¿Qué es el ácido nitroso?
El ácido nitroso es un ácido débil, inorgánico, cuya fórmula química es HNO2. Se encuentra fundamentalmente en solución acuosa con una coloración azul pálida. Es muy inestable, y rápidamente se descompone en óxido nítrico, NO, y en ácido nítrico, HNO3.
Suele encontrarse en solución acuosa bajo la forma de nitritos. Asimismo, proviene naturalmente de la atmósfera como consecuencia de la reacción del óxido nítrico con el agua. Allí, específicamente en la troposfera, el ácido nitroso interviene en la regulación de la concentración de ozono.
Se sintetiza por la disolución del trióxido de nitrógeno, N2O3, en agua. Igualmente, es producto de la acidificación de soluciones de nitrito sódico a bajas temperaturas.
El HNO2 tiene poco uso comercial, empleándose bajo la forma de nitrito en la conservación de la carne. Por otro lado, se usa en la elaboración de los colorantes azoicos.
Se emplea, conjuntamente con el tiosulfato de sodio, en el tratamiento de pacientes con envenenamiento con cianuro de sodio. Pero es un agente mutagénico, y se piensa que puede causar sustituciones en las bases de las cadenas del ADN, a través de una desaminación oxidativa de la citosina y la adenina.
El ácido nitroso tiene un comportamiento dual, ya que puede comportarse como un agente oxidativo o como un agente reductor, es decir, puede reducirse a NO o N2, u oxidarse a HNO3.
Estructura del ácido nitroso
En la imagen superior se muestra la estructura molecular del ácido nitroso mediante un modelo de esferas y barras. El átomo de nitrógeno (esfera azul) se sitúa en el centro de la estructura, formando un enlace doble (N=O) y uno sencillo (N-O) con los átomos de oxígeno (esferas rojas).
Nótese que el átomo de hidrógeno (esfera blanca) está enlazado a uno de los oxígenos y no directamente al nitrógeno. Entonces, sabiendo esto, la fórmula estructural del HNO2 es [HO-N=O] o [NO(OH)], y no hay tal enlace H-N (como puede dar a pensar la fórmula química).
Las moléculas de la imagen corresponden a las de una fase gaseosa. En el agua se encuentran rodeadas de moléculas de agua, las cuales pueden aceptar el ion hidrógeno (débilmente) para formarse los iones NO2– y H3O+.
Sus estructuras pueden adoptar dos formas: la cis o la trans, llamadas isómeros geométricos. En el isómero cis, el átomo de H está eclipsado con el átomo de oxígeno vecino, mientras que en el isómero trans, ambos se encuentran en posiciones anti u opuestas.
En el isómero cis es probable la formación de un puente de hidrógeno intramolecular (OH—NO), el cual puede que importune los intermoleculares (ONOH—ONOH).
Propiedades del ácido nitroso
- Nombres químicos: ácido nitroso, ácido dioxonítrico (III), hidróxido nitrosilo, hidróxidooxidonitrógeno (Nombre Sistemático IUPAC).
- Descripción física: líquido azul pálido, correspondiente a la solución de nitrito.
- Peso molecular: 47,013 g/mol.
- Constante de disociación: es un ácido débil. Su pKa es 3,35 a 25 °C.
- Punto de fusión: solamente es conocido en solución. Por lo tanto, no puede calcularse su punto de fusión, ni pueden aislarse sus cristales.
- Punto de ebullición: al no existir puro, sino en el agua, las mediciones de esta propiedad no son precisas. Por un lado, depende de la concentración del HNO2, y por el otro, su calentamiento produce su descomposición. Por eso no está reportado un punto de ebullición exacto.
- Formación de sales: forma nitritos solubles en agua con Li+, Na+, K+, Ca2+, Sr2+, Ba2+. Pero no forma sales con cationes polivalentes, como por ejemplo: Al3+ y/o Be2+ (debido a su alta densidad de carga). Es capaz de formar ésteres estables con los alcoholes.
- Potencial de incendio: es inflamable por reacciones químicas. Puede explotar por contacto con tricloruro de fósforo.
- Descomposición: es un compuesto muy inestable, y en solución acuosa se descompone en óxido nítrico y en ácido nítrico:
2 HNO2 => NO2 + NO + H₂O
4 HNO2 => 2 HNO3 + N2O + H₂O
- Agente reductor: el ácido nitroso en solución acuosa se presenta bajo la forma de iones nitritos, NO2–, los cuales experimentan varias reacciones de reducción. Reacciona con los iones I– y Fe2+, bajo la forma de nitrito de potasio, para formar óxido nítrico:
2 KNO2 + KI + H2SO4 => I2 + 2 NO + 2 H₂O + K2SO2
El nitrito de potasio, en presencia de los iones de estaño, es reducido para formar óxido nitroso:
KNO2 + 6 HCl + 2 SnCl2 => 2 SnCl4 + N2O + 3 H₂O + 2 KCl
El nitrito de potasio es reducido por el Zn en un medio alcalino, formando amoníaco:
5 H₂O + KNO2 + 3 Zn => NH3 + KOH + 3 Zn(OH)2
- Agente oxidante: además de ser agente reductor, el ácido nitroso puede intervenir en procesos de oxidación. Por ejemplo: oxida al sulfuro de hidrógeno, convirtiéndose en óxido nítrico o amoníaco, dependiendo de la acidez del medio en el que ocurre la reacción.
2 HNO2 + H2S => S + 2 NO + 2 H₂O
HNO2 + 3 H2S => S + NH3 + 2 H₂O
El ácido nitroso, en un medio de pH ácido, puede oxidar el ion yoduro a yodo.
HNO2 + I– + 6 H+ => 3 I2 + NH3 + 2 H₂O
También puede actuar como agente reductor actuando sobre el Cu2+, originando ácido nítrico.
Nomenclatura del ácido nitroso
Al HNO2 se le puede dar otros nombres, los cuales dependen del tipo de nomenclatura. Ácido nitroso corresponde a la nomenclatura tradicional, ácido dioxonítrico (III), a la nomenclatura stock, y dioxonitrato (III) de hidrógeno, a la sistemática.
Síntesis del ácido nitroso
El ácido nitroso puede ser sintetizado mediante la disolución del trióxido de nitrógeno en agua:
N2O3 + H₂O => 2 HNO2
Otro método de preparación consiste en la reacción del nitrito sódico, NaNO3, con ácidos minerales, como el ácido clorhídrico y el ácido bromhídrico. La reacción es realizada a baja temperatura y el ácido nitroso es consumido in situ.
NaNO3 + H+ => HNO2 + Na+
El ion H+ proviene bien sea del HCl o HBr.
Riesgos del ácido nitroso
Dadas sus propiedades y características químicas, hay poca información sobre los efectos tóxicos directos del HNO2. Quizás algunos efectos dañinos que se creen son producidos por este compuesto, son en realidad causados por el ácido nítrico, que puede producirse por descomposición del ácido nitroso.
- Se señala que el HNO2 puede tener efectos dañinos sobre las vías respiratorias y ser capaz de producir síntomas de irritación en los pacientes asmáticos.
- Bajo la forma de nitrito de sodio, es reducido por la desoxihemoglobina, produciendo óxido nítrico. Este es un potente vasodilatador que produce relajación de la musculatura lisa vascular, calculándose en los humanos una dosis LD50 de 35 mg/kg para el consumo oral.
- La toxicidad del nitrito de sodio se manifiesta con un colapso cardiovascular, seguido de una hipotensión severa, debido a la acción vasodilatadora del óxido nítrico, producida a partir del nitrito.
- El dióxido de nitrógeno, NO2, presente en el aire contaminado (smog), bajo determinadas condiciones, puede originar el ácido nitroso, que a su vez, puede reaccionar con las aminas para formar nitrosaminas, una gama de compuestos cancerígenos.
- Una reacción semejante ocurre con el humo de los cigarrillos. Se ha hallado residuos de nitrosamina adheridos al revestimiento interior de vehículos de fumadores.
Usos del ácido nitroso
Producción de sales diazonio
- El ácido nitroso es utilizado en la industria en la producción de sales diazonio, mediante su reacción con las aminas aromáticas y fenoles.
HNO2 + ArNH2 + H+ => ArN=NAr + H₂O
- Las sales de diazonio son usadas en las reacciones de síntesis orgánica. Por ejemplo, en la reacción de Sandmeyer. En esta reacción ocurre la sustitución de un grupo amino (H2N-), en una amina aromática primaria, por los grupos Cl–, Br– y CN–. Para la obtención de estos productos aromáticos se requiere de sales cuprosas.
- Las sales de diazonio pueden formar compuestos azo brillantes que se usan como colorantes y también sirven como un test cualitativo para detectar la presencia de aminas aromáticas.
Eliminación de la azida de sodio
- El ácido nitroso es empleado para la eliminación de la azida de sodio (NaN3), la cual es potencialmente peligrosa por su tendencia a explotar.
2 NaN3 + 2 HNO2 => 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH
Síntesis de oximas
- El ácido nitroso puede reaccionar con grupos cetónicos para formar oximas. Estas pueden ser oxidadas para formar ácido carboxilos o reducidas para originar aminas.
- Este proceso es utilizado en la preparación comercial del ácido adípico, monómero empleado en la producción del nailon. También interviene en la producción del poliuretano y sus ésteres son plastificadores, principalmente en el PVC.
Bajo su forma salina
- El ácido nitroso, bajo la forma de nitrito de sodio, se usa en el tratamiento y conservación de la carne, ya que previene el crecimiento bacteriano y es capaz de reaccionar con la mioglobina, produciendo un color rojo oscuro que hace a la carne más atractiva para el consumo.
- Se emplea esta misma sal, conjuntamente con el tiosulfato de sodio, en el tratamiento intravenoso del envenenamiento con cianuro de sodio.
Referencias
- Nitrous acid. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Nitrous acid. Recuperado de softschools.com.
- Nitrous acid. Recuperado de en.wikipedia.org.
- Nitrous acid. Recuperado de chemspider.com.
- Nitrous acid. Recuperado de drugbank.ca.