Stickstoffdioxid

Stickstoff chemisches Element mit der Ordnungszahl 7 liegt 5-Gruppe des Periodensystems Mendelejew. Dieses zweiatomiges Gas unter Normalbedingungen ausreichend inert. In der Atmosphäre der Erde, macht es für drei Viertel. Das Element durch folgende Oxidationsstufen gekennzeichnet: -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5. Es ist ein Teil von vielen Verbindungen. Eine ist ein rotbraunes toxisches Gas (gekennzeichnet durch die Fähigkeit, den Atmungstrakt zu reizen, Lungenödem verursacht bei hohen Konzentrationen), einen charakteristischen scharfen, stechenden Geruch aufweisen – ist Stickstoffdioxid. Die Formel ist NO2. Molare Masse 46,01 g / mol. Dichte 2,62 g / dm³. Siedepunkt 21 ° C Wenn in Wasser gelöst, reagiert mit ihm. Der Brechungsindex von 1,449 (bei 20 ° C).

Stickstoffdioxid spielt eine wichtige Rolle in der Atmosphärenchemie, einschließlich der Bildung von Ozon in der Troposphäre. Gleichzeitig ist es ein wichtiger Luftschadstoff und Zwischenprodukt bei der industriellen Synthese von Salpetersäure, die Millionen Tonnen pro Jahr produziert werden. Dies ist eine von mehreren Stickstoffoxiden (binary anorganischer Verbindungen von Stickstoff und Sauerstoff) mit Oxidation:

I – N2O Stickstoffoxid;
II – NO Stickstoffmonoxid;
III – Distickstofftrioxid N2O3;
IV – NO2 Stickstoffdioxid und Distickstofftetroxid N2O4;
V – Distickstoffpentoxid, N2O5;
Trinitramid N (NO2) 3.

Stickstoffdioxid ist leicht verflüssigt. Er ist schwerer als Luft. Unter normalen Bedingungen gemischt NO2 (ca. 1: 1), um farblose Substanz (dessen Dimer) N2O4. NO2 Chemie gut bekannt ist.

Durch Reaktion mit Wasser hydrolysiert wird, die entstehende zwei gebildete Säure (salpetrige und Salpetersäure): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

Bei Reaktionen mit Alkalisalzen werden, da diese beiden Säuren gebildet: 2 NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Er ist ein starkes Oxidationsmittel oxidieren vermag SO2 zu SO3. In diesem Verfahren ist es auf Basis Eigenschaft salpetrige Schwefelsäure. Die mittlere NO2 viele Substanzen, einschließlich organischen Verbindungen, Schwefel, Kohlenstoff und Phosphor, zu verbrennen.

O2 + 2NO → 2NO2: Stickstoffdioxid durch Oxidation von Stickstoffoxid Luftsauerstoff allgemeinen hergestellt

Im Labor vorbereitet NO2 in zwei Schritten: Dehydratisierung von Salpetersäure zu Distickstoffpentoxid, die dann thermisch zerlegt wird:

2HNO3 → N2O5 + H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Als Folge der thermischen Zersetzung von einigen Metallnitrate auch bereit, NO2 sein kann:

2Pb (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

Das Oxid kann durch Umsetzung von Salpetersäure (konzentrierte) aus Metallen (z.B. Kupfer) gebildet werden:

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

Unter dem Einfluss von Salpetersäure (konzentriertem) zinn zusätzlich zu Stickstoffdioxid, Zinn Säure als Nebenprodukt gebildet wird:

4HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4NO2.

Einige Quellen Oxid N2O4 (IV) wurde als Stickstofftetroxid bezeichnet. Aber das ist eine falsche Bezeichnung, da die Substanz Distickstofftetroxid ist. NO2 existiert im Gleichgewicht mit dem farblosen Gas N2O4: 2NO2↔N2O4.

Da dieses Gleichgewicht exotherm ist, wird es bei höheren Temperaturen auf der Seite des NO2 verschoben und bei niedrigeren – Richtung N2O4. Deamer gelangt in den festen Zustand bei einer Temperatur von minus 11,2 ° C Bei einer Temperatur von 150 Grad zersetzt: N2O4 → 2NO2, 2NO2 → 2NO + O2 dann.

Salpetersäure wird langsam freisetzt NO2, die die charakteristische gelbe Farbe der Mehrheit der Proben dieser Säure ergibt:

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Stickstoffdioxid leicht durch Geruch selbst bei niedrigeren Konzentrationen festgestellt wird, die Inhalation des Dampfes vermieden werden sollte. Eine potentielle Quelle von NO2 wird rauchender Salpetersäure, die NO2 bei Temperaturen oberhalb von 0 Grad zuordnet. Vergiftungserscheinungen (Lungenödem) treten in der Regel nach der Inhalation von potenziell tödlichen Dosen von ein paar Stunden. Es gibt einige Hinweise, dass langfristige Exposition gegenüber NO2 bei Konzentrationen oberhalb von 40 bis 100 mg / m³ Lungenfunktion verringern und das Risiko von Atemwegserkrankungen erhöhen. In Studien von einigen Wissenschaftlern wurde einen Zusammenhang zwischen der Konzentration von NO 2 und plötzlichem Kindstod.

Stickstoffdioxid in den meisten Verbrennungsprozessen gebildet, wo Luft als Oxidationsmittel verwendet wird.

Bei erhöhten Temperaturen der Stickstoff mit Sauerstoff verbindet Stickstoffoxid zu bilden: O 2 + N 2 → 2NO, dann wird NO in Luft oxidiert dioxid zur Bildung O2 + 2NO → 2NO2:

Unter normalen atmosphärischen Konzentration ist ein sehr langsamer Prozess.
Die wahrscheinlichste Quelle von NO2 sind Brennkraftmaschinen, Wärmekraftwerke und, in geringerem Maße, Zellstofffabriken.
Gas-Heizungen und Öfen sind auch Quellen dieses Oxids. Erforderlicher Stickstoff wird, um überschüssige Verbrennungsluft eingeführt, die Stickoxide bei hohen Temperaturen umgesetzt wird.
In Haushalten Kerosinheizungen und Gasheizungen auch Quellen von NO2.
Stickstoffdioxid bei atmosphärischer Kernprüfung (rötliche Farbe Atompilz) erzeugt wird.
Einige landwirtschaftliche Flächen ihrer Oberflächenkonzentrationen können bis zu 30 g / m³ erreichen.
NO2 ist natürlich auch durch Donner erzeugt, regen.