Діоксид азоту

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Діоксид азоту NO2 і гемітетраоксид азоту N2O4 при звичайних умовах являють собою газову суміш бурого кольору з задушливим запахом. Ця суміш при 21,15°С згущується в ясно-жовту рідину, а при —11,2°С замерзає в безбарвну масу.

При —11,2°С і нижчій температурі існують лише безбарвні молекули гемітетраоксиду. При вищій температурі молекули N2O4 дисоціюють на молекули діоксиду азоту NO2 темно-бурого кольору. З підвищенням температури рівновага дисоціації дедалі зміщується в бік утворення діоксиду, а при 140°С настає повна дисоціація N2O4. При цій і вищій температурі існують лише молекули NO2. Таким чином, у температурному інтервалі від —11,2°С до + 140°С обидва оксиди перебувають у рівновазі один з одним. Цю рівновагу можна зобразити таким рівнянням:

  • N2O4 <=> 2NO2
     100%   <=>    100%
при —11,2°С       при +140°С

Зміщенням цієї рівноваги пояснюється те, що з підвищенням температури колір суміші стає темнішим, а при зниженні температури поступово ясніє до повного знебарвлення при температурі замерзання. Діоксид азоту, в свою чергу, вище 140°С теж починає розкладатися і при 600°С повністю перетворюється в монооксид азоту NO і кисень:

  • 2NO2 = 2NO + O2

Тому з підвищенням температури понад 140°С чорно-бурий колір газу поступово ясніє, а при 600°С газ стає безбарвним.

У лабораторних умовах діоксид азоту звичайно одержують термічним розкладом нітрату свинцю за реакцією:

  • 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2↑ + O2

У промисловості його добувають у великих кількостях для виробництва нітратної кислоти окисненням монооксиду азоту киснем повітря.

У хімічному відношенні діоксид (і гемітетраоксид) азоту відзначається як дуже сильний окисник. Так, він легко окиснює сульфітний ангідрид SO2 у сульфатний ангідрид SO3:

  • SO2 + NO2 = SO3 + NO

Діоксид азоту дуже отруйний. Вдихання його викликає сильне подразнення дихальних органів. Тому працювати з ним слід дуже обережно.

У воді обидва оксиди азоту добре розчиняються. При цьому гемітетраоксид азоту вступає в хімічну взаємодію з водою і утворює суміш нітратної і нітритної кислот:

  • N2O4 + H2O = HNO3 + HNO2

Якщо суміш цих оксидів розчиняти в їдких лугах, то утворюється суміш відповідних нітратів і нітритів, наприклад:

  • N2O4 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

У молекулі N2O4 один атом азоту позитивно п'ятивалентний, а один — позитивно тривалентний. Тому його структурній формулі надають такого вигляду:

O = N3+ — O — N5+ = O
              \\ 
               О

[ред.] Література

  • Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968