Dioxid de azot

Elementul chimic azot cu numărul de serie 7 este situat în grupul 5 al sistemului periodic Mendeleyev. Acest gaz diatomic este inert în condiții normale. În atmosfera pământului, aceasta reprezintă trei sferturi. Elementul este caracterizat prin următoarele grade de oxidare: minus-3, minus-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Este o parte a multor compuși. Una dintre ele este un gaz otrăvitor roșcat-maron (caracterizat prin capacitatea de a irita pielea respiratorie, provoacă edem pulmonar la concentrații ridicate), care are un miros caracteristic, ascuțit, înțepător - este dioxid de azot. Formula are forma NO2. Masa molară este de 46,01 g / mol. Densitatea de 2,62 g / dm sup3 -. Punctul de fierbere este de 21 ° C. Când se dizolvă în apă, reacționează cu ea. Indicele de refracție 1,449 (la 20 ° C).

Dioxidul de azot joacă un rol important în chimia atmosferei, inclusiv formarea ozonului troposferic. În același timp, este un poluant important și intermediar în sinteza industrială a acidului azotic, care sunt produse de milioane de tone în fiecare an. Acesta este unul dintre mai multe oxizi de azot (binar compuși anorganici azot cu oxigen) cu grade de oxidare:

• I - oxid de azot N2O;

• II - monoxid de azot NO;

• III - trioxid de diazot N2O3;

• IV - dioxid de azot NO2 și tetroxid de azot N2O4;

• V - pentoxid de diazotin N2O5;

• trinitramida N (N02) 3.

Dioxidul de azot se lichefiază ușor. El este mai greu decât aerul. În condiții normale, NO2 este amestecat (aproximativ 1: 1) cu o substanță incoloră (dimerul său) N2O4. Chimia de NO2 este bine studiată.

Când reacționează cu apă, se hidrolizează, rezultând formarea a doi acizi (azot și azot): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

În reacțiile cu alcalii se formează sărurile acelorași doi acizi: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Este un oxidant puternic, capabil să oxideze SO2 la SO3. Pe această proprietate, metoda de nitroză producția de acid sulfuric. În mediul înconjurător de NO2, multe substanțe, inclusiv organice compuși, sulf, cărbune și fosfor, arde.

Dioxidul de azot se formează de obicei ca urmare a oxidării oxizilor de azot prin oxigenul în aer: O2 + 2NO → 2NO2

În laborator, NO2 se obține în două etape: deshidratarea acidului azotic în pentoxid de diazotan, care este apoi descompus prin mijloace termice:

2HNO3-N2O5 + H20,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Ca rezultat al descompunerii termice a nitraților anumitor metale, este de asemenea posibil să se obțină NO2:

2Pb (N03) 2 - 4NO2 + 2PbO + 02.

Oxidul poate fi format prin interacțiunea dintre acidul azotic (concentrat) și metalele (de exemplu cuprul):

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

Când acidul azotic (concentrat) este expus la staniu, în plus față de dioxidul de azot, acidul staniu este format ca produs secundar:

4HNO3 + Sn - H20 + H2Sn03 + 4NO2.

În unele surse, oxidul de N2O4 (IV) se numește numai tetroxid de azot. Dar acesta este un nume incorect, deoarece substanța este un tetroxid de azot. NO2 există în echilibru cu incolor N2O4 gaz: 2NO2harr-N2O4.

Deoarece acest echilibru este exotermic, acesta se deplasează spre NO2 la temperaturi mai ridicate și la temperaturi mai scăzute spre N2O4. Dimerul trece într-o stare solidă la o temperatură minus 11,2 ° C La o temperatură de 150 de grade, N2O4 → 2NO2 se descompune, apoi 2NO2 → 2NO + O2.

Acidul azotic eliberează încet NO2, ceea ce dă o culoare galbenă caracteristică majorității probelor acestui acid:

4HNO3 -> 4NO2 + 2H20 + 02.

Dioxidul de bioxid de azot este ușor de detectat prin miros chiar și la concentrații scăzute, cel mai bine este evitarea inhalării vaporilor. O sursă potențială de NO2 este acidul azotic fumător, care eliberează NO2 la temperaturi de peste 0 grade. Simptomele otrăvirii (edem pulmonar) apar, de obicei, după inhalarea unor doze potențial letale în câteva ore. Există unele dovezi că expunerea pe termen lung la NO2 la concentrații mai mari de 40-100 μg / msup3- poate reduce funcția pulmonară și poate crește riscul simptomelor respiratorii. În studiile unor oameni de știință, a fost stabilită relația dintre concentrația de NO2 și sindromul morții subite a sugarului.

Dioxidul de azot se formează în majoritatea proceselor de ardere, unde aerul este utilizat ca agent de oxidare.

La temperaturi ridicate, azotul se combină cu oxigen pentru a forma oxid nitric: O2 + N2 → 2NO, apoi NO este oxidat în aer pentru a forma dioxidul O2 + 2NO → 2NO2:

1. La concentrații atmosferice normale, acest proces este foarte lent.

2. Cele mai probabile surse de NO2 sunt motoarele cu combustie internă, centralele termice și, într-o măsură mai mică, fabricile de celuloză.

3. Încălzitoarele cu gaz și cuptoarele sunt de asemenea surse ale acestui oxid. Excesul de aer necesar pentru combustie este adus de azot, care la temperaturi ridicate este transformat în oxizi de azot.

4. În gospodării kerosen încălzitoare și încălzitoarele de gaz sunt de asemenea surse de NO2.

5. Dioxidul de azot se produce în teste nucleare atmosferice (culoarea roșiatică a unui nor de ciuperci).

6. În unele zone agricole, concentrațiile de suprafață pot atinge 30 μg / msup3-.

7. NO2 este de asemenea produs în mod natural de tunete și ploaie.