Biossido di azoto

Elemento chimico azoto con numero di serie 75 è un gruppo del sistema periodico Mendeleev. Questo gas biatomico è inerte in condizioni normali. In atmosfera terrestre, che rappresenta i tre quarti. L'elemento caratterizzato dalle seguenti stati di ossidazione: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. È parte di molti composti. Uno è un gas tossico bruno-rossastro (caratterizzata dalla capacità di irritare le vie respiratorie, provocando edema polmonare ad alte concentrazioni), avente una caratteristica tagliente, odore pungente - è il biossido di azoto. La formula è NO2. Massa molare 46.01 g / mol. Densità 2.62 g / dm³. punto di ebollizione 21 ° C Quando disciolto in acqua reagisce con esso. L'indice di rifrazione di 1.449 (a 20 ° C).

Il biossido di azoto svolge un ruolo importante in chimicaatmosfera, anche nella formazione dell'ozono troposferico. Allo stesso tempo, è un importante inquinante atmosferico e un intermedio nella sintesi industriale dell'acido nitrico, milioni di tonnellate di cui vengono prodotti ogni anno. È uno dei numerosi ossidi di azoto (composti azotati inorganici binari con ossigeno) con gradi di ossidazione:

• I - ossido di azoto N2O;

• II - monossido di azoto NO;

• III - diazotite triossido N2O3;

• IV - biossido di azoto NO2 e tetrossido di dinitrogeno N2O4;

• V - diazotene pentossido N2O5;

• trinitramide N (NO2) 3.

Il biossido di azoto si liquefa facilmente. È più pesante dell'aria. In condizioni normali, l'NO2 viene miscelato (circa 1: 1) con una sostanza incolore (il suo dimero) N2O4. La chimica dell'NO2 è ben studiata.

Quando viene fatto reagire con l'acqua, si idrolizza dando luogo alla formazione di due acidi (azoto e azoto): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

Nelle reazioni con alcali si formano sali degli stessi due acidi: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

È un forte agente ossidante, capace diossidare SO2 in SO3. Questo metodo si basa sul metodo di produzione nitrosa di acido solforico. Nell'ambiente NO2 molte sostanze, inclusi composti organici, zolfo, carbone e fosforo, stanno bruciando.

Il biossido di azoto si forma solitamente a causa dell'ossidazione dell'ossido nitrico da parte dell'ossigeno dell'aria: O2 + 2NO → 2NO2

In laboratorio, l'NO2 si ottiene in due fasi: disidratazione dell'acido nitrico in pentossido di diazotene, che viene quindi decomposto con mezzi termici:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Come risultato della decomposizione termica dei nitrati di alcuni metalli, è anche possibile ottenere NO2:

2Pb (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

L'ossido può essere formato dall'interazione dell'acido nitrico (concentrato) con i metalli (ad esempio il rame):

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

Quando l'acido nitrico (concentrato) è esposto allo stagno, oltre al biossido di azoto, l'acido di stagno si forma come sottoprodotto:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

In alcune fonti viene chiamato l'ossido di N2O4 (IV)non diversamente dal tetrossido di azoto. Ma questo è un nome errato, poiché la sostanza è un biossido di carbonio del dinitrogeno. NO2 esiste in equilibrio con un gas incolore N2O4: 2NO2↔N2O4.

Poiché questo equilibrio è esotermico,quindi si sposta verso NO2 a temperature più elevate ea temperature più basse verso N2O4. Il dimero passa allo stato solido alla temperatura di meno 11,2 ° C. A una temperatura di 150 gradi, N2O4 → 2NO2 si decompone, quindi 2NO2 → 2NO + O2.

L'acido nitrico rilascia lentamente NO2, che dà un caratteristico colore giallo alla maggior parte dei campioni di questo acido:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Il diossido di azoto è facilmente rilevabile dall'odore anche quandobasse concentrazioni, l'inalazione dei suoi vapori dovrebbe essere evitata. Una potenziale fonte di NO2 è l'acido nitrico fumante, che rilascia NO2 a temperature superiori a 0 gradi. I sintomi di avvelenamento (edema polmonare) di solito compaiono dopo l'inalazione di dosi potenzialmente letali in poche ore. Esistono prove che l'esposizione a lungo termine a NO2 a concentrazioni superiori a 40-100 μg / m³ può ridurre la funzionalità polmonare e aumentare il rischio di sintomi respiratori. Negli studi di alcuni scienziati, è stata stabilita la relazione tra la concentrazione di NO2 e la sindrome della morte improvvisa del neonato.

Il biossido di azoto si forma nella maggior parte dei processi di combustione, dove l'aria è usata come agente ossidante.

A temperature elevate, l'azoto si combina con l'ossigeno per formare ossido nitrico: O2 + N2 → 2NO, allora NO viene ossidato in aria per formare biossido di O2 + 2NO → 2NO2:

1. A normali concentrazioni atmosferiche questo è un processo molto lento.

2. Le fonti più probabili di NO2 sono i motori a combustione interna, le centrali termiche e, in misura minore, gli impianti di cellulosa.

3. Riscaldatori a gas e fornaci sono anche fonti di questo ossido. L'aria in eccesso necessaria per la combustione viene introdotta dall'azoto, che a temperature elevate viene convertito in ossidi di azoto.

4. Nelle famiglie, i riscaldatori di cherosene e gli apparecchi di riscaldamento a gas sono anche fonti di NO2.

5. Il biossido di azoto viene prodotto in test nucleari atmosferici (il colore rossastro di una nube di funghi).

6. In alcune aree agricole, le sue concentrazioni superficiali possono raggiungere 30 μg / m³.

7. NO2 è anche prodotto naturalmente da tuoni e pioggia.

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