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Cloruro de nitrosilo[editar]
1. Intro[editar]
El cloruro de nitrosilo es el compuesto químico con la fórmula NOCl. Es un gas amarillo de olor acre que se encuentra comúnmente como componente del agua regia , una mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico . Es un fuerte electrófilo y agente oxidante . A veces se le llama reactivo de Tilden en honor a William A. Tilden[1] el cúal fue el primero en producirlo como compuesto puro.
El cloruro de nitrosilo es un compuesto utilizado habitualmente en reacciones de cloración, diazotación y nitrosación de compuestos orgánicos.En particular, se usa para producir industrialmente la oxima de la ciclododecanona por fotonitrosación del ciclododecano, la cual es un intermedio de la síntesis de laurilactama que constituye el monómero básico de la poliamida 12.
2. Tabla del compuesto[editar]
| Cloruro de nitrosilo | Identificación | |||
|---|---|---|---|---|
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| Propiedades químicas | Propiedades físicas | |||
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T ° fusión -61 ° C
T ° hirviendo −5,5 ° C Solubilidad descomposición en agua soluble en halocarbonos Densidad 1.273 g · cm -3 (líquido a -12 ° C ) 2.872 g · l -1 (gas) | |||
| Cristalografía | Precaución | |||
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3. Estructura y síntesis[editar]
El N es el átomo central de la molécula. Tiene hibridación sp2 y forma un doble enlace con el O y un enlace simple con el Cl.[2]
Se ha determinado mediante estudios de difracción de electrones que las distancias de enlace son 1.14 Å (N=O) y 1.95 Å (N-Cl) , así como el ángulo de enlace de 116º. Estos datos evidencian que el NOCl presenta resonancia entre la forma covalente normal y la forma iónica Cl- NO+. La elevada energía total de los enlaces de esta molécula refuerza esta teoría.[3]
Este compuesto se descompone parcialmente por efecto de la luz visible, y presenta bandas fuertes en su espectro de absorción por debajo de los 530 nm. No se detecta su estructura fina mediante medidas espectroscópicas.[4]
El cloruro de nitrosilo se puede sintetizar a partir de numerosas reacciones.
- Agua regia [3]
El agua regia es un compuesto formado por ácido nítrico y ácido clorhídrico. El equilibrio de la reacción de formación es el siguiente:
- HNO3 + 3 HCl ⇄ NOCl + Cl2 + 2 H2O
El interés del agua regia reside en que es uno de los pocos compuestos capaces de disolver metales. El HN03 oxida el oro y a continuación se forma [AuCl4]-, que es un ion complejo estable. Cabe destacar que el Au no se disuelve con HNO3 o con HCl aislados.[2]
La deshidratación del HNO2 también genera NOCl.
- Cloruros metálicos[3]
El NOCl se puede sintetizar a partir de cloruros metálicos como el NaCl.
- 3 NaCl + 4 HN03 → 3 NaN03 + Cl2 + NOCl + 2 H20
También se produce NOCl a partir de ácido nítrico con otros muchos cloruros, como el cloruro de potasio (KCl), el cloruro de amonio (NH4Cl) o el cloruro de titanio (III) (TiCl3).
Es posible obtener cloruro de nitrosilo a partir de cloruro de sodio en suspensión en el aire (hidratado o seco) y dióxido de nitrógeno:
- 2 NO2 (g) + NaCl (s) → NaNO3 (s) + NOCl (g)
Esta reacción es especialmente relevante en lugares con contaminación por NO2 como las grandes ciudades.[5]
- Cloro molecular [3]
Se puede obtener cloruro de nitrosilo en la reacción de cloro molecular con dióxido de nitrógeno
- 2 NO + Cl2 → 2 NOCl
Esta reacción se puede catalizar con compuestos como carbón activado o aluminio.
- Nitritos [3]
Los nitritos de alquilo pueden reaccionar con cloruro de hidrógeno y dar, entre otros productos, NOCl. Esta reacción es de especial importancia porque permite sintetizar NOCl in situ para su utilización en otras reacciones de interés, como la transformación de dimetilanilina en nitrosodimetilanilina. Este compuesto se emplea como fertilizante, así como en la industria textil
También se sintetiza cloruro de nitrosilo aplicando altas temperaturas a mezclas de cloruro de aluminio y nitrito de sodio.
- Reacción de Tilden [3]
Tilden, que da nombre al NOCl, lo sintetizó a partir de cloruro de sodio seco (NaCl) y ácido nitrosilsulfúrico. Esta reacción se emplea actualmente para obtener NOCl industrialmente.
4. Reacciones[editar]
El NOCl se comporta como electrófilo y oxidante en la mayoría de sus reacciones. Con aceptores de haluros , por ejemplo pentacloruro de antimonio , se convierte en sales de nitrosonio :
- NOCl + SbCl5 → [NO]+[SbCl6]−
En una reacción relacionada, el ácido sulfúrico da ácido nitrosilsulfúrico , el anhídrido de ácido mixto de ácido nitroso y sulfúrico:
- ClNO + H2SO4 → ONHSO4 + HCl
El NOCl reacciona con el tiocianato de plata para dar cloruro de plata y el pseudohalógeno tiocianato de nitrosilo:
- ClNO + AgSCN → AgCl + ONSCN
De manera similar, reacciona con el cianuro de plata para dar cianuro de nitrosilo[5].El cloruro de nitrosilo se utiliza para preparar complejos metálicos de nitrosilo. Con hexacarbonilo de molibdenoNOCl da el complejo de dinitrosildicloruro:
- Mo(CO)6 + 2 NOCl → MoCl2(NO)2 + 6 CO
Disuelve el platino[6]:
- Pt + 6 NOCl → (NO+)2[PtCl6]2- + 4 NO
a. Aplicación en síntesis orgánica.
Además de su papel en la producción de caprolactama, el NOCl encuentra otros usos en la síntesis orgánica. Se añade a los alquenos para proporcionar α-cloro oximas[7]. La adición de NOCl sigue las reglas de Markovnikov. El NOCl, uniéndose con etenona también puede dar derivados del nitrosilo.
H2C=C=O + NOCl → ONCH2C(O)Cl
Los epóxidos reaccionan con NOCl para dar derivados de α-cloronitritoalquilo. En el caso del óxido de propileno, la adición ocurre con alta regioquímica[8].
Convierte las amidas en derivados N-nitroso[9]. El NOCl convierte algunas aminas cíclicas en los alquenos. Por ejemplo, la aziridina reacciona con NOCl para dar etileno, óxido nitroso y cloruro de hidrógeno.
5. Aplicaciones industriales[10][11][editar]
En primer lugar, cabe destacar el gran poder oxidante de este compuesto, que le dotará de una gran reactividad, sin embargo cabe destacar su gran toxicidad, por lo tanto su uso debe ser regulado:
- Como ya se ha descrito, el NOCl forma parte del agua regia[12], compuesto que puede disolver metales nobles, que constan de muy poca reactividad. A lo largo de la historia se ha hecho uso de esta mezcla, por ejemplo, durante la segunda guerra mundial varios premios nóbel, con miedo de que el régimen nazi confiscara sus premios los disolvieron en agua regia, y tras el paso de la guerra recuperaron este oro disuelto y acuñaron las medallas de nuevo.
- También tiene usos en la empresa farmacéutica como agente para de cloración para moléculas farmacológicamente activas, ya que por acción de la luz UV la molécula se rompe dando lugar a Cl-.
- Tratamientos de aguas: El proceso de cloración que ya se ha explicado anteriormente también sirve para desinfectar el agua de microorganismos patógenos y bacterias. Ya que este compuesto derivado del cloro es muy oxidante, tiene la capacidad de garantizar la calidad del agua.
- Minería: Como ya se ha explicado anteriormente, cuando el NOCl forma parte del agua regia es capaz de disolver metales regios como el oro o el platino, por lo tanto facilita la extracción de estos metales en el ámbito de la minería.
Referencias[editar]
- ↑ Tilden, William A. (1874). «XXXII.—On aqua regia and the nitrosyl chlorides». J. Chem. Soc. (en inglés) 27 (0): 630-636. ISSN 0368-1769. doi:10.1039/JS8742700630. Consultado el 2 de mayo de 2023.
- ↑ a b Petrucci, Ralph H.; Herring, F. Geoffrey; Madura, Jeffry D.; Bissonnette, Carey (2011). «Enlace químico I. Conceptos básicos». Química General. Principios y aplicaciones modernas (Concepción Pando García-Pumarino Nerea Iza Cabo, trads.) (10 edición). Pearson. ISBN 978-84-8322-680-3.
- ↑ a b c d e f Beckham, Leland J.; Fessler, William A.; Kise, Mearl A. (1951). «Nitrosyl Chloride.». Chemical Reviews (en inglés). doi:10.1021/cr60151a001. Consultado el 29 de marzo de 2023.
- ↑ Kistiakowsky, George B. (1930). «PHOTOCHEMICAL DECOMPOSITION OF NITROSYL CHLORIDE». Journal of the American Chemical Society. doi:10.1021/ja01364a016. Consultado el 29 de marzo de 2023.
- ↑ a b Schroeder, William H.; Urone, Paul (1974). «Formation of nitrosyl chloride from salt particles in air». Environmental Science & Technology. doi:10.1021/es60093a015. Consultado el 29 de marzo de 2023.
- ↑ Moravek, Richard T.; Kauffman, George B.; Mahmood, Tariq (5 de enero de 2007). Shreeve, Jean'ne M., ed. Nitrosyl Hexachloroplatinate(IV). John Wiley & Sons, Inc. pp. 217-220. ISBN 978-0-470-13255-5. doi:10.1002/9780470132555.ch63. Consultado el 12 de mayo de 2023.
- ↑ «Organic Syntheses Procedure». orgsyn.org (en inglés). Consultado el 12 de mayo de 2023.
- ↑ Internet Archive (1953). Journal of General Chemistry of the USSR 1953: Vol 23 Index (en english). Springer Science & Business Media. Consultado el 12 de mayo de 2023.
- ↑ «Organic Syntheses Procedure». orgsyn.org (en inglés). Consultado el 12 de mayo de 2023.
- ↑ «NOx COV y CFC: química de formación y destrucción del ozono atmosférico». ebook.ranf.com. Consultado el 12 de mayo de 2023.
- ↑ García, Javier Ignacio Briones; Castillo, Norma del Rocío Toledo; Reinoso, Teresita Jackelin Mejía (8 de mayo de 2020). «Evaluación de diferentes reactivos aplicados en la precipitación del oro». ConcienciaDigital 3 (2.1): 199-209. ISSN 2600-5859. doi:10.33262/concienciadigital.v3i2.1.1234. Consultado el 12 de mayo de 2023.
- ↑ «Agua regia por el Prof. Dr. D. Manuel Hernández Córdoba, académico de número | Academia de ciencias de la región de Murcia.».