Kvävedioxid

Kväve grundämne med atomnummer 7 belägen 5 grupp med Mendeleev periodiska systemet. Denna diatomic gas under normala förhållanden tillräckligt inert. I jordens atmosfär, står det för tre fjärdedelar. Elementet kännetecknat av följande oxidationstillstånd: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Det är en del av många föreningar. En är en rödbrun giftig gas (kännetecknas av förmågan att irritera luftvägarna, vilket orsakar lungödem vid höga koncentrationer), med en karakteristisk skarp, stickande lukt - är kvävedioxid. Formeln är NO2. Molekylvikt 46,01 g / mol. Densitet 2,62 g / dm ^. Kokpunkt 21 ° C. Vid upplösning i vatten reagerar med den. Brytningsindex för 1,449 (vid 20 ° C).

Kvävedioxid spelar en viktig roll i atmosfärisk kemi, inklusive bildandet av marknära ozon. Samtidigt, är det en stor luftförorening och mellanprodukt vid industriell syntes av salpetersyra, som produceras miljontals ton varje år. Detta är en av flera kväveoxider (binära oorganiska föreningar av kväve och syre) med oxidation:

• I - N2O kväveoxid;

• II - NR kvävemonoxid;

• III - dikvävetrioxid N2O3;

• IV - NO2 kvävedioxid och dikvävetetraoxid N2O4;

• V - dikvävepentoxid, N2O5;

• trinitramide N (NO2) 3.

Kvävedioxid lätt flytande. Han är tyngre än luft. Under normala förhållanden NO2 blandas (ca 1: 1) till färglös substans (dess dimer) N2O4. NO2 kemi är väl förstått.

Genom reaktion med vatten hydrolyseras, den erhållna två bildade syra (salpetersyrlighet och salpetersyra): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

I reaktioner med alkalisalter är utformade som dessa två syror: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Han är en stark oxidant kan oxidera SO2 till SO3. I denna metod det är baserat egendom salpetersyrlighet svavelsyra. De mediet NO2 många ämnen, däribland organiska föreningar, svavel, kol och fosfor, bränna.

Kvävedioxid framställs i allmänhet genom oxidation av kväveoxid atmosfäriskt syre: O2 + 2NO → 2NO2

I laboratoriet framställd NO2 i två steg: dehydratisering av salpetersyra till dikvävepentoxid, som därefter sönderdelas termiskt:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Som en följd av termisk sönderdelning av vissa metallnitrater kan också vara beredda NO2:

2PB (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Oxiden kan bildas genom omsättning av salpetersyra (koncentrerad) från metall (t ex koppar):

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

Under inverkan av salpetersyra (koncentrerad) tenn förutom kvävedioxid, tenn syra som bildas som en biprodukt:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

Vissa källor oxid N2O4 (IV) benämndes kvävetetroxid. Men detta är en missvisande, eftersom ämnet är dikvävetetroxid. NO2 existerar i jämvikt med färglös gas N2O4: 2NO2↔N2O4.

Eftersom denna balans är exoterm, är det flyttas till sidan av NO2 vid högre temperaturer och vid lägre - mot N2O4. Deamer passerar in i fast tillstånd vid en temperatur av minus 11,2 ° C Vid en temperatur på 150 grader sönderdelas: N2O4 → 2NO2, sedan 2NO2 → 2NO + O2.

Salpetersyra långsamt frisätter NO2, som ger den karaktäristiska gula färgen hos de flesta av de prover av denna syra:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Kvävedioxid lätt detekteras genom lukt även vid låga koncentrationer, bör inandning av ångan undvikas. En potentiell källa till NO2 är rykande salpetersyra som fördelar NO2 vid temperaturer över 0 grader. förgiftning symptom (lungödem) åter vanligtvis efter inandning av potentiellt dödliga doser av några timmar. Det finns vissa belägg för att långvarig exponering för NO2 vid koncentrationer över 40-100 mg / m³ kan minska lungfunktion och ökar risken för luftvägssymptom. I studier av vissa forskare etablerade en koppling mellan koncentrationen av NO2 och plötslig spädbarnsdöd.

Kvävedioxid bildas i de flesta förbränningsprocesser, där luft används som oxidationsmedel.

Vid förhöjda temperaturer, kvävet kombineras med syre för att bilda kväveoxid: O2 + N2 → 2NO, då NO oxideras i luft för att bilda dioxiden O2 + 2NO → 2NO2:

1. Under normalt atmosfär koncentration är en mycket långsam process.

2. Den mest sannolika källan till NO2 är förbränningsmotorer, värmekraftverk och, i mindre utsträckning, massafabriker.

3. Gas värmare och ugnar är också källor för denna oxid. Krävs kväve införes till överskott av förbränningsluft, som omvandlas till kväveoxider vid höga temperaturer.

4. I hushåll fotogenvärmare och gasvärmare är också källor till NO2.

5. kvävedioxid genereras vid atmosfärs nuclear testning (rödaktig färg svampmoln).

6. Vissa jordbruksområden av dess ytkoncentrationer kan nå 30 g / m ^.

7. NO2 är också naturligt producerad av åska, regn.