Oxid dusičitý

Chemický prvek dusíku se sériovým číslem 7 je umístěn v 5. skupině periodického systému Mendeleyev. Tento diatomický plyn je za normálních podmínek inertní. V zemské atmosféře připadá na tři čtvrtiny. Prvek je charakterizován následujícími stupni oxidace: minus-3, minus-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Je součástí mnoha sloučenin. Jedním z nich je červenohnědá toxický plyn (charakterizovány schopností k podráždění dýchacích cest, což způsobuje otok plic při vysokých koncentracích), s charakteristickým ostrý, štiplavý zápach - je oxid dusičitý. Vzorec má formu NO2. Molární hmotnost je 46,01 g / mol. Hustota 2,62 g / dm sup3 -. Teplota varu je 21 ° C. Když je rozpuštěn ve vodě, reaguje s ním. Index lomu 1,449 (při 20 ° C).

Oxid dusičitý hraje důležitou roli v atmosférické chemii, včetně tvorby troposférického ozonu. Současně je to hlavní znečišťující látka ovzduší a meziprodukt v průmyslové syntéze kyseliny dusičné, z níž se každoročně vyrábějí miliony tun. To je jeden z několika oxidy dusíku (binární anorganické sloučeniny dusík s kyslíkem) se stupni oxidace:

• I - oxid dusný N2O;

• II - oxid dusnatý NO;

• III - diazotní oxid křemičitý N2O3;

• IV - oxid dusičitý NO2 a tetroxid dusičitý N2O4;

• V - diazothen pentoxid N2O5;

• trinitramid N (N02) 3.

Oxid dusičitý se snadno zkapalňuje. Je těžší než vzduch. Za normálních podmínek se NO2 smísí (asi 1: 1) s bezbarvou látkou (její dimer) N2O4. Chemie NO2 je dobře studována.

Reakcí s vodou se hydrolyzuje, dva výsledné kyseliny jsou tvořeny (dusný a dusičná): 2NO2 + H2O + HNO2 HNO3.

Při reakcích s alkalickými látkami se vytvářejí soli těchto dvou kyselin: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H20.

Je silným oxidačním činidlem, schopným oxidovat SO2 na SO3. Na této vlastnosti je metoda nitrosy produkce kyseliny sírové. V prostředí NO2 je mnoho látek, včetně organických látek sloučeniny, síra, uhlí a fosfor, hořet.

Oxid dusný se obvykle vytváří jako důsledek oxidace oxidu dusnatého vzduchem kyslíkem: O2 + 2NO → 2NO2

V laboratoři se NO2 získává ve dvou krocích: dehydratací kyseliny dusičné na diazothen pentoxid, který se rozloží tepelnými prostředky:

2HN03 - N2O5 + H20,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

V důsledku tepelného rozkladu dusičnanů některých kovů je také možné získat NO2:

2Pb (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Oxid může být tvořen interakcí kyseliny dusičné (koncentrované) s kovy (například měď):

4HNO3 + Cu -> 2NO2 + Cu (NO3) 2 + 2H2O.

Pokud je kyselina dusičná (koncentrovaná) vystavena působení cínu, vedle oxidu dusičitého se jako vedlejší produkt vytváří kyselina cínu:

4HNO3 + Sn - H2O + H2Sn03 + 4NO2.

V některých zdrojích se oxid N2O4 (IV) nazývá pouze tetroxid dusíku. Ale toto je nesprávné jméno, protože látka je tetroxid dinitrogenu. NO2 existuje v rovnováze s bezbarvým plynem N2O4: 2NO2harr-N2O4.

Vzhledem k tomu, že tato rovnováha je exotermní, přechází na NO2 při vyšších teplotách a při nižších teplotách vůči N2O4. Dimer prochází do pevného stavu při teplotě minus 11,2 ° C. Při teplotě 150 stupňů se N2O4 → 2NO2 rozkládá a pak 2NO2 → 2NO + O2.

Kyselina dusičná pomalu uvolňuje NO2, což dává charakteristickou žlutou barvu většině vzorků této kyseliny:

4HNO3 - 4NO2 + 2H20 + 02.

Oxid dusičitý je snadno rozpoznatelný vůní i při nízkých koncentracích, nejlépe se vyvarujte vdechování jeho páry. Jedním potenciálním zdrojem NO2 je dýmavá kyselina dusičná, která uvolňuje NO2 při teplotách nad 0 stupňů. Příznaky otravy (plicní edém) se obvykle objevují po vdechnutí potenciálně smrtelných dávek za několik hodin. Existují určité důkazy, že dlouhodobá expozice NO2 při koncentracích nad 40-100 mg / msup3- může snížit funkci plic a zvyšují riziko respirační příznaky. Ve studiích některých vědců byl stanoven vztah mezi koncentrací NO2 a syndromem náhlé úmrtí dětí.

Oxid dusný vzniká ve většině spalovacích procesů, kde se jako oxidační činidlo používá vzduch.

Při zvýšených teplotách, dusík se spojí s kyslíkem za vzniku oxidu dusnatého: O2 + N2 → 2NO, pak NO se oxiduje na vzduchu za vzniku oxidu uhličitého O2 + 2NO → 2NO2:

1. Při normálních koncentracích v atmosféře je to velmi pomalý proces.

2. Nejpravděpodobnějšími zdroji NO2 jsou spalovací motory, tepelné elektrárny a v menší míře celulózové rostliny.

3. Plynové ohřívače a pece jsou také zdroji tohoto oxidu. Přebytečný vzduch potřebný pro spalování je přiveden dusíkem, který se při vysokých teplotách přemění na oxidy dusíku.

4. V domácnostech petrolejové ohřívače a plynové ohřívače jsou také zdrojem NO2.

5. Oxid dusičitý se vyrábí v atmosférických nukleárních testech (načervenalé barvy houbového oblaku).

6. V některých zemědělských oblastech může jeho povrchová koncentrace dosáhnout 30 μg / m33.

7. NO2 je také přirozeně produkován bouřkou a deštěm.