Stikstofdioxide

Chemisch element stikstof met serienummer 7bevindt zich in de 5e groep van het periodieke systeem Mendeleyev. Dit diatomische gas is inert onder normale omstandigheden. In de atmosfeer van de aarde is dit driekwart. Het element wordt gekenmerkt door de volgende graden van oxidatie: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Het is een onderdeel van veel verbindingen. Een daarvan is een roodbruin giftig gas (gekenmerkt door het vermogen om de luchtwegen veroorzaken, waardoor longoedeem bij hoge concentraties), met een kenmerkende scherpe, scherpe geur - is stikstofdioxide. De formule heeft de vorm NO2. De molmassa is 46,01 g / mol. De dichtheid is 2,62 g / dm3. Het kookpunt is 21 ° C. Wanneer het wordt opgelost in water, reageert het ermee. De brekingsindex is 1449 (bij 20 ° C).

Stikstofdioxide speelt een belangrijke rol in de chemiede atmosfeer, waaronder de vorming van troposferische ozon. Tegelijkertijd is een grote luchtverontreiniging en tussenproduct bij de industriële bereiding van salpeterzuur, geproduceerd miljoenen tonnen per jaar. Dit is een van de stikstofoxiden (binaire anorganische stikstofverbinding met zuurstof) met oxidatie:

I - distikstofoxide N2O;
II - stikstofmonoxide NO;
III - diazotiettrioxide N2O3;
IV - stikstofdioxide NO2 en distikstoftetroxide N2O4;
V - diazotene pentoxide N2O5;
trinitramide N (NO2) 3.

Stikstofdioxide kan gemakkelijk vloeibaar worden. Hij is zwaarder dan lucht. Onder normale omstandigheden wordt NO2 gemengd (ongeveer 1: 1) met een kleurloze substantie (zijn dimeer) N2O4. Chemie van NO2 is goed bestudeerd.

Bij reactie met water hydrolyseert het, wat resulteert in de vorming van twee zuren (stikstof en stikstof): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

In reacties met alkaliën worden zouten van dezelfde twee zuren gevormd: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaN03 + H20.

Het is een sterk oxidatiemiddel, geschikt vooroxideer SO2 tot SO3. Deze methode is gebaseerd op de methode van nitreuze productie van zwavelzuur. In de NO2-omgeving branden veel stoffen, waaronder organische verbindingen, zwavel, kolen en fosfor.

Stikstofdioxide wordt meestal gevormd als gevolg van de oxidatie van stikstofoxide door zuurstof uit de lucht: O2 + 2NO → 2NO2

In het laboratorium wordt NO2 in twee stappen verkregen: dehydratatie van salpeterzuur tot diazoteenpentoxide, dat vervolgens wordt ontleed met thermische middelen:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Als gevolg van de thermische afbraak van nitraten van bepaalde metalen is het ook mogelijk om NO2 te verkrijgen:

2Pb (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Oxide kan worden gevormd door de interactie van salpeterzuur (geconcentreerd) met metalen (bijvoorbeeld koper):

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

Wanneer salpeterzuur (geconcentreerd) wordt blootgesteld aan tin, wordt naast stikstofdioxide tinzuur gevormd als bijproduct:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

In sommige bronnen wordt het oxide van N2O4 (IV) genoemdniet anders dan stikstoftetroxide. Maar dit is een verkeerde naam, omdat de stof een distikstofstoftroxide is. NO2 bestaat in evenwicht met een kleurloos gas N2O4: 2NO2↔N2O4.

Aangezien dit evenwicht exotherm is,dan verschuift het naar NO2 bij hogere temperaturen en bij lagere temperaturen - naar N2O4. Het dimeer gaat in een vaste toestand over bij een temperatuur van minus 11,2 ° C. Bij een temperatuur van 150 graden ontleedt N2O4 → 2NO2, vervolgens 2NO2 → 2NO + O2.

Salpeterzuur geeft NO2 langzaam af, wat de meeste monsters van dit zuur een karakteristieke gele kleur geeft:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Stikstofdioxide is gemakkelijk te detecteren door geur, zelfs wanneerlage concentraties, moet het inademen van de dampen worden vermeden. Een potentiële bron van NO2 is rokend salpeterzuur, dat NO2 afgeeft bij temperaturen boven 0 graden. Symptomen van vergiftiging (longoedeem) verschijnen meestal na het inhaleren van potentieel dodelijke doses in enkele uren. Er zijn aanwijzingen dat langdurige blootstelling aan NO2 bij concentraties van meer dan 40-100 μg / m³ de longfunctie kan verminderen en het risico op luchtwegklachten kan verhogen. In studies van sommige wetenschappers is de relatie tussen de concentratie van NO2 en het syndroom van wiegendood vastgesteld.

Stikstofdioxide wordt gevormd in de meeste verbrandingsprocessen, waarbij lucht wordt gebruikt als een oxidatiemiddel.

Bij verhoogde temperaturen, stikstof met zuurstof tot stikstofoxide: O2 + N2 → 2NO dan NO wordt geoxideerd in lucht dioxide O2 + 2NO → 2NO2 vormen:

Bij normale atmosferische concentraties is dit een zeer langzaam proces.
De meest waarschijnlijke bronnen van NO2 zijn verbrandingsmotoren, thermische centrales en, in mindere mate, cellulose-installaties.
Gasverwarmers en ovens zijn ook bronnen van dit oxide. De overtollige lucht die nodig is voor verbranding wordt ingebracht door stikstof, die bij hoge temperaturen wordt omgezet in stikstofoxiden.
In huishoudens zijn kerosineverwarmers en gasverwarmers ook bronnen van NO2.
Stikstofdioxide wordt geproduceerd in atmosferische kernproeven (de roodachtige kleur van een paddestoelwolk).
In sommige landbouwgebieden kunnen de oppervlakteconcentraties 30 μg / m³ bedragen.
NO2 wordt ook natuurlijk geproduceerd door donder en regen.