Nitrogendioxid

Nitrogen grundstof med atomnummer 7 lokaliseret 5 gruppe af Mendelejev periodiske system. Denne diatomiske gas under normale tilstrækkeligt inerte. I Jordens atmosfære, den tegner sig for tre fjerdedele. Elementet kendetegnet ved følgende oxidationstrin: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Det er en del af mange forbindelser. Den ene er en rødbrun giftig gas (karakteriseret ved evnen til at irritere luftvejene, der forårsager lungeødem ved høje koncentrationer), der har en karakteristisk skarp, stikkende lugt - er nitrogendioxid. Formlen er NO2. Molmasse 46.01 g / mol. Densitet 2,62 g / dm. Kogepunkt 21 ° C. Ved opløsning i vand reagerer med det. Brydningsindekset af 1,449 (ved 20 ° C).

Nitrogendioxid spiller en vigtig rolle i atmosfærens kemi, herunder dannelsen af troposfæren. Samtidig er det en stor luftforurenende og mellemprodukt i den industrielle syntese af salpetersyre, som produceres millioner af tons hvert år. Dette er en af flere nitrogenoxider (binære uorganiske forbindelser af nitrogen og oxygen) med oxidation:

• I - N2O nitrogenoxid;

• II - NO nitrogenmonooxid;

• III - dinitrogentrioxid N2O3;

• IV - NO2 nitrogendioxid og dinitrogentetraoxid N2O4;

• V - dinitrogenpentoxid, N2O5;

• trinitramid N (NO2) 3.

Nitrogendioxid let flydende. Han er tungere end luft. Under normale forhold NO2 blandet (ca. 1: 1) til farveløst stof (dens dimer) N2O4. NO2 kemi er velkendt.

Ved omsætning med vand hydrolyseres det resulterende to dannede syre (lattergas og salpetersyre): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

I reaktioner med alkalimetaller salte dannes da disse to syrer: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Han er en stærk oxidant i stand til at oxidere SO2 til SO3. Ved denne fremgangsmåde er det baseret ejendom salpetersyrling svovlsyre. Mellemlang NO2 mange stoffer, herunder organiske forbindelser, svovl, carbon og phosphor, brænde.

Nitrogendioxid i almindelighed ved oxidation af nitrogenoxid atmosfærisk oxygen: O2 + 2NO → 2NO2

I laboratoriet NO2 fremstilles i to trin: dehydrering af salpetersyre til dinitrogenpentoxid, som derefter nedbrydes termisk:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Som følge af termisk dekomponering af nogle metalnitrater kan også fremstilles NO2:

2PB (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Oxidet kan dannes ved omsætning af salpetersyre (koncentreret) fra metaller (fx kobber):

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

Under indflydelse af salpetersyre (koncentreret) tin Foruden nitrogendioxid, tin syre dannet som et biprodukt:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

Nogle kilder oxid N2O4 (IV) blev omtalt som nitrogentetroxid. Men det er en misvisende, da stoffet er dinitrogentetroxid. NO2 eksisterer i ligevægt med den farveløse gas N2O4: 2NO2↔N2O4.

Da denne ligevægt er eksoterm, er det forskydes til siden af NO2 ved højere temperaturer og ved lavere - mod N2O4. Deamer passerer ind i fast tilstand ved en temperatur på minus 11,2 ° C Ved en temperatur på 150 grader dekomponerer: N2O4 → 2NO2, derefter 2NO2 → 2NO + O2.

Salpetersyre langsomt frigiver NO2, hvilket giver den karakteristiske gule farve af flertallet af prøver af denne syre:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Nitrogendioxid let detekteres ved lugt selv ved lave koncentrationer, bør undgås indånding af dampen. En potentiel kilde til NO2 rygende salpetersyre som tildeler NO2 ved temperaturer over 0 grader. forgiftningssymptomer (lungeødem) forekommer normalt efter indånding af potentielt dødelige doser af et par timer. Der er tegn på, at langvarig udsættelse for NO2 ved koncentrationer over 40-100 mg / m kan nedsætte lungefunktionen og øge risikoen for respiratoriske symptomer. I undersøgelser af nogle forskere etableret en sammenhæng mellem koncentrationen af NO2 og vuggedød.

Nitrogendioxid dannet i de fleste forbrændingsprocesser hvor luft anvendes som oxidanten.

Ved forhøjede temperaturer, nitrogenet kombinerer med oxygen til dannelse af nitrogenoxid: O2 + N2 → 2NO, derefter NO oxideres i luft til dannelse dioxid O2 + 2NO → 2NO2:

1. Under normalt atmosfærisk koncentration er en meget langsom proces.

2. Den mest sandsynlige kilde til NO2 er forbrændingsmotorer, termiske kraftværker og, i mindre grad, papirmøller.

3. Gasvarmere og ovne er også kilder til denne oxid. Krævede nitrogen indføres til overskydende forbrændingsluft, som omdannes til nitrogenoxider ved høje temperaturer.

4. I husholdninger petroleumsvarmere og gasovne er også kilder NO2.

5. nitrogendioxid genereret ved atmosfærisk atomprøvesprængninger (rødlig farve paddehattesky).

6. Nogle landbrugsområder sin overflade koncentration kan nå op på 30 g / m.

7. NO2 er også produceres naturligt af torden, regn.