Kvävedioxid

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

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

I - dikväveoxid, N2O;

II - kvävemonoxid NO;
III - dikvävetrioxid, N2O3;
IV - kvävedioxid NO2 och dikvävetetroxid N2O4;
V - dikvävepentoxid N2O5;
trinitramid N (NO2) 3.

Kvävedioxid är lätt flytande.Det är tyngre än luft.Under normala förhållanden NO2 blandade (cirka 1: 1) med ett färglöst material (dess dimer) N2O4.Kemi NO2 väl studerad.

i kontakt med vatten hydrolyseras, vilket resulterar i bildning av två syra (lustgas och salpetersyra): 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3.

I reaktioner med alkalisalter bildas eftersom dessa två syror: 2NaOH + 2NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O.

Han är ett starkt oxidationsmedel som kan oxidera SO2 till SO3.Denna metod för dess egenskaper baserade lustgas svavelsyra.NO2 Bland många ämnen, inklusive organiska föreningar, svavel, kol och fosfor och bränna igen.

Kvävedioxid bildas vanligen genom oxidation av kväveoxid med luftens syre: O2 + 2NO → 2NO2

Laboratory NO2 tillverkas i två steg: uttorkning av salpetersyra till pentoxid dikväve, som sedan sönderdelas term:

2HNO3 → N2O5 +H2O,

2N2O5 → 4NO2 + O2.

ett resultat av termisk sönderdelning av nitraterna av vissa metaller kan också erhållas NO2:

2PB (NO3) 2 → 4NO2 + 2PbO + O2.

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

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

När de utsätts för salpetersyra (koncentrerad) tenn förutom kvävedioxid, tennsyra bildas som biprodukt:

4HNO3 → Sn + H2O + 4NO2 + H2SnO3.

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

Eftersom denna balans är exoterm är det förskjuts mot NO2 vid högre temperaturer och vid lägre - i riktning N2O4.Diemer går till fast form vid en temperatur på minus 11,2 ° C.Vid en temperatur av 150 grader kan utökas: N2O4 → 2NO2, sedan 2NO2 → 2NO + O2.

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

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2.

Kvävedioxid är lätt att upptäcka genom lukt även vid låga koncentrationer, bör inandning av ångor undvikas.En potentiell källa till NO2 är rykande salpetersyra, som fördelar NO2 vid temperaturer över 0 grader.Förgiftningssymptom (lungödem), vanligtvis visas efter inandning av potentiellt dödliga doser av ett par 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 upprättat en anslutning mellan koncentrationen av NO2 och plötslig spädbarnsdöd.

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

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

Under normalt atmosfär koncentrationen är en mycket långsam process.
De mest sannolika källorna till NO2 är förbränningsmotorer, värmekraftverk och, i mindre utsträckning, massafabriker.
gaspannor och spisar är också källor till denna oxid.Den nödvändiga förbränningsluft överskott introducerar kväve, som omvandlas vid förhöjda temperaturer till kväveoxider.
i hushållens fotogenvärmare och gasvärmare är också källor till NO2.
Kvävedioxid bildas vid atmosfär kärnvapenprov (rödaktig svampmoln).
I vissa landsbygdsområden kan nå ytkoncentrationer av 30 mg / m³.
NO2 också produceras naturligt av åska, regn.