; Gerber, R. Benny (2017-09-18). "Trapping and Structural Characterization of the XNO2·NO3 (X = Cl, Br, I) Exit Channel Complexes in the Water-Mediated X + N2O5 Reactions with Cryogenic Vibrational Spectroscopy". The Journal of Physical Chemistry Letters. 8 (19): 4710–4715. doi:10.1021/acs.jpclett.7b02120. PMID 28898581.


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