Азотен диоксид

Азотен диоксид при различни температури

Азотният диоксид е химично съединение с формула NO₂. Един от няколкото азотни оксиди. Азотният диоксид е основна съставка от азотната киселина, която се произвежда в тонове всяка година. Азотният диоксид е червеникаво-кафяв, токсичен газ с характерна остра миризма.

Получаване

Азотният диоксид обикновено се получава от окислението на азотния оксид – NO до NO₂ от кислорода във въздуха.

$2\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

В лабораторни условия азотен диоксид може да се получи чрез термично разпадане на диазотен пентаоксид – N₂O₅, който се получава чрез дехидратация на азотна киселина.

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5⟶4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Термичното разпадане на някои метални нитрати може да доведе до получаване на азотен диоксид.

$2\mathrm{P}\mathrm{b}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}+4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Реакции

При температура 150 °C, NO₂ се разлага с отделянето на кислород.

$2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Азотният диоксид хидролизира със диспропорциониране (тип ОРП) като дава азотна киселина HNO₃.

$3\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{N}\mathrm{O}+2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}$

Тази реакция е една отстъпките за промишленото производство на азотна киселина от амоняк. Азотната киселина се разпада с отделянето на азотен диоксид.

$4\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Безопасност и замърсяване

Азотният диоксид е токсичен при вдишване, но това може да се избегне, тъй като материалът е с остра и лесно откриваема миризма. Един потенциален източник на азотен диоксид е димящата азотна киселина, която спонтанно произвежда NO₂ над 0 °C. Симптомите на отравяне (белодбробен оток) са склонни да се появят до няколко часа след вдишване на ниска, но потенциално фатална доза.

Дългото излагане на NO₂ в концентрации над 40 – 100 μg/m³ причиняват неблагоприятни последици за здравето.

Азотният диоксид се образува в горните слоеве на атмосферата от реакция на азота с кислорода при висока температура.

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{O}$

Азотният оксид се окислява от кислорода във въздуха до азотен диоксид, въпреки че при нормални атмосферни концентрации това е много бавен процес.

$2\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Източници на азотен диоксид са: двигатели с вътрешно горене, топлоелектрически централи и в малки мащаби – промишлени центрове.