Номер 4, страница 318 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 45. Оксиды азота. Азотистая кислота и нитриты - номер 4, страница 318.

Условие.

4. Почему азотистая кислота образует только один ряд солей? Как свойства солей обусловливают их использование?

Решение.

Решение 2.

Почему азотистая кислота образует только один ряд солей?

Азотистая кислота ($HNO_2$) является одноосновной кислотой. Основность кислоты определяется числом атомов водорода в её молекуле, способных замещаться на атомы металла с образованием соли. В молекуле азотистой кислоты имеется только один такой атом водорода. Её структурная формула H–O–N=O показывает, что атом водорода связан с атомом кислорода. Связь O–H является сильно полярной, и при диссоциации в водном растворе именно этот водород отщепляется в виде протона ($H^+$):

$HNO_2 \rightleftharpoons H^+ + NO_2^-$

Поскольку молекула азотистой кислоты может отдать только один протон, она является одноосновной. Одноосновные кислоты образуют только один ряд солей — средние (или нормальные) соли. В данном случае это соли, содержащие нитрит-анион ($NO_2^-$), которые называются нитритами (например, нитрит натрия $NaNO_2$, нитрит калия $KNO_2$). В отличие от многоосновных кислот (например, двухосновной серной $H_2SO_4$ или трёхосновной фосфорной $H_3PO_4$), она не может образовывать кислые соли.

Ответ: Азотистая кислота образует только один ряд солей (нитриты), потому что она является одноосновной кислотой — её молекула содержит только один атом водорода, способный к диссоциации и замещению на катион металла.

Как свойства солей обусловливают их использование?

Свойства солей азотистой кислоты, нитритов, определяют их широкое применение в различных областях.

1. Окислительно-восстановительная двойственность. Атом азота в нитрит-ионе ($NO_2^-$) имеет степень окисления +3, которая является промежуточной для азота (от -3 до +5). Поэтому нитриты могут выступать как в роли окислителей (понижая степень окисления, например, до +2, 0), так и в роли восстановителей (повышая степень окисления до +5).
Применение: Это свойство используется в органическом синтезе, в частности, для получения диазосоединений из ароматических аминов (реакция диазотирования). Диазосоединения являются важными промежуточными продуктами в производстве азокрасителей.
$ArNH_2 + NaNO_2 + 2HCl \rightarrow [ArN_2]^+Cl^- + NaCl + 2H_2O$

2. Консервирующие (антибактериальные) и цветофиксирующие свойства. Нитриты натрия ($NaNO_2$, пищевая добавка E250) и калия ($KNO_2$, E249) подавляют рост многих бактерий, в том числе смертельно опасной Clostridium botulinum, возбудителя ботулизма. Кроме того, нитриты реагируют с белком миоглобином, содержащимся в мясе, образуя нитрозомиоглобин, который придает мясным изделиям (колбасам, ветчине, сосискам) характерный и стабильный розово-красный цвет.
Применение: Пищевая промышленность, в качестве консервантов и фиксаторов окраски при производстве мясных и рыбных продуктов.

3. Токсичность и фармакологические свойства. Нитриты токсичны для человека и животных, так как вызывают превращение гемоглобина крови в метгемоглобин, неспособный переносить кислород. Однако в медицине это свойство, а также способность вызывать расширение кровеносных сосудов (вазодилатирующий эффект), нашло применение.
Применение: Некоторые нитриты (например, амилнитрит) используются как сосудорасширяющие средства для купирования приступов стенокардии. Нитрит натрия является эффективным антидотом (противоядием) при отравлении цианидами. Он образует метгемоглобин, который связывает цианид-ионы, предотвращая их взаимодействие с жизненно важными ферментами.

Ответ: Окислительно-восстановительная двойственность нитритов используется в производстве красителей; их консервирующие и цветофиксирующие свойства — в пищевой промышленности для обработки мясных изделий; а их сосудорасширяющее и специфическое токсическое действие — в медицине в качестве лекарственных средств и антидотов.