Дыяксід азоту

Хімічны элемент азот з парадкавым нумарам 7 размешчаны ў 5 групе перыядычнай сістэмы Мендзялеева. Гэты двухатомный газ пры нармальных умовах досыць інэртны. У зямной атмасферы на яго долю прыпадае тры чвэрці. Элемент характарызуецца наступнымі ступенямі акіслення: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Ён уваходзіць у склад шматлікіх злучэнняў. Адным з іх з'яўляецца чырванавата-карычневы атрутны газ (адрозніваецца здольнасцю раздражняць дыхальныя шляхі, выклікае ацёк лёгкіх пры вялікіх канцэнтрацыях), які мае характэрны рэзкі, з'едлівы пах - гэта дыяксід азоту. Формула мае выгляд NO2. Малярная маса 46,01 г / моль. Шчыльнасць 2,62 г / дм³. Тэмпература кіпення 21 ° C. Пры растварэнні ў вадзе рэагуе з ёй. Паказчык праламлення 1,449 (пры 20 ° C).

Дыяксід азоту гуляе важную ролю ў хіміі атмасферы, у тым ліку ў фарміраванні трапасфернай азону. Адначасова ён з'яўляецца буйным забруджвальнікам паветра і прамежкавым прадуктам у прамысловым сінтэзе азотнай кіслаты, мільёны тон якой вырабляюцца кожны год. Гэта адзін з некалькіх аксідаў азоту (бінарныя неарганічныя злучэнні азоту з кіслародам) са ступенямі акіслення:

• I - закіс азоту N2O;

• II - монааксід азоту NO;

• III - триоксид диазота N2O3;

• IV - дыяксід азоту NO2 і тетраоксид диазота N2O4;

• V - пентаоксид диазота N2O5;

• тринитрамид N (NO2) 3.

Дыяксід азоту лёгка звадкоўваюцца. Ён цяжэй паветра. Пры нармальных умовах NO2 змяшаны (прыкладна, 1: 1) з бескаляровым рэчывам (сваім дымеры) N2O4. Хімія NO2 добра вывучана.

Пры ўзаемадзеянні з вадой гідроліз, у выніку ўтворацца дзве кіслаты (азоцістыя і азотная): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

У рэакцыях са шчолачамі утвараюцца солі гэтых жа двух кіслот: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Ён з'яўляецца моцным акісляльнікам, здольны акісляць SO2 да SO3. На гэтым яго ўласцівасці заснаваны метад нитрозного атрымання сернай кіслаты. У асяроддзі NO2 шматлікія рэчывы, уключаючы арганічныя злучэнні, серу, вугаль і фосфар, гараць.

Дыяксід азоту звычайна ўтвараецца ў выніку акіслення аксіду азоту кіслародам паветра: O2 + 2NO → 2NO2

У лабараторыі NO2 атрымліваюць у два этапы: дэгідратаціі азотнай кіслаты да пентаоксида диазота, які затым раскладаюць тэрмічным шляхам:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

У выніку тэрмічнага раскладання нітратаў некаторых металаў таксама можна атрымаць NO2:

2Pb (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Вокісел можа ўтварацца пры ўзаемадзеянні азотнай кіслаты (канцэнтраванай) з металамі (напрыклад, меддзю):

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

Пры ўздзеянні азотнай кіслаты (канцэнтраванай) на волава, акрамя дыяксіду азоту, утворыцца алавяная кіслата ў якасці пабочнага прадукту:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

У некаторых крыніцах вокісел N2O4 (IV) называюць не інакш, як тетраоксид азоту. Але гэта няправільнае назву, так як рэчыва з'яўляецца тетраоксидом диазота. NO2 існуе ў раўнавазе з бескаляровым газам N2O4: 2NO2↔N2O4.

Бо гэта раўнавагу з'яўляецца экзотермическим, то яно зрушваецца ў бок NO2 пры больш высокіх тэмпературах, а пры больш нізкіх - у бок N2O4. Дымеры пераходзіць у цвёрдае стан пры тэмпературы мінус 11,2 оС. Пры тэмпературы 150 градусаў раскладаецца: N2O4 → 2NO2, затым 2NO2 → 2NO + O2.

Азотная кіслата павольна вылучае NO2, які надае характэрны жоўты колер большасці узораў гэтай кіслаты:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Дыяксід азоту лёгка выявіць па паху ўжо пры нізкіх канцэнтрацыях, удыхання яго пар лепш пазбягаць. Адным з патэнцыйных крыніц NO2 з'яўляецца дымячая азотная кіслата, якая вылучае NO2 пры тэмпературах вышэй за 0 градусаў. Сімптомы атручвання (ацёк лёгкіх), як правіла, з'яўляюцца пасля удыхання патэнцыйна смяротных доз праз некалькі гадзін. Існуе шэраг доказаў, што доўгатэрміновае ўздзеянне NO2 пры канцэнтрацыях вышэй 40-100 мкг / м³ можа знізіць функцыю лёгкіх і павялічыць рызыку рэспіраторных сімптомаў. У даследаваннях некаторых вучоных ўстаноўлена сувязь паміж канцэнтрацыяй NO2 і сіндромам раптоўнай дзіцячай смерці.

Дыяксід азоту утвараецца ў большасці працэсаў гарэння, дзе выкарыстоўваецца паветра ў якасці акісляльніка.

Пры падвышаных тэмпературах азот злучаецца з кіслародам з адукацыяй аксіду азоту: O2 + N2 → 2NO, затым NO акісляецца на паветры з адукацыяй дыяксіду O2 + 2NO → 2NO2:

1. Пры нармальных атмасферных канцэнтрацый гэта вельмі павольны працэс.

2. Найбольш верагодным крыніцамі NO2 з'яўляюцца рухавікі ўнутранага згарання, цеплавыя электрастанцыі і, у меншай ступені, цэлюлозныя заводы.

3. Газавыя абагравальнікі і печы з'яўляюцца таксама крыніцамі гэтага вокісла. Неабходны для гарэння лішак паветра ўносіць азот, які пры высокіх тэмпературах пераўтворыцца ў аксіды азоту.

4. У хатніх гаспадарках газавыя абагравальнікі і газавыя абагравальнікі з'яўляюцца таксама крыніцамі NO2.

5. Дыяксід азоту выпрацоўваецца пры атмасферных ядзерных выпрабаваннях (чырвоны колер грыбападобныя воблака).

6. У некаторых сельскагаспадарчых раёнах яго прыземным канцэнтрацыі могуць дасягаць 30 мкг / м³.

7. NO2 таксама натуральным чынам выпрацоўваецца пры навальніцы, дажджы.