Triossido di diazoto

Triossido di diazoto
Nome IUPAC
trioxido-1κ2O,2κO-dinitrogen(N—N)
Nomi alternativi
anidride nitrosa, ossido di azoto(III) sesquiossido di azoto (arcaico)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	N2O3
Aspetto	solido o liquido blu
Numero CAS	10544-73-7
Numero EINECS	234-128-5
PubChem	61526
SMILES	N(=O)[N+](=O)[O-]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1,447
Solubilità in acqua	reagisce
Temperatura di fusione	-100,7 °C (172,5 K)
Temperatura di ebollizione	~ 3,5 °C (~ 276,6 K) (con dissociazione)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
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Il triossido di diazoto,^[1] nome sistematico ossido di azoto(III) e noto come anidride nitrosa in nomenclatura tradizionale,^[2] è un ossido dell'azoto di formula molecolare N₂O₃ in cui N è allo stato di ossidazione +3 (medio^[3]). La sua formula semistrutturale è ON−N(O)₂, dove un atomo di azoto è +2 e l'altro +4. Nonostante questa insolita struttura, formalmente è l'anidride dell'acido nitroso,^[4] ma si mostra esserlo anche di fatto (vide infra). Questa forma molecolare vale nella condizione più stabile per questo composto, che si ha a basse temperature, sia allo stato solido che in parte allo stato liquido (punto di fusione -100,7 °C, punto di ebollizione ~ 3,5 °C), entrambi di colore azzurro.^[5]

Già in parte allo stato liquido, infatti, ma specialmente allo stato di vapore si instaura un equilibrio di dissociazione in monossido di azoto e biossido di azoto e il grado di dissociazione aumenta all'aumentare della temperatura:

${\displaystyle {\ce {N2O3 <=> NO + NO2}}}$ [ ΔH_r° = +40,5 kJ/mol; ΔG_r° = -1,59 kJ/mol; T = 25 °C; K_eq = 1,91 atm ]^[6]

La dissociazione e quindi la formazione dei prodotti inizia ad essere apprezzabile a partire da circa -30 °C.^[7]

Il triossido di diazoto è già scarsamente stabile di suo, essendo un composto piuttosto endotermico, ΔH_ƒ° = +84,82 kJ/mol ^[8] e l'altro suo possibile isomero molecolare (O=N−O−N=O, nitrito di nitrosile, la forma attesa per l'anidride nitrosa^[2]) è ancora meno stabile (ΔH_ƒ°_calcolato = +97,9 kJ/mol)^[9] e di esso si conosce solo qualche dato spettrale.^[10] Un terzo possibile isomero sarebbe quello ionico, nitrito di nitrosonio [NO⁺ NO₂⁻] che è sconosciuto materialmente, ma calcoli teorici prevedono per esso un'entalpia di formazione standard parecchio più alta, almeno 113,8 kJ/mol.^[9]

Il triossido di diazoto è solubile in tetracloruro di carbonio, cloroformio, benzene e toluene, dando in ogni caso soluzioni azzurre.^[11]

Da indagini spettroscopiche rotazionali nella regione delle microonde su N₂O₃ si ricava che la molecola è planare con simmetria C_s^[12] ed alquanto polare (μ = 2,12 D),^[13] con il nitrosile NO parzialmente positivo e il gruppo nitro NO₂ parzialmente negativo.^[14]

Da indagini spettroscopiche infrarosse, effettuate in alta risoluzione con trasformata di Fourier sul vapore di N₂O₃ a 230 K (-43 °C), risulta, tra l'altro, che il legame N−N è insolitamente lungo, ben 186,4 pm, e quindi presumibilmente molto debole;^[15] per confronto, il valor medio di tale legame ammonta a 147 pm.^[16] e nell'idrazina (H₂N−NH₂) è ancora un po' più corto (145 pm).^[17] In questo contesto è bene comunque notare che anche il legame N−N nel tetrossido di diazoto (O₂N−NO₂), che è soggetto a dissociazione, è anch'esso molto lungo: 178,2 pm.^[18]

La maniera più semplice di ottenere il triossido di diazoto consiste nel far condensare a bassa temperatura (< -20 °C) il monossido di azoto e il biossido di azoto:^[19]

${\displaystyle {\ce {NO\,+\,NO2\leftrightarrows N2O3}}}$

oppure ancora il monossido di azoto e l'ossigeno in quantità stechiometrica.^[14] Si ottiene in tal modo un liquido azzurro intenso che quando viene gradatamente riscaldato diviene di colore verdastro, perché in tal modo cresce la quantità formata di NO₂, che è arancione.^[6]

Un'altra via consiste nel far reagire a bassa temperatura il tetrossido di diazoto liquido con carbonato di litio, in presenza di tracce di umidità:^[20]

${\displaystyle {\ce {Li2CO_{3(s)}\,+\,N2O_{4(l)}\to 2LiNO3\,+\,CO2}}}$

La reattività di N₂O₃ in condizioni ordinarie è spesso approssimabile a quella di una miscela equimolecolare di monossido di azoto NO e diossido di azoto NO₂. Nonostante che la struttura della molecola non sia quella normale per un'anidride inorganica e nonostante la dissociazione, la reazione di N₂O₃ con soluzioni acquose fornisce soluzioni di acido nitroso:^[19]

${\displaystyle {\ce {N2O3\,+\,H2O\to 2HNO2}}}$

Questo, essendo un acido debole, nella soluzione è parzialmente dissociato in ione idrossonio e ione nitrito:

${\displaystyle {\ce {HNO2\,+\,H2O\leftrightarrows H3O+\,+\,NO2^{-}\,\,\,\,\,[pKa=3,29]}}}$^[21]

Questa trasformazione del triossido di diazoto in acqua è molto più rapida e completa se la soluzione è alcalina e in tal caso si ottengono i corrispondenti nitriti.^[22]

Il triossido di diazoto reagisce con acidi molto forti, come l'acido perclorico o tetrafluoroborico, per generare i corrispondenti sali di nitrosonio:^[23][24]

${\displaystyle {\ce {N2O3\,+\,3HClO4\to 2[N\equiv O]+[ClO4]^{-}\,+\,[H3O]+[ClO4]-}}}$

${\displaystyle {\ce {N2O3\,+\,2HBF4\to 2[N\equiv O]+[BF4]^{-}\,+\,H2O}}}$

• (EN) Norman Neill Greenwood e Alan Earnshaw, 11 - Nitrogen, in Chemistry of the elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 978-0-7506-3365-9.

• Ossido di diazoto
• Monossido di azoto
• Diossido di azoto
• Tetrossido di diazoto
• Pentossido di diazoto

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul triossido di diazoto

• (EN) dinitrogen trioxide, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

V · D · M Ossidi

D2O H2O                                 He Li2O BeO   B2O3 CO CO2 C2O3 NO · NO2 N2O · N2O3 N2O4 · N2O5 O F2O Ne Na2O MgO   Al2O3 SiO SiO2 PO · P2O3 P2O4 · P4O10 SO2 SO3 ClO2 · Cl2O Cl2O3 · Cl2O4 Cl2O6 · Cl2O7 Ar K2O CaO Sc2O3 TiO Ti2O3 TiO2 V2O3 VO2 V2O5 CrO · Cr2O3 CrO2 · CrO3 MnO · Mn3O4 Mn2O3 · Mn5O8 MnO2 · MnO3 Mn2O7 FeO Fe2O3 Fe3O4 CoO Co3O4 Co2O3 NiO Cu2O CuO ZnO Ga2O Ga2O3 GeO GeO2 As2O3 As2O5 SeO2 SeO3 BrO2 Br2O3 Br2O5 Kr Rb2O SrO Y2O3 ZrO2 NbO NbO2 MoO2 MoO3 Mo2O3 Tc2O7 Ru2O3 · RuO2 RuO3 · RuO4 Rh2O3 RhO2 PdO AgO CdO In2O3 SnO SnO2 Sb2O3 TeO TeO2 TeO3 I2O4 · I2O5 I2O6 · I4O9 XeO3 Cs2O3 BaO * HfO2 Ta2O5 W2O3 · WO2 WO3 · W2O5 ReO2 ReO3 Re2O7 OsO2 OsO4 IrO2 IrO4 PtO2 Au2O3 Hg2O HgO Tl2O Tl2O3 PbO PbO2 Pb3O4 Bi2O3 BiO2 Bi2O5 PoO PoO2 PoO3 At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og     ↓   * La2O3 Ce2O3 Ce3O4 CeO2 Pr2O3 PrO2 Pr6O11 Nd2O3 Pm2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb2O3 Tb4O7 TbO2 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3   ** Ac2O3 ThO ThO2 PaO2 Pa2O5 UO2 · U2O5 U3O8 · UO3 UO4 · UO6 NpO2 PuO2 Am2O3 AmO2 Cm2O3 CmO2 Bk2O3 Cf2O3 CfO2 Es Fm Md No Lr

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