Dwutlenek azotu

Dwutlenek azotu

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. ditlenek azotu, tlenek azotu(IV), tlenek azotu(4+) Inne nazwy i oznaczenia Stocka tlenek azotu(IV) inne dwutlenek azotu
Ogólne informacje
Charakterystyka fizyczna
brązowy gaz o ostrym zapachu
Wzór Hilla	NO2
Masa molowa	46,01 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS	10102-44-0
PubChem	3032552
InChI InChI=1S/NO2/c2-1-3 InChIKey JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 0,00188025 g/cm³; gaz Rozpuszczalność w wodzie szybko hydrolizuje Temperatura topnienia −11,2 °C Temperatura wrzenia 21,1 °C Punkt potrójny −11,2 °C 18,6 kPa Punkt krytyczny 157,8 °C 10,132 MPa 0,557 g/cm³ Ciśnienie pary nasyconej 96 kPa (20 °C)
Budowa Moment dipolowy (0,316 ± 0,010) D
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Niebezpieczeństwo Zwroty H H270, H280, H314, H330 Zwroty P P260, P280, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338, P403+P233, P410+P403 NFPA 704 0 3 0 OX Numer RTECS QW9800000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Dwutlenek azotu, nazwa Stocka: tlenek azotu(IV), NO₂ – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków azotu, w którym azot występuje na IV stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej jest to brunatny, silnie toksyczny gaz o ostrym zapachu przypominającym zapach gazowego chloru.

Reakcje

W temperaturze poniżej 147 °C zaczyna ulegać spontanicznej dimeryzacji do bezbarwnego tetratlenku diazotu:

2NO₂ ⇌ N₂O₄

Ze spadkiem temperatury stopień dimeryzacji rośnie. W temperaturze 27 °C zawartość NO₂ wynosi ok. 20%, a w temperaturze krzepnięcia, tj. w ok. −9 °C w układzie jest go ok. 0,7%.

• 
  Gazowy dwutlenek azotu w warunkach pokojowych
• 
  Układ NO₂/N₂O₄ w różnej temperaturze (od lewej: –196, 0, 23, 35 i 50 °C)

Na skalę techniczną dwutlenek azotu otrzymuje się w wyniku spontanicznego utlenienia tlenku azotu tlenem. Tlenek azotu otrzymuje się wcześniej w reakcji utleniania amoniaku.

Dwutlenek azotu jest tlenkiem kwasowym i w reakcji z wodą tworzy równomolową mieszaninę kwasu azotowego i kwasu azotawego. Ma silne właściwości utleniające – utlenia wiele metali przejściowych, np. żelazo i miedź, tworząc odpowiednie tlenki tych metali i tlenek azotu, NO.

Z halogenami tworzy związki nazywane halogenkami nitrylu, np. NO₂Cl i NO₂F, które z kolei są używane niekiedy jako odczynniki do otrzymywania organicznych nitrozwiązków.

VSEPR

Obliczenie liczby przestrzennej dla cząsteczki dwutlenku azotu według metody VSEPR daje wartość 2,5, co zaokrągla się do 3. W efekcie dla orbitali walencyjnych atomu azotu przyjmuje się hybrydyzację sp² (XR₂E – budowa kątowa). Powodem takiej sytuacji jest fakt, że NO₂ jest rodnikiem – atom azotu ma jeden niesparowany elektron. Wynika z tego stosunkowo duża reaktywność chemiczna oraz silne zabarwienie.

Oddziaływanie na organizm człowieka

Nawet krótkotrwały kontakt z substancją powoduje podrażnienie układu oddechowego, podrażnienie oczu oraz kaszel. Ponieważ dwutlenek azotu ma właściwości utleniające, powoduje utlenienie Fe²⁺ zawartego w hemoglobinie do Fe³⁺, w efekcie czego hemoglobina traci zdolność do przenoszenia tlenu. Na zatrucie szczególnie narażeni są pracownicy silosów, gdyż dwutlenek azotu powstaje w wyniku rozkładu białek zawierających azot (choroba silosowa) oraz pozostali pracownicy zajmujący się otrzymywaniem i wykorzystywaniem kwasu azotowego. Gaz ten występuje również w zanieczyszczonym przez transport i przemysł powietrzu i odpowiada za charakterystyczną barwę smogu. U osób mieszkających w zanieczyszczonych miastach mogą wystąpić problemy z oddychaniem i choroby płuc.

Bibliografia

• AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, t. cz. 2, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1994, s. 660–661, ISBN 83-01-06542-7 .