નાઇટ્રોનિયમ આયન : નાઇટ્રિક અને સલ્ફયુરિક ઍસિડનાં મિશ્રણોમાં તથા નાઇટ્રોજન ઑક્સાઇડોના નાઇટ્રિક ઍસિડમાંના દ્રાવણમાં જોવા મળતો NO2+ આયન.
બેન્ઝિનનું સંકેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક તથા નાઇટ્રિક ઍસિડના મિશ્રણ વડે નાઇટ્રેશન કરવા દરમિયાન એવું જણાયું છે કે બેન્ઝિન બંનેમાંથી કોઈ પણ એક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા ન કરતાં એક જુદા જ મધ્યવર્તી NO2+ સાથે પ્રક્રિયા કરી નાઇટ્રેશન પ્રક્રિયા કરે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રોટૉન સાથે જોડાઈ નાઇટ્રિક ઍસિડ નીચે મુજબ વિઘટન પામે છે :
HNO3 + H+ → H2NO3+ → H2O + NO2+
અને નાઇટ્રોનિયમ આયન ઉદભવે છે.
[HNO3 + HNO3 → H2NO3+ + NO3; H2NO3+ → H2O + NO2+]
સલ્ફ્યુરિક-નાઇટ્રિક ઍસિડના મિશ્રણમાં નીચે મુજબ નાઇટ્રોનિયમ આયન બને છે.
હિમાંકમિતિ (cryoscopy)માં HNO3 અને H2SO4ના મિશ્રણનો ν અવયવ (factor) 4 મળે છે. તે પણ નીચેની પ્રક્રિયા સૂચવે છે :
2H2SO4 + HNO3 ⇌ 2HSO4– + H3O+ + NO2+
ઉપરના સમીકરણને પાર-રક્ત સ્પેક્ટ્રમિતિ, રામન સ્પેક્ટ્રમિતિ અને હિમાંકમિતિના અભ્યાસ દ્વારા સમર્થન મળે છે.
નાઇટ્રોનિયમ આયનના અસ્તિત્વ અંગે આ ઉપરાંતની સાબિતી તેના કેટલાક ક્ષારો અલગ પાડીને મેળવાઈ છે; દા. ત., એક્સ-કિરણો વડે ઘનક્ષાર NO2ClO4 તથા N2O5માં નાઇટ્રોનિયમ ધનાયન તરીકે હોય છે તે સાબિત થયું છે :
[NO2+ ClO4– તથા NO2+ NO3–]
વિવિધ ઍરોમૅટિક સંયોજનોના નાઇટ્રેશનના પ્રક્રિયા-પ્રક્રમના અભ્યાસ દરમિયાન મોલાન્ડરે સંયોજનોના નાઇટ્રેશન-દર ઉપરથી દર્શાવ્યું કે નાઇટ્રો-સમૂહ (NO2) દ્વારા ટ્રિટિયમ(T)નું વિસ્થાપન કરવાથી તેનો વિસ્થાપન-દર તેના પ્રોટિયમ(H)ના વિસ્થાપન-દર જેટલો જ મળે છે. આથી સાબિત થઈ શક્યું કે નાઇટ્રોનિયમ આયન દ્વારા નાઇટ્રેશન બે સોપાનમાં થાય છે. પ્રથમ સોપાનમાં NO+2 આયન ઍરોમૅટિક વલય સાથે જોડાય છે, જે ધીમી (વેગ નિયંત્રિત) પ્રક્રિયા છે તથા બીજા સોપાનમાં બેઝ દ્વારા પ્રોટૉન ઝડપથી દૂર થાય છે :
નાઇટ્રોનિયમ ક્ષારો સ્ફટિકીય અને ઉષ્માગતિજ દૃષ્ટિએ સ્થાયી છે, પણ રાસાયણિક રીતે ખૂબ ક્રિયાશીલ (reactive) છે. ભેજ વડે તેમનું જળવિભાજન થાય છે. NO2+ ClO–4 કાર્બનિક દ્રવ્ય સાથે ઉગ્ર પ્રક્રિયા કરે છે પણ નાઇટ્રોબેન્ઝિન દ્રાવણમાં નાઇટ્રેશન માટે તેનો ઉપયોગ થઈ શકે છે.
જ. પો. ત્રિવેદી