Dušikov dioksid

Kemijski element dušika sa serijskim brojem 7nalazi se u 5. skupini Mendelejevevog periodičkog sustava. Ovaj diatomički plin je inertan u normalnim uvjetima. U Zemljinoj atmosferi ima tri četvrtine. Element naznačen slijedećim stupnjevima oksidacije: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 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 je 2,62 g / dm3. Vrelište je 21 ° C. Kada se otopi u vodi, reagira s njom. Indeks loma je 1.449 (pri 20 ° C).

Dušikov dioksid igra važnu ulogu u kemijiatmosfera, 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. To je jedan od nekoliko dušikovih oksida (binarni anorganski dušikovi spojevi 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 miješaju (približno 1: 1) do bezbojne tvari (dimer) N2O4. Kemija NO2 je dobro proučena.

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

U reakcije s alkalnih soli oblikovane kao ove dvije kiseline: 2 NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

To je jaka oksidirajuća tvar, sposobna zaoksidiraju SO2 do SO3. Ova metoda temelji se na metodi dušične proizvodnje sumporne kiseline. U okolišu NO2 mnoge tvari, uključujući organske spojeve, sumpor, ugljen i fosfor, gori.

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.

Pod utjecajem dušične kiseline (koncentrirana) kositar Uz dušikov dioksid, kositreni kiselina oblikovan kao produkta-:

4HNO3 + Sn → H20 + H2Sn03 + 4N02.

U nekim izvorima se naziva oksid N2O4 (IV)nije drugačije od dušikovog tetroksida. Ali ovo je pogrešno ime, budući da je tvar dinitrogen tetroksid. NO2 postoji u ravnoteži s bezbojnim plinom N2O4: 2NO2↔N2O4.

Budući da je ova ravnoteža egzotermna,zatim 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 otkriti mirisom čak i kadaniske koncentracije, treba izbjegavati inhalaciju njegove pare. 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 / m3 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 povišenim temperaturama, dušik se kombinira s kisikom za stvaranje dušikovog oksida: O2 + N2 → 2NO, tada se NO se oksidira u zraku da nastane dioksid O2 + 2NO → 2NO2:

Pri normalnim atmosferskim koncentracijama to je vrlo spor proces.
Najvjerojatniji izvor NO2 su motori s unutarnjim izgaranjem, termoelektrane i, u manjoj mjeri, pulpe mlinovi.
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.
U kućanstvima, grijači kerozin i grijači plinova i izvori NO2.
Dušikov dioksid se proizvodi u atmosferskim nuklearnim testovima (crvenkasta boja gljiva).
U nekim poljoprivrednim površinama, površinske koncentracije mogu doseći 30 μg / m³.
NO2 se prirodno proizvodi i od groma i kiše.