Dikvävepentoxid (N2O5)

Egenskaper

Dikvävepentoxid är ett relativt instabilt ämne under normala förhållanden. Det hydrolyserar lätt med vatten och återbildar salpetersyra. På grund av termisk sönderfall kan det avge kvävedioxid (NO2), en giftig brun gas, och andra kväveoxider. Som oxidationsmedel kan det reagera våldsamt med reducerande ämnen, vilket kräver noggrann hantering.

Struktur

I gasfas förekommer N2O5 i covalenta molekyler, medan det i fast tillstånd oftast existerar som en ionisk förening bestående av nitroniumkationen (NO2+) och nitratanjonen (NO3-). Denna dualitet förklarar både dess roll som källa till NO2+ i syntes och dess relativa instabilitet: bindningarna kan brytas ner till fria radikaler eller mindre kväveoxider vid uppvärmning eller stöt.

Tillverkning

Dikvävepentoxid kan framställas genom avvattning av salpetersyra. En vanlig laboratoriemetod använder det starkt vattenavdragande ämnet fosfor(V)oxid som torkar salpetersyralösningar och leder till N2O5 enligt 2 HNO3 → N2O5 + H2O. I beskrivningar av framställning nämns ofta behovet av låga temperaturer och torrt, inert miljö för att undvika nedbrytning eller bildning av kvävedioxid.

Användning och exempel

I organisk kemi utnyttjas dikvävepentoxid som nitreringsmedel: löst i olösliga eller svagt polära lösningsmedel kan det avge nitroniumjonen och införa nitrogrupper i aromatiska ringar. För att lösa upp eller transportera ämnet i reaktionsblandningar används ibland kloroform som lösningsmedel vid kontrollerade förhållanden.

Säkerhet och hantering

• Toxicitet: Nedbrytning ger kvävedioxid, som är giftig och irriterande för andningsvägar.
• Reaktivitet: Kraftigt oxidationsmedel som kan reagera våldsamt med organiska ämnen och reduktionsmedel.
• Lagring: Förvaras kallt, torrt och i inert atmosfär; undvik fukt och värme.

För vidare läsning om egenskaper och tillämpningar av dikvävepentoxid, se kemidatabaser och säkerhetsdatablad. Ytterligare referenser och metoddetaljer finns också i litteratur om nitrering och in situ-generation av nitroniumjoner: salpetersyra och dess anhydrider, oxidationsmedel, fosfor(V)oxid som torkmedel och solventval som kloroform.