Dušikov dioksid

Kemijski element dušik s serijskim brojem 7 nalazi se u 5. skupini Mendelejevevog periodičkog sustava. Ovaj diatomički plin je inertan u normalnim uvjetima. U Zemljinoj atmosferi ima tri četvrtine. Element karakterizira sljedeće stupnjeve oksidacije: minus-3, minus-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. To je dio mnogih spojeva. Jedna je crvenkasto-smeđe otrovni plin (karakterizirana sposobnošću iritirati dišnih puteva, uzrokuje plućni edem kod visokih koncentracija), koji ima karakterističnu oštar, opor miris - je dušikov dioksid. Formula ima formu NO2. Molarna masa je 46.01 g / mol. Gustoća od 2,62 g / dm. Vrelište je 21 ° C. Kada se otopi u vodi, reagira s njom. Indeks refrakcije

Dušikov dioksid igra važnu ulogu u atmosferskoj kemiji, uključujući i stvaranje troposferskog ozona. Istodobno, to je glavni zagađivač zraka i međuprodukt u industrijskoj sintezi dušične kiseline, od kojih se milijun tona proizvede svake godine. Ovo je jedan od nekoliko dušični oksidi (binarni anorganski spojevi dušik s kisikom) s stupnjevima oksidacije:

• I-dušikov oksid N20;

• II - dušikov monoksid NO;

• III - diazotit trioksid N203;

• IV - dušikov dioksid NO2 i dinitrogen tetroksid N204;

• V-diazoten pentoksid N205;

• trinitramid N (N02) 3.

Dušikov dioksid lako se ukapava. On je teži od zraka. Pod normalnim uvjetima, NO2 se miješa (oko 1: 1) s bezbojnom tvari (dimerom) N2O4. Kemija NO2 je dobro proučena.

Reakcijom s vodom hidrolizira, nastale dvije kiseline dobiva se (i dušičnom dušična): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

U reakcijama s lužinama nastaju soli iste dvije kiseline: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H20.

To je jak oksidator, koji može oksidirati SO2 do SO3. Na toj imovini, metoda nitroze proizvodnja sumporne kiseline. U okruženju NO2, mnoge tvari, uključujući organsku spojevi, sumpor, ugljena i fosfora, spali.

Dušikov dioksid obično nastaje kao rezultat oksidacije dušikovog oksida kisikom zraka: O2 + 2NO → 2NO2

U laboratoriju se dobiva NO2 u dva koraka: dehidriranje dušične kiseline u diazoten pentoksid, koji se potom dekompozira termalnim sredstvima:

2HNO3 → N205 + H20,

2N2O5 → 4NO2 + 02.

Kao rezultat termičke razgradnje nitrata određenih metala, također je moguće dobiti NO2:

2Pb (N03) 2N4NO2 + 2PbO + 02.

Oksid se može formirati interakcijom dušične kiseline (koncentrirane) s metalima (na primjer bakar):

4HNO3 + Cu → 2NO2 + Cu (N03) 2 + 2H20.

Kada je dušična kiselina (koncentrirana) izložena kositru, pored dušikovog dioksida nastaje nastajanje sivkaste kiseline kao nusprodukt:

4HNO3 + Sn → H20 + H2Sn03 + 4N02.

U nekim izvorima, oksid N2O4 (IV) naziva se samo tetroksid dušika. Ali ovo je pogrešno ime, budući da je tvar dinitrogen tetroksid. NO2 postoji u ravnoteži s bezbojnim plinom N2O4: 2NO2harr-N2O4.

Budući da je ova ravnoteža egzotermna, ona se pomiče prema NO2 pri višim temperaturama i pri nižim temperaturama prema N2O4. Dimer prolazi u čvrsto stanje pri temperaturi od minus 11,2 ° C. Na temperaturi od 150 stupnjeva, N2O4 → 2NO2 se raspada, zatim 2NO2 → 2NO + 02.

Dušična kiselina polako oslobađa NO2, što daje karakterističnu žutu boju većini uzoraka ove kiseline:

4HNO3 → 4NO2 + 2H20 + 02.

Dušikov dioksid je lako detektirati mirisom čak i pri niskim koncentracijama, najbolje je izbjegavati udisanje njegovih para. Jedan potencijalni izvor NO2 je dimna dušična kiselina, koja oslobađa NO2 na temperaturama iznad 0 stupnjeva. Simptomi trovanja (plućni edem) obično se pojavljuju nakon udisanja potencijalno smrtonosnih doza u nekoliko sati. Postoji dokaz da dugotrajna izloženost NO2 u koncentracijama iznad 40-100 μg / msup3- može smanjiti funkciju pluća i povećati rizik od respiratornih simptoma. U istraživanjima nekih znanstvenika utvrđen je odnos koncentracije NO2 i sindroma iznenadne smrti dojenčadi.

U većini procesa sagorijevanja nastaje dušični dioksid, pri čemu se kao oksidacijski agens koristi zrak.

Na povišenoj temperaturi, dušik u kombinaciji s kisikom kako bi se dobilo dušikovog monoksida: O2 + N2 → 2NO, zatim NO oksidira na zraku da se dobije dioksid O2 + 2NO → 2NO2:

1. Pri normalnim atmosferskim koncentracijama to je vrlo spor proces.

2. Najvjerojatniji izvori NO2 su motori s unutarnjim sagorijevanjem, termoelektrane i, u manjoj mjeri, celulozne biljke.

3. Grijač plinova i peći također su izvor ovog oksida. Višak zraka koji je potreban za izgaranje unosi se dušikom koji se pri visokim temperatura pretvara u dušikove okside.

4. U kućanstvima kerozin grijača i grijači plina također su izvori NO2.

5. Dušikov dioksid se proizvodi u atmosferskim nuklearnim testovima (crvenkasta boja gljiva).

6. U nekim poljoprivrednim površinama, površinske koncentracije mogu doseći 30 μg / msup3-.

7. NO2 se prirodno proizvodi i od groma i kiše.