Nitrito: comportamento acido-base, sintesi, reazioni, usi

Lo ione nitrito è uno ione poliatomico avente formula NO₂^– stabilizzato per risonanza dalle seguenti strutture:

Secondo la teoria degli orbitali molecolari vi è un legame di tipo σ tra ogni atomo di ossigeno e l’azoto e un legame π delocalizzato dato dagli orbitali p dell’azoto e dell’ossigeno che è perpendicolare al piano della molecola in cui la carica negativa è equamente distribuita tra i due atomi di ossigeno.

Comportamento acido-base

Lo ione nitrito è la base coniugata dell’acido nitroso che si dissocia secondo l’equilibrio:

HNO₂ + H₂O ⇄  NO₂^– + H₃O⁺

La costante di dissociazione relativa a questo equilibrio vale K_a = 4.5 · 10^-4
Lo ione nitrito pertanto idrolizza secondo l’equilibrio:

NO₂^– + H₂O ⇄  HNO₂ + OH^–

La costante di idrolisi relativa a questo equilibrio vale:

K_b = K_w/K_a = 10^-14/ 4.5 · 10^-4 = 2.2 · 10^-11

Pertanto una soluzione di un nitrito come NaNO₂ derivante da base forte  ha un pH maggiore di 7

Sintesi

Lo ione nitrito e i suoi sali come il nitrito di sodio possono essere ottenuti a livello industriale per reazione del biossido di azoto con monossido di azoto in presenza di idrossido di sodio secondo la reazione:

NO₂ + NO + 2 NaOH → 2 NaNO₂ + H₂O

In laboratorio il nitrito di sodio può essere ottenuto dalla reazione tra nitrato di sodio e piombo secondo la reazione:

Pb + NaNO₃ → PbO + NaNO₂

Lo ione nitrito può essere ottenuto dall’ossidazione del monossido di azoto secondo la reazione:

4 NO + O₂ + 2 H₂O → 4 NO₂^– + 4 H⁺

Reazioni

L’azoto nello ione nitrito presenta numero di ossidazione +3 pertanto può essere sia ossidato che ridotto.

Reagisce con il permanganato per dare nitrato e manganese (II) secondo la reazione:

5 NO₂^– + 2 MnO₄^–  + 6 H⁺ → 5 NO₃^– + 2 Mn²⁺ + 3 H₂O

Lo ione nitrito reagisce con il bicromato per dare nitrato e cromo (III) secondo la reazione:

3 NO₂^– + Cr₂O₇^2- + 8 H⁺ → 3 NO₃^– + 2 Cr³⁺ + 4 H₂O

Lo ione nitrito è utilizzato in alcune sintesi organiche come, ad esempio, la formazione dei sali di diazonio in cui è necessaria la presenza di acido nitroso. Quest’ultimo è instabile e viene preparato in situ per reazione di un nitrito con acido cloridrico.

Usi

I sali contenenti questo ione sono usati:

• Nell’industria del confezionamento delle carni per prevenire il botulismo
• Per la produzione di coloranti e fertilizzanti
• Per lo sbiancamento delle fibre dei tessuti
• Come inibitore della corrosione
• Come antidoto, in combinazione con il tiosolfato di sodio, per l’avvelenamento da cianuro
• In campo medico sotto forma di nitrito di amile per ridurre il dolore associato all’attacco di angina