<center>Dwutlenek azotu
Azotu(IV) dwutlenek
NO<sub>2</sub>
</center>
- Postać: gaz/ciecz
- Kolor: brązowoczerwony, brunatny
- Zapach: charakterystyczny, ostry
- Gęstość: ciecz - 1,4494 g/cm3; gaz - 0,0034g/cm3 (1,59 raza cięższy od powietrza)
- Rozpuszczalność w wodzie: reaguje
- Rozpuszczalność w innych rozpuszczalnikach:
- Temperatura topnienia:-11.2°C
- Temperatura wrzenia: 21.1°C
- Temperatura rozkładu:
- Palność: niepalny
- Toksyczność: bardzo toksyczny przy wdychaniu, działa drażniąco na oczy i skórę
LC50 (inhal. szczur) = 88 ppm/4 godz.
LC50 (inhal. chomik) = 382 ppm/1 min
LCLO (inhal. człowiek) = 200 ppm/1 min
- Higroskopijność:
- Przechowywanie: butle aluminiowe lub ze stali nierdzewnej
Informacje ogólne
Cząsteczka NO<sub>2</sub> ma budowę trójkątną. Kąt pomiędzy wiązaniami azot - tlen wynosi 134°, długość wiązania to 119,7 pm. Moment dipolowy cząsteczki wynosi 100D. Posiada ona jeden niesparowany elektron na orbitalu niewiążącym zdelokalizowanym (jest rodnikiem molekularnym), dzięki czemu wykazuje właściwości paramagnetyczne. Tłumaczy to także jej reaktywność chemiczną i umożliwia polimeryzację.
W temperaturach poniżej 150°C występuje w równowadze z dimerem - bezbarwnym tetratlenkiem dwuazotu (N<sub>2/</sub>O<sub>4</sub>). Cząsteczka dimeru ma budowę płaską, nie zawiera niesparowanych elektronów.
Reakcja dimeryzacji jest egzoenergetyczna. Ilość powstającego N<sub>2</sub>O<sub>4</sub> wzrasta wraz z obniżaniem się temperatury - w temperaturze 100°C pod normalnym ciśnieniem wynosi 11%, zaś w temperaturze 27°C dochodzi do 80%.
Otrzymywanie
Na skalę przemysłową dwutlenek azotu otrzymuje się poprzez reakcję tlenku azotu(II) z tlenem:
2NO + O<sub>2</sub> --> 2NO<sub>2</sub>
W ten sposób otrzymuje się dwutlenek azotu, będący produktem pośrednim podczas otrzymywania kwasu azotowego.
Można także otrzymać go przez utlenianie amoniaku tlenem z powietrza w temperaturze 850 stopni Celsjusza (katalizator platynowy):
4NH<sub>3</sub> + 7O<sub>2</sub> --> 4NO<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O
Na skalę laboratoryjną otrzymuje się go poprzez termiczny rozkład azotanu(V) ołowiu (II):
2Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> --> 2PbO + 4NO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>
Dwutlenek azotu powstaje również w reakcji stężonego kwasu azotowego z metalami np. miedzią, srebrem, rtęcią:
4HNO<sub>3</sub> + Cu --> Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2NO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O
NO2 powstaje także w wyniku rozkładu kwasu azotowego pod wpływem światła i jest odpowiedzialny za jego żółknięcie. Dymiący czerwony kwas azotowy zawdzięcza swoje zabarwienie właśnie dwutlenkowi azotu.
4HNO<sub>3</sub> + hv --> 2H<sub>2</sub>O + 4NO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>
Duże ilości NO<sub>2</sub> wydzielają także podczas nitrowania fenolu i rezorcyny.
Właściwości chemiczne
Dwutlenek azotu jest tlenkiem kwasowym i bezwodnikiem, reaguje z wodą dając mieszaninę kwasów azotowego (V) i nietrwałego azotowego (III):
2NO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O --> HNO<sub>3</sub> + HNO<sub>2</sub>
W reakcji z zasadami tworzy mieszaninę azotanów i azotynów:
2NO<sub>2</sub> + 2OH- --> NO<sub>2</sub>- + NO<sub>3</sub>- + H<sub>2</sub>O
Dwutlenek azotu posiada dość silne własności utleniające. Utlenia miedź, żelazo, nikiel i kobalt:
2Cu + NO<sub>2</sub> --> Cu<sub>2</sub>O + NO
Utlenia także liczne związki nieorganiczne:
CO + NO<sub>2</sub> --> CO<sub>2</sub> + NO
SO2 + NO<sub>2</sub> --> SO<sub>3</sub> + NO
Z halogenkami tworzy związki nitrylowe zawierające grupę NO<sub>2</sub> związaną kowalencyjnie: mają one zastosowanie przy produkcji związków nitrowych ( w tym materiałów wybuchowych):
Cl<sub>2</sub> + 2NO<sub>2</sub> --> 2ClNO<sub>2</sub>
Inne
Dwutlenek azotu znalazł zastosowanie jako substancja nitrująca jako środek utleniający, a także jako katalizator, utleniacz paliw rakietowych. Tlenki azotu (w tym ditlenek azotu) są naturalnym składnikiem gazów wulkanicznych, wyładowań atmosferycznych czy działalności bakterii. Źródła te dostarczają do 1100 milionów ton tlenków azotu rocznie. Znaczne ilości (około 53 milionów ton rocznie), są skutkiem działalności człowieka. Powstaje jako jeden z produktów spalania węgla i ropy oraz produktów jej przeróbki. Środki transportu napędzane benzyną emitują średnio 40-50% całkowitej ilości tlenków azotu przedostających się do atmosfery. NO<sub>2</sub> jest odpowiedzialny za powstawanie kwaśnych deszczy, które powodują zakwaszenie gleby, niszczenie roślin i budynków.
Dwutlenek azotu powstaje w organizmach żywych w wyniku rozkładu jonów ONOO- (nadtlenoazotynowych).
NO<sub>2</sub> jest inhibitorem enzymu odpowiedzialnego za kontrolę stężenia adrenaliny. Związki nitrowe zdolne dostarczyć organizmowi duże ilości dwutlenku azotu w krótkim czasie są stosowane w medycynie jak środek zapobiegający pojawianiu się stanów przedzawałowych (nitrogliceryna).
NO<sub>2</sub> odgrywa istotną rolę w cyklu ozonowym tj rozpadzie i tworzeniu się ozonu w atmosferze.
Rozpad ozonu katalizowany dwutlenkiem azotu:
3NO<sub>2</sub> + 3O<sub>3</sub> --> 2N<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + NO + 2O<sub>2</sub>
Tworzenie się ozonu:
NO<sub>2</sub> + hv --> NO + O
O + O<sub>2</sub> --> O<sub>3</sub>
Bezpieczeństwo
Jak już wspominałem na początku dwutlenek azotu jest bardzo toksyczny. Podczas pracy z nim należy stosować środki ochrony osobistej: rękawice, okulary i ubranie ochronne odporne na działanie kwasów. W przypadku narażenia na wysokie stężenia NO<sub>2</sub> konieczna jest maska gazowa. Wszystkie reakcje, w których powstaje dwutlenek azotu należy przeprowadzać pod wyciągiem!
Informacje toksykologiczne
Drogi narażenia: Oczy, skóra, wdychanie.
Informacja ogólna: Ditlenek azotu do organizmu człowieka przedostaje się przede wszystkim poprzez drogi oddechowe. Wyczuwalne powonieniem stężenie wynosi 230 mg/m3. Wrażliwość na zapach zwiększa się wraz z zawartością wilgoci w powietrzu o 60 do 80%. Ditlenek azotu łatwo rozpuszcza się w wydzielinie błon śluzowych, tworząc kwas azotowy i kwas azotawy, które działają drażniąco na błony. Czas potrzebny na zaistnienie tego procesu jest wytłumaczeniem istnienia bezobjawowego okresu utajenia, pomiędzy wchłonięciem tlenków azotu, a wystąpieniem objawów klinicznych uszkodzenia błony śluzowej dróg oddechowych, pęcherzyków i naczyń włoskowatych płuc, prowadzącego do rozwoju toksycznego obrzęku płuc. Objawy zatrucia mogą występować z opóźnieniem.
Bardzo duże stężenia tlenków azotu mogą wywołać natychmiastowe uczucie dławienia, odruchowe zatrzymanie oddechu (w fazie wdechu), ze skurczem oskrzeli i głośni oraz utratę przytomności w wyniku asfiksji. Narastający obrzęk głośni w późniejszym okresie może spowodować całkowitą niedrożność dróg oddechowych. Duszność dychawicopodobna i gwałtowny kaszel może powodować pękanie pęcherzy rozedmowych oraz występowanie w obrębie szyi odmy podskórnej.
Pierwsza pomoc
Zatrucie inhalacyjne:
1.Ditlenek azotu jest gazem silnie drażniącym. Łatwo rozpuszcza się w wydzielinie błon śluzowych, tworząc kwas azotawy i kwas azotowy, który działa drażniąco na błony. Ditlenek azotu wchłania się przez drogi oddechowe.
2.Zapewnić spokój i ciepło. Jak najszybciej przewieźć do szpitala w pozycji leżącej, a w razie wystąpienia duszności - w pozycji półleżącej.
Skażenie oczu:
1.Skażone oczy natychmiast przemyć dużą ilością bieżącej wody.
2.Poszkodowanej osobie zapewnić pomoc okulisty.
Zatrucie doustne:
1. W przypadku połknięcia, przepłukać usta, a następnie podać do wypicia kilka szklanek wody. U osoby przytomnej wywołać wymioty. Uwaga - groźba zachłyśnięcia się.
2.Zapewnić pomoc lekarską.
Skażenie skóry:
1. Ditlenek azotu silnie schłodzony spowodować może, wskutek gwałtownego kontaktu, bolesne, trudne do wygojenia odmrożenia. Skórę przykryć jałowym opatrunkiem i udać się do lekarza.
Oznaczenia
Zwroty ryzyka:
R26 Działa bardzo toksycznie przez drogi oddechowe.
R34 Powoduje oparzenia.
Zwroty bezpieczeństwa:
S1/2 - Przechowywać w zamknięciu, poza zasięgiem dzieci.
S9 - Przechowywać w dobrze wentylowanym miejscu.
S26 - W przypadku zanieczyszczenia oczu przemyć je dużą ilością wody oraz niezwłocznie skontaktować się z lekarzem.
S28 - Zanieczyszczoną skórę przemyć natychmiast dużą ilością wody.
S36/37/39 - Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne i okulary lub ochronę twarzy
S45 - W przypadku awarii lub jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza - jeżeli to możliwe, pokaż etykietę.
Numer CAS: 10102-44-0
| Załączniki: |
|
Dwutlenek azotu.jpg [ 171.07 KiB | Przeglądane 3968 razy ] |
</center>