Diòxid de nitrogen

element químic de nitrogen amb el nombre atòmic 7 a 5 grup del sistema periòdic Mendeleev. Aquest gas diatòmic en condicions normals de prou inert. En l'atmosfera de la Terra, representa tres quartes parts. L'element es caracteritza pels següents estats d'oxidació: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. És part de molts compostos. Un d'ells és un gas tòxic de color marró vermellós (caracteritzada per la capacitat d'irritar el tracte respiratori, causant edema pulmonar a concentracions elevades), que té una olor característica agut, picant - és el diòxid de nitrogen. La fórmula és NO2. Massa molar 46,01 g / mol. Densitat 2.62 g / dm³. Punt d'ebullició 21 ° C. Quan es dissol en aigua reacciona amb ell. L'índex de refracció de 1,449 (a 20 ° C).

El diòxid de nitrogen juga un paper important en la química atmosfèrica, incloent la formació d'ozó troposfèric. Alhora, és un important contaminant de l'aire i producte intermedi en la síntesi industrial d'àcid nítric, que es produeixen milions de tones cada any. Aquest és un de diversos òxids de nitrogen (binaris compostos inorgànics de nitrogen i oxigen) amb l'oxidació:

• I - òxid de nitrogen N2O;

• II - NO de monòxid de nitrogen;

• III - dinitrogen N2O3 triòxid;

• IV - diòxid de nitrogen NO2 i tetraòxid de dinitrogen N2O4;

• V - pentòxid de dinitrogen, N2O5;

• trinitramida N (NO2) 3.

El diòxid de nitrogen es liqua fàcilment. Ell és més pesat que l'aire. En condicions normals NO2 barreja (aproximadament 1: 1) per substància incolora (el seu dímer) N2O4. química NO2 s'entén bé.

Per reacció amb aigua, s'hidrolitza, els dos resultant format àcid (nitrós i nítric): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

En reaccions amb sals alcalines es formen com aquests dos àcids: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Ell és un oxidant fort capaç d'oxidar SO2 a SO3. En aquest mètode es basa propietat nitrós àcid sulfúric. Els NO2 mig moltes substàncies, que inclouen compostos orgànics, sofre, carboni i fòsfor, cremar.

El diòxid de nitrogen es produeix generalment per oxidació d'oxigen atmosfèric òxid de nitrogen: O2 + 2NO → 2NO2

Al laboratori, NO2 va preparar en dues etapes: deshidratació d'àcid nítric a pentòxid de dinitrogen, que després es descompon tèrmicament:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Com a resultat de la descomposició tèrmica d'alguns nitrats metàl·lics també poden ser preparats NO2:

2PB (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

L'òxid pot formar-se per reacció d'àcid nítric (concentrat) a partir de metalls (per exemple, coure):

4HNO3 + Cu → 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O.

Sota la influència d'àcid nítric (concentrat) addició d'estany al diòxid de nitrogen, àcid estany format com un producte per:

4HNO3 + Sn → H2O + + H2SnO3 4NO2.

Algunes fonts d'òxid de N2O4 (IV) va ser referit com tetròxid de nitrogen. Però això és un nom inadequat, ja que la substància és tetròxid de dinitrogen. existeix NO2 en equilibri amb el N2O4 gas incolor: 2NO2↔N2O4.

Ja que aquest equilibri és exotèrmica, es desplaça cap al costat de NO2 a temperatures més altes i en detall - cap N2O4. Deamer passa a l'estat sòlid a una temperatura de menys 11,2 ° C. A una temperatura de 150 graus es descompon: N2O4 → 2NO2, llavors 2NO2 → 2NO + O2.

L'àcid nítric s'allibera lentament NO2, que dóna el color groc característic de la majoria de les mostres d'aquest àcid:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

El diòxid de nitrogen es detecta fàcilment per l'olor fins i tot a baixes concentracions, la inhalació del vapor ha de ser evitat. Una font potencial de NO2 es àcid nítric fumant que assigna NO2 a temperatures superiors a 0 graus. símptomes d'intoxicació (edema pulmonar) generalment apareixen després de la inhalació de dosi potencialment letals d'unes poques hores. Hi ha algunes proves que l'exposició a llarg termini a NO2 en concentracions per sobre de 40-100 mg / m³ pot disminuir la funció pulmonar i augmentar el risc de símptomes respiratoris. En els estudis d'alguns científics establert una relació entre la concentració de NO2 i la síndrome de mort sobtada del lactant.

El diòxid de nitrogen format en la majoria dels processos de combustió on s'utilitza aire com oxidant.

A temperatures elevades, el nitrogen es combina amb l'oxigen per formar òxid nítric: O2 + N2 → 2NO, a continuació, NO s'oxida en l'aire per formar diòxid de O2 + 2NO → 2NO2:

1. Sota concentració atmosfèrica normal és un procés molt lent.

2. La font més probable de NO2 són els motors de combustió interna, plantes d'energia tèrmica i, en menor mesura, les fàbriques de cel·lulosa.

3. Els escalfadors de gas i forns també són fonts d'aquest òxid. nitrogen requerida s'introdueix a un excés d'aire de combustió, que es converteix en òxids de nitrogen a altes temperatures.

4. A les llars escalfadors de querosè i escalfadors de gas també són fonts de NO2.

5. diòxid de nitrogen generat en els assajos nuclears atmosfèrica (color vermellós núvol de fong).

6. Algunes àrees agrícoles de les seves concentracions superficials poden aconseguir 30 g / m³.

7. NO2 també és produïda naturalment pel tro, la pluja.