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三氯化氮

來自 呢圖網 的圖片

中文名稱;三氯化氮

外文名稱;nitrogen trichloride

別名;三氯胺,一氮化三氯

化學式;NCl₃

分子量;120.365

CAS登錄號;10025-85-1

熔點;-40 ℃

沸點;71 ℃

三氯化氮(nitrogen trichloride),也稱為三氯胺,無機化合物,化學式是NCl3,分子量是120.37。為黃色、油狀、具有刺激性氣味的揮發性有毒液體,沸點為71℃,極不穩定。

若置於(NH4)2SO4溶液中並放在暗處,可以保存數日。三氯化氮的性質很活潑,很容易水解生成氨和次氯酸。強氧化劑。

常見於在氨的衍生物與氯的反應的副產物。純的NCl3是非常活潑的。把自來水用一氯胺消毒,就會有少量三氯化氮產生。[1]

目錄

物理性質

三氯化氮在常溫下為黃色粘稠的油狀、揮發性有毒液體,有刺激性氣味。熔點為-40℃,沸點為71℃。密度為1.65g/cm3(20℃)。可溶於氯仿、四氯化碳、苯、二硫化碳、乙醇。

化學性質

NCl3易水解:

NCl3(l) + 3H2O(l) === NH3(aq) + 3HClO(aq)

這表明三氯胺中,氮的氧化數為-3,氯的化合價為+1,因此NCl3實際是氮化物而非氯化物

NCl3中+1價的氯使其具有強氧化性,如:它可以氧化ClO2-(亞氯酸根):

NCl3+6ClO2-+3H2O═══6ClO2+3Cl-+3OH-+NH3

NCl3極不穩定,稍加震動或光照就會發生爆炸性分解。

2NCl3(l) ===Lv=== N2(g)+3Cl2(g)

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值(XlogP):2.6

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:1

4.可旋轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積3.2

7.重原子數量:4

8.表面電荷:0

9.複雜度:8

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

製備

在銨鹽溶液中通入Cl2得到NCl3水溶液,反應的化學方程式是:NH4Cl+3Cl2 === NCl3+4HCl。

由NH3和過量的Cl2反應製得。也可用Cl2或次氯酸與NH3、銨鹽反應可得到NCl3,但必須是在酸性條件下,鹼性或中性條件下得不到NCl3。在水溶液中,氨分子中的氫可被氯取代生成3種氯取代物NH3-nCln(n=1~3),它們之間存在的平衡反應與溶液的pH有關。要使NCl3顯著生成,條件是pH<4.5。從pH=4.6到鹽酸濃度6.8mol·L-1 的範圍內,在其他條件相同時,鹽酸濃度接近1mol·L-1 時生成NCl3的量最大;當c(HCl)>5mol·L-1 時,NCl3生成的量很少;在弱酸介質中(pH1~6),NCl3反應產率為30%~70%;在pH>10或c(HCl)>6mol·L-1 條件下,沒有NCl3生成。

在1L的三頸燒瓶中加入600mL 10%的(NH4)2SO4溶液和225mL含10%~12% CCl4的CHCl3混合物。分別裝上氣體導入管和導出管,導出管通到裝有NaOH溶液的吸收瓶中。將燒瓶放在冰水浴中,然後通入氯氣約20L(可由60g KMnO4與300mL濃鹽酸製取或鋼瓶裝氯氣)並不時搖盪燒瓶。分出CHCl3層,並用5%的(NH4)2SO4溶液洗滌多次後用無水氯化鈣將CHCl3溶液乾燥,此溶液約含12% NCl3。反應原理為 NH3+3Cl2 === NCl3+3HCl。

性質與穩定性

淡黃色油狀液體,沸點71℃,極不穩定。若置於(NH4)2SO4溶液中並放在暗處,可以保存數日。

用途

用於漂白,也用於檸檬等水果的熏蒸處理。

本品對呼吸道、眼和皮膚有強烈刺激性。人接觸本品較高濃度,可發生粘膜充血、聲啞、呼吸道刺激甚至窒息,恢復過程較慢。經口食入有高度毒性。

燃爆危險

不燃,具爆炸性,高毒,具強刺激性, 對熱、震動、撞擊和摩擦相當敏感,極易分解發生爆炸。

發展歷史

三氯化氮非常容易爆炸,對光、熱和有機化合物都非常敏感。Pierre Louis Dulong在1812年首先製得三氯化氮,在製備的過程中丟掉了兩個手指和一隻眼睛。漢弗里·戴維也因製備三氯化氮而導致視力受損,因此雇用邁克爾·法拉第作為合作者。比利時的研究人員報告,NCl3和兒童哮喘病病例的上升有潛在的聯繫。

參考來源

化學學習——氯及含氯化合物的性質

參考資料

  1. 什麼是氯化氮,360問答 , 2016年5月30日