Nitrogen dioksida

Nitrogen unsur kimia dengan nombor atom 7 terletak 5 kumpulan sistem berkala Mendeleev. Ini gas dwiatom dalam keadaan normal cukup lengai. Dalam atmosfera Bumi, ia menyumbang tiga suku. Elemen dicirikan oleh pengoksidaan berikut: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Ia adalah sebahagian daripada banyak sebatian. Satu adalah gas toksik berwarna perang kemerahan (dicirikan oleh keupayaan untuk mengganggu saluran pernafasan, menyebabkan edema pulmonari pada kepekatan yang tinggi), mempunyai tajam, bau pedas ciri - adalah nitrogen dioksida. formula adalah NO2. Molar massa 46.01 g / mol. Ketumpatan 2.62 g / dm³. takat didih 21 ° C. Apabila dilarutkan dalam air bertindak balas dengannya. Indeks biasan 1,449 (pada 20 ° C).

Nitrogen dioksida memainkan peranan yang penting dalam kimia atmosfera, termasuk pembentukan ozon tropospheric. Pada masa yang sama, ia adalah satu pencemar udara utama dan perantaraan dalam sintesis perindustrian asid nitrik, yang dihasilkan berjuta-juta tan setiap tahun. Ini adalah salah satu daripada beberapa oksida nitrogen (binari sebatian bukan organik nitrogen dan oksigen) dengan pengoksidaan:

• I - N2O nitrogen oksida;

• II - NO nitrogen monoksida;

• III - dinitrogen trioksida N2O3;

• IV - NO2 nitrogen dioksida dan dinitrogen tetraoxide N2O4;

• V - pentoksida dinitrogen, N2O5;

• trinitramide N (NO2) 3.

Nitrogen dioksida mudah cecair. Beliau adalah lebih berat daripada udara. Di bawah keadaan biasa NO2 bercampur (lebih kurang 1: 1) untuk bahan tidak berwarna (dimer yang) N2O4. NO2 kimia difahami dengan baik.

Oleh tindak balas dengan air dihidrolisiskan, mengakibatkan dua yang terbentuk asid (nitrus dan nitrik): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

Dalam tindak balas dengan garam alkali terbentuk kerana kedua-dua asid: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Beliau adalah oksidan yang kuat mampu pengoksidaan SO2 ke SO3. Dalam kaedah ini ia adalah berdasarkan harta nitrus asid sulfurik. The NO2 sederhana banyak bahan-bahan, termasuk sebatian organik, sulfur, karbon dan fosforus, terbakar.

Nitrogen dioksida biasanya dihasilkan oleh pengoksidaan nitrogen oksida oksigen atmosfera: O2 + 2NO → 2NO2

Dalam makmal, NO2 disediakan dalam dua langkah: dehidrasi asid nitrik pentoksida dinitrogen, yang kemudian haba reput:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Hasil daripada penguraian terma beberapa nitrat logam juga mungkin NO2 bersedia:

2PB (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

oksida boleh dibentuk dengan memberi tindak balas asid nitrik (pekat) daripada logam (contohnya, tembaga):

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

Di bawah pengaruh asid nitrik (pekat) selain timah nitrogen dioksida, asid timah ditubuhkan sebagai produk oleh-a:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

Sesetengah sumber oksida N2O4 (IV) telah dirujuk sebagai nitrogen tetroxide. Tetapi ini adalah kesilapan nama, kerana bahan itu dinitrogen tetroxide. NO2 wujud dalam keseimbangan dengan N2O4 gas tidak berwarna: 2NO2↔N2O4.

Sejak keseimbangan ini adalah eksotermik, ia beralih ke tepi NO2 pada suhu yang lebih tinggi dan pada harga lebih rendah - ke arah N2O4. Deamer pas ke dalam keadaan pepejal pada suhu minus 11.2 ° C. Pada suhu 150 darjah terurai: N2O4 → 2NO2, kemudian 2NO2 → 2NO + O2.

Asid nitrik perlahan-lahan melepaskan NO2, yang memberikan warna kuning ciri majoriti sampel asid ini:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Nitrogen dioksida mudah dikesan oleh bau walaupun pada kepekatan yang rendah, penyedutan wap harus dielakkan. Satu sumber potensi NO2 adalah fuming asid nitrik yang memperuntukkan NO2 pada suhu melebihi 0 darjah. gejala keracunan (edema pulmonari) biasanya muncul selepas penyedutan dos berpotensi maut beberapa jam. Terdapat beberapa bukti bahawa pendedahan jangka panjang kepada NO2 pada kepekatan yang tinggi dari 40-100 mg / m³ boleh mengurangkan fungsi paru-paru dan meningkatkan risiko gejala pernafasan. Dalam kajian beberapa saintis ditubuhkan hubungan antara kepekatan NO2 dan sindrom kematian bayi secara mengejut.

Nitrogen dioksida yang terbentuk dalam proses pembakaran paling mana udara digunakan sebagai oksida.

Pada suhu tinggi, nitrogen bergabung dengan oksigen untuk membentuk oksida nitrik: O2 + N2 → 2NO, kemudian NO teroksida di udara untuk membentuk dioksida O2 + 2NO → 2NO2:

1. Di bawah kepekatan atmosfera normal adalah satu proses yang sangat perlahan.

2. Sumber yang paling mungkin NO2 adalah enjin pembakaran dalaman, loji kuasa haba dan, sedikit sebanyak, kilang pulpa.

3. pemanas gas dan relau juga merupakan sumber oksida ini. nitrogen diperlukan diperkenalkan kepada lebihan udara pembakaran, yang ditukar kepada oksida nitrogen pada suhu tinggi.

4. Dalam isi rumah Pemanas tanah dan pemanas gas juga sumber NO2.

5. nitrogen dioksida pada ujian nuklear atmosfera (warna merah cendawan awan).

6. Sesetengah kawasan pertanian kepekatan permukaannya boleh mencapai 30 g / m³.

7. NO2 juga secara semulajadi yang dihasilkan oleh guruh, hujan.