Азотни оксиди

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето

Азотните оксиди са химични съединения на азота с кислород. Спрямо кислорода азотът проявява от +1 до +5 степен на окисление. Поради това той образува пет оксида:

Диазотен оксид[редактиране | редактиране на кода]

Диазотният оксид, известен като „райски газ“, а в някои източници и с несистемното и остаряло име азотен закис[1], е химично съединение с емпирична формула N2O. Той е неутрален оксид. При стайна температура е безцветен незапалим газ, с приятна сладникава миризма и вкус. Използва се в хирургията и денталната медицина (зъболечението) заради своя анестетичен и аналгетичен ефект. Името му „райски газ“ идва от чувството за еуфория, което причинява при вдишване. Това свойство на газа го превръща в упойващо вещество. Друго негово приложение е като окислител в ракетните двигатели. Използва се и при двигателите с вътрешно горене – добавен към горивото, увеличава мощността им.

Получава се при нагряване на амониев нитрат до 250 °C:

Над 500 °С той се разлага бързо до N2 и O2 и проявява силни окислителни свойства.[1]

Азотен оксид[редактиране | редактиране на кода]

Азотният оксид (NO) е безцветен газ, неразтворим във вода. Не взаимодейства с киселини и основи. Той е неутрален оксид. Получава се в атмосферата при мълниите или изкуствено при волтова дъга, след дисоциирането на молекулите на азота и кислорода от високата температура и силната светлина.[1]:

Реакцията за образуване на азотния оксид е най-ендотермичната реакция за образуване на оксиди.[1] Под 1000 °С практически не се разлага.[1] В лабораторни условия азотен оксид може да се получи чрез редукция на азотна киселина с мед:

При стайна температура азотният оксид е безцветен газ, състоящ се от двуатомни молекули. Поради несдвоен електрон, две молекули могат да образуват димер при свързване на техните несдвоени електрони (2NO↔N2O2), като течният NO съдържа 25% димери, а твърдият се състои предимно от димери.[1] Азотният оксид е един от замърсителите на околната среда, произвеждан при работата на моторите с вътрешно горене, като резултат от реакцията на азот и кислород. За да се ограничи неговото съдържание в изгорелите газове, към горивата се добавят катализатори.[1]

При обикновени условия NO бързо се окислява до NO2 и с повишаване на температурата скоростта на реакцията намалява, тъй като O2 взаимодейства с молекулите на димера, съдържанието на който намалява.[1] Ако смес от равни части азотен оксид и азотен диоксид се охлади до -21 °С, газовете формират диазотен триоксид, представляващ синя течност. Тези молекули съществуват само в течно или твърдо състояние, а когато се нагреят, те се разпадат до NO и NO2.[1]

Диазотен триоксид[редактиране | редактиране на кода]

Диазотният триоксид (N2O3) е анхидрид на азотистата киселина. Той е газ и е синьо-зелен на цвят. Степента му на окисление е +3. Той е силно токсичен нетраен газ.

Диазотният триоксид съществува като индивидуално съединение при температура под –101°С.[1] При по-високи температури е в равновесие с продуктите на дисоциация – NO и NO2. Той може да се получи при взаимодействието на HN3 с As2O3, а също и при пропускане на искра през втечнен въздух.[1]

Азотен диоксид[редактиране | редактиране на кода]

Азотният диоксид (NO2) е червено-кафяв, силно отровен, лесно втечняем газ. Той дразни лигавицата на очите и дихателните органи, предизвиква хрипове, кашлица, задух. Концентрация от 0,4 mg/dm3 е смъртоносна за възрастен човек. Азотният диоксид е киселинен оксид. Взаимодейства с вода и основни оксиди. Той е и силен окислител. Степента му на окисление е +4.

В лабораторни условия оксидът може да се получи чрез нагрявате на нитрат на тежък метал, като например олово:

При обикновени условия азотният диоксид съществува в равновесие с димера диазотен тетраоксид (N2O4). При нормално нагряване и температура 40 °С в такава смес се съдържат 31% NO2, а над 140 °С N2O4 изцяло преминава в NO2.[1] Тези силни окислители се използват в ракетното гориво.[1]

Азотният диоксид е разтворим и взаимодейства химически с вода, при което се получават азотна киселина и азотиста киселина:

Диазотен пентаоксид[редактиране | редактиране на кода]

Диазотният пентаоксид (N2O5) е анхидрид на азотната киселина; кристално, безцветно вещество. Той е нетраен и при обикновени условия се разлага на азотен диоксид и кислород. Много силен окислител със степен на окисление +5. Представлява интерес при производството на експлозиви. Лесно се разтваря във вода, като образува азотна киселина:

На стайна температура молекулата на оксида самопроизволно се разлага на NO2 и O2, като бързото загряване води до взрив.[1] В лабораторни условия може да се получи чрез взаимодействие на азотна киселина с дифосфорен пентаоксид по реакциятаː

[1]

Екологични проблеми[редактиране | редактиране на кода]

Високото съдържание на азотни оксиди в атмосферата предизвиква сериозни екологични проблеми – киселинни дъждове и смог. Основни замърсители на околната среда с азотни оксиди са тецовете, азотноторовите заводи, моторните превозни средства.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. а б в г д е ж з и к л м н о п Лефтеров, Димитър. Химичните елементи и техните изотопи. Издателство на БАН „Проф. Марин Дринов“, 2015. ISBN 978-954-322-831-7. с. 154 – 160.