Оксид азота(IV)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Оксид азота(IV)
Оксид азота(IV)
Оксид азота(IV)
Общие
Систематическое
наименование
Оксид азота(IV)
Хим. формула NO2
Физические свойства
Состояние бурый газ или желтоватая жидкость
Молярная масса 46,0055 г/моль
Плотность г. 2,0527 г/л
ж. 1,4910г/см³
тв. 1,536 г/см³
Термические свойства
Т. плав. -11,2 °C
Т. кип. 21,1 °C
Энтальпия образования 33,10 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 10102-44-0
PubChem 3032552
SMILES
ChemSpider 2297499
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.
Бурый газ

Оксид азота (IV) (диоксид азота) NO2 — газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом или желтоватая жидкость.

В обычном состоянии NO2 существует в равновесии со своим димером N2O4. Склонность к его образованию объясняется наличием в молекуле NO2 неспаренного электрона. При температуре 140 °C диоксид азота состоит только из молекул NO2, он очень тёмного, почти чёрного цвета. В точке кипения NO2 представляет собой желтоватую жидкость, содержащую около 0,1 % NO2. При температуре ниже 21°С — это бесцветная жидкость (или желтоватая из-за примеси мономера). При температуре ниже −12 °C белые кристаллы состоят только из молекул N2O4.

Получение[править | править исходный текст]

В лаборатории NO2 обычно получают воздействием концентрированной азотной кислотой на медь:

\mathsf{Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O}

Также его можно получить термическим разложением нитрата свинца, однако при проведении реакции следует соблюдать осторожность:

\mathsf{2Pb(NO_3)_2 \rightarrow 2PbO + 4NO_2\uparrow + O_2\uparrow}

Химические свойства[править | править исходный текст]

Кислотный оксид. NO2 отличается высокой химической активностью. Он взаимодействует с неметаллами (фосфор, сера и углерод горят в нём). В этих реакциях NO2 — окислитель:

\mathsf{2NO_2 + 2C \rightarrow 2CO_2 + N_2}
\mathsf{10NO_2 + 8P \rightarrow 4P_2O_5 + 5N_2}

Окисляет SO2 в SO3 — на этой реакции основан нитрозный метод получения серной кислоты:

\mathsf{SO_2 + NO_2 \rightarrow SO_3 + NO}

При растворении оксида азота(IV) в воде образуются азотная и азотистая кислоты (реакция диспропорционирования):

\mathsf{2NO_2 + H_2O \rightarrow HNO_3 + HNO_2}


Поскольку азотистая кислота неустойчива, при растворении NO2 в тёплой воде образуются HNO3 и NO:

\mathsf{3NO_2 + H_2O \rightarrow 2HNO_3 + NO \uparrow}

Если растворение проводить в избытке кислорода, образуется только азотная кислота (NO2 проявляет свойства восстановителя):

\mathsf{4NO_2 + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4HNO_3}

При растворении NO2 в щелочах образуются как нитраты, так и нитриты:

\mathsf{2NO_2 + 2KOH \rightarrow KNO_3 + KNO_2 + H_2O}

Жидкий NO2 применяется для получения безводных нитратов:

\mathsf{Zn + 2N_2O_4 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO}

Применение[править | править исходный текст]

В производстве серной и азотной кислот, в качестве окислителя в жидком ракетном топливе и смесевых взрывчатых веществах.

Физиологическое действие[править | править исходный текст]

Оксид азота (IV) высокотоксичен. Даже в небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает отёк лёгких.

«Лисий хвост»[править | править исходный текст]

На фото справа — «лисий хвост» на Нижнетагильском металлургическом комбинате

«Лисий хвост» — жаргонное название выбросов в атмосферу оксидов азота на химических предприятиях (иногда — из выхлопных труб автомобилей). Название происходит от оранжево-бурого цвета диоксида азота. При низких температурах диоксид азота димеризуется и становится бесцветным. В летний сезон «лисьи хвосты» наиболее заметны, так как в выбросах возрастает концентрация мономерной формы.

Вредное воздействие[править | править исходный текст]

Оксиды азота, улетучивающиеся в атмосферу, представляют серьёзную опасность для экологической ситуации, так как способны вызывать кислотные дожди, а также сами по себе являются токсичными веществами, вызывающими раздражение слизистых оболочек.

Двуокись азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

В специальной литературе также указывается на то, что воздействие на организм человека диоксида азота снижает сопротивляемость к заболеваниям, вызывает кислородное голодание тканей, особенно у детей. Усиливает действие канцерогенных веществ, способствуя возникновению злокачественных новообразований.

Образующаяся в результате взаимодействия диоксида азота с водой азотная кислота является сильным коррозионным агентом.

Литература[править | править исходный текст]

  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.


Оксиды азота
Оксид азота(I) Оксид азота(I) (N2O) Оксид азота(II) Оксид азота(II) (NO)
Оксид азота(III) Оксид азота(III) (N2O3) Оксид азота(IV) Оксид азота(IV) (NO2) Оксид азота(V) Оксид азота(V) (N2O5)