Окси́д азо́та(V) ( пентаокси́д азота , пентаоксид диазо́та , нитра́т нитри́ла , нитрат нитро́ния , азо́тный ангидри́д ), химическая формула ${\displaystyle {\ce {N2O5}}}$ — высший оксид азота .

Представляет собой бесцветные, очень летучие кристаллы. Разлагается при комнатной температуре, 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 ${\displaystyle {\ce {O2N-O-NO2}}}$ и имеет неплоскую структуру. Кристаллы образованы ионами ${\displaystyle {\ce {NO2^+}}}$ и ${\displaystyle {\ce {NO3^-}}}$ .

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

Получение

Путём дегидратации азотной кислоты ${\displaystyle {\ce {HNO3}}}$ с помощью оксида фосфора(V) ${\displaystyle {\ce {P2O5}}}$ :

${\displaystyle {\ce {2 HNO3 + P2O5 -> 2 HPO3 + N2O5}}}$ .

Пропусканием сухого хлора над сухим нитратом серебра :

${\displaystyle {\ce {4 AgNO3 + 2 Cl2 -> 4 AgCl + 2N2O5 + O2 ^}}}$ ,

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

Вариант лабораторного получения — реакция нитрата лития ${\displaystyle {\ce {LiNO3}}}$ и пентафторида брома ${\displaystyle {\ce {BrF5}}}$ в соотношении свыше стехиометрического 3:1. В результате реакции сначала образуется фторид нитрила ${\displaystyle {\ce {FNO2}}}$ , который далее реагирует с избытком нитрата лития :

${\displaystyle {\ce {BrF5 + 3 LiNO3 -> 3 LiF + BrONO2 + O2 + 2 FNO2}}}$ ,

${\displaystyle {\ce {FNO2 + LiNO3 -> LiF + N2O5}}}$ .

Путём взаимодействия оксида азота(IV) с озоном :

${\displaystyle {\ce {2 NO2 + O3 -> N2O5 + O2 ^}}}$ .

С 1983 года промышленное получение в основном осуществляется электролизом азотной кислоты в присутствии тетроксида диазота :

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

Химические свойства

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

${\displaystyle {\ce {2N2O5->4NO2\uparrow +O2\uparrow }}}$ .

Бурно реагирует с водой с образованием азотной кислоты :

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

Взаимодействует со щелочами с образованием соответствующих нитратов :

${\displaystyle {\ce {N2O5 + 2 NaOH -> 2 NaNO3 + H2O}}}$ .

Является сильным окислителем :

${\displaystyle {\ce {N2O5 + Na -> NaNO3 + NO2 ^}}}$ ,

${\displaystyle {\ce {N2O5 + I2 -> I2O5 + N2 ^}}}$ .

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

${\displaystyle {\ce {Cl2O + N2O5 -> 2ClNO3}}}$ .

При взаимодействии с хлороводородом образуется хлорид нитрила :

${\displaystyle {\ce {N2O5 + HCl -> HNO3 + NO2Cl}}}$ .

При высоких температурах от 600 до 1100 К (327—827 °C) пятиокись азота разлагается двумя последовательными стехиометрическими полуреакциями:

${\displaystyle {\ce {N2O5 -> NO2 + NO3}}}$ ,

${\displaystyle {\ce {2 NO3 -> 2 NO2 + O2}}}$ .

Применение

Растворы азотного ангидрида в неполярных растворителях, например, в четырёххлористом углероде применяются в качестве мягкого нитрующего агента , который в ряде случаев может быть заменён более удобным в обращении ${\displaystyle {\ce {NO2BF4}}}$

Физиологическое действие и меры безопасности

Как и другие оксиды азота , оксид азота(V) в высоких концентрациях токсичен. Является сильным окислителем.

Работа с ${\displaystyle {\ce {N2O5}}}$ требует осторожности, поскольку при обычных условиях его реакции могут протекать достаточно быстро с обильным выделением газообразных веществ.

Взрывоопасен при смешивании с органическими веществами . Кроме того, при разложении он даёт ядовитый оксид азота(IV) ${\displaystyle {\ce {NO2}}}$ .

Примечания

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл — Дар). — 623. с.

п • • р Оксиды
H 2 O
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B 2 O 3	С 3 О 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc 2 O 3	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	As 2 O 3 As 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 О 3 Сl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag 2 O Ag 2 O 2	Cd 2 O CdO	In 2 O InO In 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir 2 O 3 IrO 2	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O(CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	At
Fr	Ra		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PrO 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy 2 O 3	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er 2 O 3	Tm 2 O 3	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac 2 O 3	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	ThO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm 2 O 3 CmO 2	Bk 2 O 3	Cf 2 O 3	Es	Fm	Md	No	Lr