Диоксид азота
Хим элемент азот с порядковым номером 7 размещен в 5 группе повторяющейся системы Менделеева. Этот двухатомный газ при обычных критериях довольно инертен. В земной атмосфере на его долю приходится три четверти. Элемент характеризуется последующими степенями окисления: −3, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Он заходит в состав многих соединений. Одним из их является красновато-коричневый ядовитый газ (отличается способностью раздражать дыхательные пути, вызывает отек легких при огромных концентрациях), имеющий соответствующий резкий, едкий запах — это диоксид азота. Формула имеет вид NO2. Молярная масса 46,01 г/моль. Плотность 2,62 г/дм³. Температура кипения 21 °C. При растворении в воде реагирует с ней. Показатель преломления 1,449 (при 20 ° C).
Диоксид азота играет важную роль в химии атмосферы, в том числе в формировании тропосферного озона. Сразу он является большим загрязнителем воздуха и промежным продуктом в промышленном синтезе азотной кислоты, миллионы тонн которой выполняются каждый год. Это один из тех оксидов азота (бинарные неорганические соединения азота с кислородом) со степенями окисления:
-
I — закись азота N2O;
-
II — монооксид азота NO;
-
III — триоксид диазота N2O3;
-
IV — диоксид азота NO2 и тетраоксид диазота N2O4;
-
V — пентаоксид диазота N2O5;
-
тринитрамид N(NO2)3.
Диоксид азота просто сжижается. Он тяжелее воздуха. При обычных критериях NO2 смешан (приблизительно, 1:1) с тусклым веществом (своим димером) N2O4. Химия NO2 отлично исследована.
При содействии с водой гидролизуется, в итоге образуются две кислоты (азотистая и азотная): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.
В реакциях со щелочами образуются соли этих же 2-ух кислот: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.
Он является сильным окислителем, способен окислять SO2 до SO3. На этом его свойстве основан способ нитрозного получения серной кислоты. В среде NO2 многие вещества, включая органические соединения, серу, уголь и фосфор, пылают.
Диоксид азота обычно появляется в итоге окисления оксида азота кислородом воздуха: O2 + 2NO → 2NO2
В лаборатории NO2 получают в два шага: дегидратацией азотной кислоты до пентаоксида диазота, который потом разлагают тепловым методом:
2HNO3 → N2O5 + H2O,
2N2O5 → 4NO2 + O2.
В итоге теплового разложения нитратов неких металлов также можно получить NO2:
2Pb(NO3)2 → 4NO2 + 2PbO + O2.
Окисел может создаваться при содействии азотной кислоты (концентрированной) с металлами (к примеру, медью):
4HNO3 + Cu → 2NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O.
При воздействии азотной кислоты (концентрированной) на олово, не считая диоксида азота, появляется оловянная кислота в качестве побочного продукта:
4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.
В неких источниках окисел N2O4(IV) именуют не по другому, как тетраоксид азота. Но это неверное заглавие, потому что вещество является тетраоксидом диазота. NO2 существует в равновесии с тусклым газом N2O4: 2NO2↔N2O4.
Потому что это равновесие является экзотермическим, то оно двигается в сторону NO2 при более больших температурах, а при более низких — в сторону N2O4. Димер перебегает в жесткое состояние при температуре минус 11,2 оС. При температуре 150 градусов разлагается: N2O4 → 2NO2, потом 2NO2 → 2NO + O2.
Азотная кислота медлительно выделяет NO2, который присваивает соответствующий желтоватый цвет большинству образцов этой кислоты:
4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.
Диоксид азота просто найти по запаху уже при низких концентрациях, вдыхания его паров лучше избегать. Одним из возможных источников NO2 является дымящая азотная кислота, которая выделяет NO2 при температурах выше 0 градусов. Симптомы отравления (отек легких), обычно, возникают после вдыхания потенциально смертельных доз через несколько часов. Существует ряд доказательств, что долгосрочное воздействие NO2 при концентрациях выше 40—100 мкг/м³ может понизить функцию легких и прирастить риск респираторных симптомов. В исследовательских работах неких ученых установлена связь меж концентрацией NO2 и синдромом неожиданной детской погибели.
Диоксид азота появляется в большинстве процессов горения, где употребляется воздух в качестве окислителя.
При завышенных температурах азот соединяется с кислородом с образованием оксида азота: O2 + N2 → 2NO, потом NO окисляется на воздухе с образованием диоксида O2 + 2NO → 2NO2:
-
При обычных атмосферных концентраций это очень неспешный процесс.
-
Более возможным источниками NO2 являются движки внутреннего сгорания, термические электростанции и, в наименьшей степени, целлюлозные фабрики.
-
Газовые обогреватели и печи являются также источниками этого окисла. Нужный для горения излишек воздуха заносит азот, который при больших температурах преобразуется в оксиды азота.
-
В домашних хозяйствах керосиновые обогреватели и газовые обогреватели являются также источниками NO2.
-
Диоксид азота вырабатывается при атмосферных ядерных испытаниях (красный цвет грибовидного облака).
-
В неких сельскохозяйственных районах его приземные концентрации способны достигать 30 мкг/м³.
-
NO2 также естественным образом вырабатывается при грозе, дождике.