Distickstoffpentoxid

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar^[2]

Distickstoffpentoxid ist das Anhydrid der Salpetersäure und gehört zur Gruppe der Stickoxide.

Darstellung

Strukturformel

Allgemeines
Name	Distickstoffpentoxid
Andere Namen	DNPO Salpetersäureanhydrid Stickstoff(V)-oxid
Summenformel	N₂O₅
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff^[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	10102-03-1
EG-Nummer	233-264-2
ECHA-InfoCard	100.030.227
PubChem	66242
Eigenschaften
Molare Masse	108,01 g/mol
Aggregatzustand	fest^[1]
Dichte	1,64 g/cm³^[1]
Schmelzpunkt	30–35 °C^[1]
Löslichkeit	reagiert mit Wasser^[1]

Distickstoffpentoxid kann aus Salpetersäure durch Entwässern mit Phosphorpentoxid gewonnen werden.^[1]

$\mathrm {6\ HNO_{3}+P_{2}O_{5}\ \longrightarrow \ 2\ H_{3}PO_{4}+3\ N_{2}O_{5}}$

Salpetersäure reagiert mit Diphosphorpentaoxid zu Phosphorsäure und Distickstoffpentaoxid.

Andere Möglichkeiten der Herstellung bestehen in der Umsetzung von salzartigen Nitraten oder konzentrierter Salpetersäure mit Nitrylfluorid (NO₂F) oder von letzterer mit Fluorwasserstoff oder durch Oxidation des in der Gasphase dimer als N₂O₄ vorliegenden NO₂ mit Ozon.^[1]

$\mathrm {2\ NO_{2}+O_{3}\longrightarrow N_{2}O_{5}+O_{2}}$

Ab 1983 erfolgt die technische Synthese meist durch Elektrolyse von Salpetersäure in Anwesenheit von Distickstofftetroxid.^[3]

$\mathrm {2\ HNO_{3}\longrightarrow N_{2}O_{5}+H_{2}O}$

Eigenschaften

Struktur von Distickstoffpentoxid mit Bindungslängen und Winkeln^[4]

Distickstoffpentoxid bildet farblose Kristalle, die sich mit Wasser heftig zu Salpetersäure zersetzen.

$\mathrm {N_{2}O_{5}+H_{2}O\ \longrightarrow \ 2\ HNO_{3}}$

Distickstoffpentoxid reagiert mit Wasser zu Salpetersäure.

Die Verbindung ist löslich in Chloroform, Tetrachlormethan, Trichlorfluormethan und Sulfolan, jedoch müssen die Lösungen auf mindestens 0 °C gekühlt werden. Sie zersetzt sich bei Raumtemperatur zu NO₂ und O₂. Die Halbwertszeit beträgt bei 0 °C etwa 10 Tage, bei 20 °C etwa 10 Stunden.^[1] Bei schnellem Erhitzen erfolgt die Zersetzung oft explosionsartig.

$\mathrm {2\ N_{2}O_{5}\ \longrightarrow 4\ NO_{2}+O_{2}}$

Im festen Aggregatzustand besitzt Distickstoffpentoxid die Ionenstruktur [NO₂⁺][NO₃⁻]^[5] und besitzt eine hexagonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe P6₃/mmc (Raumgruppen-Nr. 194)^[6]. Es hat sehr stark oxidierende Eigenschaften.

Verwendung

Lösungen von reinem Distickstoffpentoxid in organischen Lösungsmitteln (z. B Dichlormethan oder Trichlorfluormethan) stellen milde Nitrierungsmittel dar, die eine breite Anwendung gefunden haben.^[3]

Literatur

Erwin Riedel: Anorganische Chemie. 5. Auflage. De Gruyter, Berlin 2002, ISBN 3-11-017439-1.

Einzelnachweise

↑ ^{Hochspringen nach: a} ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h G. Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 489–490.
↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
↑ ^{Hochspringen nach: a} ^b Thomas M. Klapötke: Chemie der hochenergetischen Materialien. Walter de Gruyter, 2009, ISBN 978-3-11-021487-1, S. 142 ( eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Bruce M. McClelland, Alan D. Richardson, Kenneth Hedberg: A Reinvestigation of the Structure and Torsional Potential of N₂O₅ by Gas-Phase Electron Diffraction Augmented by Ab Initio Theoretical Calculations. In: Helvetica Chimica Acta. Band 84, Nr. 6, 2001, S. 1612–1624, doi: 10.1002/1522-2675(20010613)84:6<1612::AID-HLCA1612>3.0.CO;2-K
↑ Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle: Von Struktur und Bindung zur Anwendung. Walter de Gruyter, 2008, ISBN 978-3-11-021128-3, S. 347 ( eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Jean d’Ans, Ellen Lax, Roger Blachnik: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Springer DE, 1998, ISBN 3-642-58842-5, S. 586.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de