Nitrogendioksid

Nitrogen grunnstoff med atomnummer 7 lokalisert 5 gruppe i Mendelejevs periodiske system. Dette diatomisk gass under normale betingelser er tilstrekkelig inert. I jordens atmosfære, står det i tre kvartalene. Den element som kjennetegnes ved de følgende oksydasjonstilstander: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Det er en del av mange forbindelser. Den ene er en rødbrun giftig gass (kjennetegnet ved evnen til å irritere luftveiene, forårsaker lungeødem ved høye konsentrasjoner), har en karakteristisk skarp, stikkende lukt - er nitrogendioxyd. Formelen er NO2. Molar masse 46,01 g / mol. Tetthet 2,62 g / dm³. Kokepunkt 21 ° C. Når det oppløses i vann reagerer med det. Brytningsindeksen til 1,449 (ved 20 ° C).

Nitrogendioxyd spiller en viktig rolle i atmosfærekjemi, inkludert dannelsen av bakkenært ozon. Samtidig er det en stor luftforurensning og mellomprodukt ved den industrielle syntese av salpetersyre, som er produsert millioner av tonn hvert år. Dette er en av flere nitrogenoksider (binære uorganiske forbindelser av nitrogen og oksygen) med oksidasjon:

• I - N2O nitrogen oksid;

• II - NO nitrogen-monoksyd;

• III - dinitrogentrioksyd N2O3;

• IV - NO2 nitrogendioksid og dinitrogen-tetraoksid N2O4;

• V - dinitrogenpentoksyd, N2O5;

• trinitramide N (NO2) 3.

Nitrogendioksyd er lett flytende. Han er tyngre enn luft. Under normale forhold NO2 blandet (ca. 1: 1), fargeløst stoff (dets dimer) N2O4. NO2 kjemi er godt forstått.

Ved reaksjon med vann hydrolyseres, den resulterende to dannede syre (salpetersyrling og salpetersyre): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

I reaksjonene med alkali-salter dannes når disse to syrer: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Han er et sterkt oksyderende middel i stand til å oksydere SO2 til SO3. Ved denne metode er det basert egenskap salpetersyrling svovelsyre. Mellomspennings NO2 mange stoffer, herunder organiske forbindelser, svovel, karbon og fosfor, brenne.

Nitrogendioxyd blir i alminnelighet fremstilt ved oksydasjon av nitrogenoksyd atmosfærisk oksygen: O2 + 2NO → 2NO2

I laboratoriet, NO2 fremstilles i to trinn: dehydratisering av salpetersyre til dinitrogenpentoksyd, som deretter termisk spaltes:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Som et resultat av termisk dekomponering av noen metallnitrater kan også fremstilles NO2:

2PB (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Oksydet kan dannes ved omsetning av salpetersyre (konsentrert) fra metaller (for eksempel kobber):

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

Under påvirkning av salpetersyre (konsentrert) tinn tillegg til nitrogendioksid, tinn-syre dannes som et biprodukt:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

Noen kilder oksyd N2O4 (IV) ble betegnet som nitrogen-tetroksyd. Men dette er en misvisende benevnelse, som stoffet er dinitrogentetroksyd. NO2 eksisterer i likevekt med den fargeløs gass N2O4: 2NO2↔N2O4.

Siden denne balansen er eksoterm, blir den forskjøvet til den side av NO2 ved høyere temperaturer og ved lavere - til N2O4. Deamer går over i fast tilstand ved en temperatur på minus 11,2 ° C. Ved en temperatur på 150 grader spaltes: N2O4 → 2NO2, deretter 2NO2 → 2NO + O2.

Salpetersyre langsomt frigir NO2, noe som gir det karakteristiske gule farge av flertallet av prøver av denne syre:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Nitrogendioxyd blir lett påvises ved lukt selv ved lave konsentrasjoner, bør inhalering av dampen unngås. En potensiell kilde til NO2 er rykende salpetersyre som tildeler NO2 ved temperaturer over 0 grader. symptomer på forgiftning (lungeødem) vanligvis vises etter inhalering av potensielt dødelige doser av noen få timer. Det finnes bevis på at langvarig eksponering for NO2 ved konsentrasjoner over 40 til 100 mg / m³ kan redusere lungefunksjonen og øke risikoen for luftveissymptomer. I studier av noen vitenskapsmenn etablert en forbindelse mellom konsentrasjonen av NO2 og krybbedød.

Nitrogendioxyd dannet i de fleste forbrenningsprosesser hvor luft anvendes som oksydasjonsmiddel.

Ved forhøyede temperaturer, kombinerer nitrogen med oksygen for å danne nitrogenoksyd: O2 + N2 → 2NO, så NO oksyderes i luft for å danne dioksyd O2 + 2NO → 2NO2:

1. Under normale atmosfæriske konsentrasjonen er en meget langsom prosess.

2. Den mest sannsynlige kilde til NO2 er forbrenningsmotorer, termiske kraftverk og, i mindre grad, cellulosefabrikker.

3. Gassvarmere og ovner er også kilder for dette oksyd. Kreves nitrogen innføres i overskudd av forbrenningsluft, som omdannes til nitrogenoksyder ved høye temperaturer.

4. I husholdninger petroleumsovner og gassovner er også kilder til NO2.

5. nitrogendioksyd som genereres ved atmosfæreatomprøve (rødaktig farge sopp sky).

6. Noen jordbruksområder av dens overflatekonsentrasjoner kan nå 30 g / m³.

7. NO2 er også naturlig produsert av torden, regn.