Оксид азота (IV) (диоксид азота), свойства, получение, химические реакции

2479

Оксид азота (IV) (диоксид азота) – неорганическое вещество, имеет химическую формулу NO2.

Краткая характеристика оксида азота (IV):

Оксид азота (IV) – неорганическое вещество, ядовитый газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом или желтоватая жидкость.

Оксид азота (IV) содержит один атом азота и два атома кислорода.

Химическая формула оксида азота (IV) NO2.

В обычном состоянии NO2 существует в равновесии со своим димером N2O4. Склонность к его образованию объясняется наличием в молекуле NO2 неспаренного электрона.

При температуре 140 °C оксид азота (IV) состоит только из молекул NO2, но очень тёмного, почти чёрного цвета.

В точке кипения NO2 – +21,1 °C представляет собой желтоватую жидкость, содержащую около 0,1 % NO2.

При температуре ниже +21°С – это бесцветная жидкость (или желтоватая из-за примеси мономера).

При температуре ниже −12 °C белые кристаллы состоят только из молекул N2O4.

Кислотный оксид.

Оксид азота (IV) высокотоксичен. Даже в небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает отёк лёгких.

Физические свойства оксида азота (IV):

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула NO2
Синонимы и названия иностранном языке nitrogen dioxide (англ.)

nitrogen(IV) oxide (англ.)

азота двуокись (рус.)

азота диоксид (рус.)

диазота тетраоксид (рус.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид красно-бурый газ или желтоватая жидкость
Цвет красно-бурый, желтоватый
Вкус —*
Запах характерный острый запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) жидкость
Плотность (состояние вещества – жидкость, при 0 °C), кг/м3 1491
Плотность (состояние вещества – жидкость, при 0 °C), г/см3 1,491
Плотность (состояние вещества – газ), кг/м3 2,0527
Плотность (состояние вещества – газ), г/л 2,0527
Температура кипения, °C 21,1
Температура плавления, °C -11,2
Молярная масса, г/моль 46,0055

Примечание:
* — нет данных.

Получение оксида азота (IV):

Оксид азота (IV) в лаборатории получают в результате следующих химических реакций:

  1. путем воздействия концентрированной азотной кислоты на медь:

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

  1. путем термического разложения нитрата свинца:

2Pb(NO3)2 →  2PbO + 4NO2 + O2 (t = 200-470 °C).

Химические свойства оксида азота (IV). Химические реакции оксида азота (IV):

Оксид азота (IV) относится к кислотным оксидам.

Химические свойства оксида азота (IV) аналогичны свойствам кислотным оксидов других неметаллов. Однако отличается высокой химической активностью. Реагирует с неметаллами. Сильный окислитель. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида азота (IV) и углерода:

2NO2 + 2С → 2СO2 + N2.

В результате реакции образуются углекислый газ и азот. Углерод сгорает в оксиде азота (IV).

2. реакция оксида азота (IV) и фосфора:

10NO2 + 8P → 4P2O5 + 5N2.

В результате реакции образуются оксид фосфора (V) и азот. Фосфор сгорает в оксиде азота (IV).

3. реакция оксида азота (IV) и серы:

2S + 2NO2 → 2SO2 + N2.

В результате реакции образуются оксид серы (IV) и азот. Сера сгорает в оксиде азота (IV).

4. реакция оксида азота (IV) и фтора:

2NO2 + 2F2 → 2NO2F.

В результате реакции образуeтся фторид-диоксид азота (V).

5. реакция оксида азота (IV) и калия:

NO2 + K → KNO2.

В результате реакции образуется соль – нитрит калия.

6. реакция оксида азота (IV) и меди:

2NO2 + 4Cu → 4CuO + N2 (t = 500-600 °C).

В результате реакции образуются оксид меди и азот.

7. реакция оксида азота (IV) и висмута:

6NO2 + Bi → Bi(NO3)3 + 3NO (t = 70-110 °C).

В результате реакции образуются оксид висмута и оксида азота (II).

8. реакция оксида азота (IV) и цинка:

4NO2 + Zn → 2NO + Zn(NO3)2 (t = 500-600 °C).

В результате реакции образуются оксид азота (II) и нитрат цинка. При этом для проведения реакции используется жидкий оксид азота (IV) и цинк в виде порошка.

9. реакция оксида азота (IV) и натрия:

2NO2 + Na → NO + NaNO3.

В результате реакции образуются соль – нитрат натрия и оксид азота (II). При этом для проведения реакции используется жидкий оксид азота (IV).

10. реакция оксида азота (IV) и водорода:

2NO2 + 7H2 → 4H2O + 2NH3 (kat = Pt, Ni).

В результате реакции образуются аммиак и вода.

11. реакция оксида азота (IV) и озона:

2NO2 + O3 → N2O5 + O2 (t = -78 оС).

В результате реакции образуются оксид азота (V) и кислород.

12. реакция оксида азота (IV) с бромистым водородом (бромоводородом):

NO2 + 2HBr → NO + Br + H2O (tо).

В результате химической реакции получается оксид азота (II), бром и вода.

13. реакция оксида азота (IV) с йодоводородом:

2HI + NO2 → I2 + NO + H2O.

В результате химической реакции получается оксид азота (II), йод и вода.

14. реакция оксида азота (IV) и воды:

2NO2 + H2O  → HNO3 + HNO2,

3NO2 + H2O  → 2HNO3 + NO (tо).

В результате химической реакции в первом случае получается азотная кислота и азотистая кислота, во втором случае – поскольку азотистая кислота неустойчива, при растворении NO2 в тёплой воде образуются азотная кислота и оксид азота (II).

15. реакция оксида азота (IV), кислорода и воды:

4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3.

В результате химической реакции получается азотная кислота.

16. реакция оксида азота (IV) и оксида калия:

K2O + 2NO2 → KNO2 + KNO3 (t = 150-200 оС).

В результате химической реакции получается нитрат калия и нитрит калия.

17. реакция оксида азота (IV) и гидроксида калия:

2NO2 + 2KOH → KNO3 + KNO2 + H2O.

В результате химической реакции получается нитрат калия, нитрит калия и вода.

18. реакция оксида азота (IV) и гидроксида натрия:

2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O.

В результате химической реакции получается нитрат натрия, нитрит натрия и вода. Гидроксид натрия – разбавленный раствор.

19. реакция оксида азота (IV) и хлорида калия:

2NO2 + KCl → NOCl + KNO3.

В результате химической реакции получается хлорид нитрозила и нитрат калия. При этом для проведения реакции используется жидкий оксид азота (IV).

20. реакция оксида азота (IV) и бромида калия:

2NO2 + KBr → NOBr + KNO3.

В результате химической реакции получается бромид нитрозила и нитрат калия. При этом для проведения реакции используется жидкий оксид азота (IV).

21. реакция оксида азота (IV) и фосфористой кислоты:

H3PO3 + NO2 → H3PO4 + NO (t = 30-50 оС).

В результате химической реакции получается ортофосфорная кислота и оксид азота (II).

22. реакция термического разложения оксида азота (IV):

2NO2 → 2NO + O2 (t = 500 оС).

В результате химической реакции получается кислород и оксид азота (II).

Применение и использование оксида азота (IV):

Оксид азота (IV) используется при производстве серной и азотной кислот, а также в качестве окислителя в жидком ракетном топливе.

Источник публикации

Читайте также

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Solve : *
22 + 20 =