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Cloruro de nitrosilo

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Cloruro de nitrosilo


Nombre IUPAC
Monocloruro de monóxido de nitrógeno
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular NOCl
Identificadores
Número CAS 2696-92-6[1]​
Número RTECS QZ7883000
ChemSpider 16641
PubChem 17601
UNII NHE5I1E5H6
InChI=InChI=1S/ClNO/c1-2-3
Key: VPCDQGACGWYTMC-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia gas amarillo.
Densidad 1.273 (líquido a −12 °C) kg/m³; 2.872 (gas) g/cm³
Masa molar 65,459 ± 0,003 g/mol
Punto de fusión −61 °C (212 K) °C
Punto de ebullición −5,5 °C
Estructura cristalina

Sistema de cristal ortorrómbico

Clase de cristal o grupo espacial (N.º 63)

Parámetros de malla

a = 413,21 pm

b = 1,082.93 pm

c = 546.11 pm

α = 90.00 °

β = 90.00 °

γ = 90.00 °

Z = 4
Propiedades químicas
Solubilidad en agua Descomposición
Solubilidad Soluble en halocarbonos
Momento dipolar 1,90 D
Termoquímica
ΔfH0gas 51,71 kJ/mol
S0gas, 1 bar 261,68 J·mol–1·K
Peligrosidad
NFPA 704

0
3
A
W,OX
Directiva 67/548 / CEE/ SGA
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
[editar datos en Wikidata]

El cloruro de nitrosilo es un compuesto químico cuya fórmula es NOCl. Es un gas amarillo que suele encontrarse como componente del agua regia, una mezcla de tres partes de ácido clorhídrico concentrado y una parte de ácido nítrico concentrado. Es un fuerte electrófilo y agente oxidante. A veces se le llama reactivo de Tilden, en honor a William A. Tilden, que fue el primero en producirlo como un compuesto puro.[2]​

Estructura y síntesis

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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[3]​.

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.

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[5]​

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 nobles, como el oro. 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.[3]​

La deshidratación del HNO2 también genera NOCl.

Cloruros metálicos[5]​

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.[6]​

Cloro molecular[5]​

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[5]​

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[5]​

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.

Reacciones

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El NOCl se comporta como un electrófilo y un oxidante en la mayoría de sus reacciones. Con aceptores halogenados, como por ejemplo el pentacloruro de antimonio, da lugar a las sales de nitrosonio:

NOCl + SbCl5 → [NO]+[SbCl6]−

En otra reacción similar, el ácido sulfúrico produce ácido nitrosilsulfúrico, un anhídrido ácido mixto de los ácidos nitroso y sulfúrico:

ClNO + H2SO4 → ONHSO4 + HCl

El NOCl reacciona con el tiocianato de plata para formar cloruro de plata y el pseudohalógeno nitrosil tiocianato:

ClNO + AgSCN → AgCl + ONSCN

Del mismo modo, también reacciona con el cianuro de plata para dar cianuro de nitrosilo.[7]​

El cloruro de nitrosilo se usa para preparar complejos metálicos de nitrosilo. Con el hexacarbonilo de molibdeno, el NOCl produce el complejo dinitrosildicloruro:[8]​

Mo(CO)6 + 2 NOCl → MoCl2(NO)2 + 6 CO

Disuelve el platino:[9]​

Pt + 6 NOCl → (NO+)2[PtCl6]2- + 4 NO

Aplicaciones en la síntesis orgánica

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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​.[10]​ 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​.[11]​

Convierte las amidas en derivados N-nitroso​.[12]​ 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

Aplicaciones industriales[13]​[14]​

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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​,[15]​ 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 Nobel, 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.

Seguridad

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El cloruro de nitrosilo es muy tóxico e irritante para los pulmones, los ojos y la piel.

Referencias

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  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ Tilden, William A. (1 de enero de 1874). «XXXII.—On aqua regia and the nitrosyl chlorides». Journal of the Chemical Society (en inglés) 27 (0): 630-636. ISSN 0368-1769. doi:10.1039/JS8742700630. Consultado el 6 de abril de 2023. 
  3. ↑ a b Petrucci, Ralph H.; Herring, F. Geoffrey; Madura, Jeffry D.; Bissonnette, Carey (2011). Química General. Principios y aplicaciones modernas (Concepción Pando García-Pumarino Nerea Iza Cabo, trads.) (10 edición). Pearson. ISBN 978-84-8322-680-3. 
  4. ↑ 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. 
  5. ↑ a b c d e 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. 
  6. ↑ 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. 
  7. ↑ Kirby, G. W. (1 de enero de 1977). «Tilden Lecture. Electrophilic C-nitroso-compounds». Chemical Society Reviews (en inglés) 6 (1): 1-24. ISSN 1460-4744. doi:10.1039/CS9770600001. Consultado el 6 de abril de 2023. 
  8. ↑ Johnson, B. F. G.; Al-Obadi, K. H.; Paine, Robert T. (5 de enero de 2007). Parry, Robert W., ed. Dihalogenodinitrosylmolybdenum and Dihalogenodinitrosyltungsten. John Wiley & Sons, Inc. pp. 264-266. ISBN 978-0-470-13243-2. doi:10.1002/9780470132432.ch47. Consultado el 6 de abril de 2023. 
  9. ↑ 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 6 de abril de 2023. 
  10. ↑ «Organic Syntheses Procedure». orgsyn.org (en inglés). Consultado el 15 de mayo de 2023. 
  11. ↑ Internet Archive (1953). Journal of General Chemistry of the USSR 1953: Vol 23 Index (en inglés). Springer Science & Business Media. Consultado el 15 de mayo de 2023. 
  12. ↑ «Organic Syntheses Procedure». orgsyn.org (en inglés). Consultado el 15 de mayo de 2023. 
  13. ↑ «NOx COV y CFC: química de formación y destrucción del ozono atmosférico». ebook.ranf.com. Consultado el 15 de mayo de 2023. 
  14. ↑ 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 15 de mayo de 2023. 
  15. ↑ «Agua regia por el Prof. Dr. D. Manuel Hernández Córdoba, académico de número. | Academia de ciencias de la Región de Murcia.». 

Enlaces externos

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