# Dióxido de nitrogénio

O dióxido de azoto ou dióxido de nitrogénio é um composto químico constituído por dois átomos de oxigénio e um de azoto; a sua fórmula química é NO$_2$. É um dos diversos óxidos de nitrogênio. NO$_2$ é um intermediário na produção industrial do ácido nítrico (HNO$_3$), cuja produção chega a milhões de toneladas anualmente; sendo seu uso primário na produção de fertilizantes. Em temperaturas mais elevadas é um gás vermelho-marrom, Pode ser fatal se inalado em grandes quantidades. Dióxido de nitrogênio é uma molécula paramagnética, de geometria angular, que pertence ao grupo pontual C$_{2v}$.
NO$_2$ possui um cheiro forte e irritante, é muito tóxico, é um poderoso oxidante que, nas reacções na atmosfera pode dar origem a ácido nítrico, bem como a nitratos orgânicos que contribuem para fenómenos com elevado impacto ambiental, como as chuvas ácidas e a eutrofização de lagos e rios. Desempenha um papel fundamental no ciclo químico do ozono.
Ele pode ser formado nas reações de combustão dos motores a explosão, na queima de querosene, a partir da reação de ácido nítrico (em excesso) com alguns metais (como a prata), ou a partir da reação de óxido nítrico (NO) com oxigénio (O$_2$).
O dióxido de azoto existe em equilíbrio com o tetróxido de nitrogênio N$_2$O$_4$.

## Preparação e reações

Dióxido de nitrogênio normalmente é liberado pela oxidação de óxido nítrico no ar:
2 NO + O$_2$ → 2 NO$_2$
Dióxido de nitrogênio é formado na maioria dos processos de combustão que utilizam ar como oxidante. Em temperaturas elevadas, o nitrogênio se combina com oxígênio para formar óxido nítrico:
O$_2$ + N$_2$ → 2 NO
No laboratório, NO$_2$ pode ser preparado em um procedimento de duas etapas, onde a desidratação de ácido nítrico produz pentóxido de dinitrogênio (N$_2$O$_5$), que subsequentemente sofre decomposição térmica:
2 HNO$_3$ → N$_2$O$_5$ + H$_2$O
2 N$_2$O$_5$ → 4 NO$_2$ + O$_2$
A decomposição térmica de alguns nitratos metálicos também libera NO$_2$:
2 Pb(NO$_3$)$_2$ → 2 PbO + 4 NO$_2$ + O$_2$
Outra alternativa é a redução de ácido nítrico concentrado por metais (como o cobre).
4 HNO$_3$ + Cu → Cu(NO$_3$)$_2$ + 2 NO$_2$ + 2 H$_2$O
Ou finalmente pela adição de ácido nítrico concentrado em estanho. O ácido estânico é produzido como subproduto.
4 HNO$_3$ + Sn → H$_2$O + H$_2$SnO$_3$ + 4 NO$_2$

### Reações principais
#### Propriedades térmicas básicas

NO$_2$ existe em equilíbrio com o gás incolor tetróxido de dinitrogênio (N$_2$O$_4$):
2 NO$_2$ ⇌ N$_2$O$_4$
O equilíbrio é caracterizado por ter ΔH = −57.23 kJ/mol, que é exotérmico. A formação de NO$_2$ é favorecida em temperaturas mais elevadas, e a forma N$_2$O$_4$ é predominante em temperaturas mais baixas.
N$_2$O$_4$ pode ser obtido como um sólido branco com um ponto de fusão de -11,2 °C. NO$_2$ é paramagnético devido a um elétron desemparelhado, enquanto que N$_2$O$_4$ é diamagnético.
A química do dióxido de nitrogênio foi investigada extensivamente. A 150 °C, NO$_2$ se decompõe liberando oxigênio por um processo endotérmico (ΔH = 14 kJ/mol):
2 NO$_2$ → 2 NO + O$_2$

#### Como um oxidante

Como sugerido pela fraca ligação N–O, NO$_2$ é um bom oxidante. Consequentemente, irá sofrer combustão, às vezes de forma explosiva, com muitos compostos, como por exemplo os hidrocarbonetos.

#### Hidrólise

NO$_2$ hidrolisa para formar ácido nitroso (HNO$_2$) e ácido nítrico:
2 NO$_2$ (N$_2$O$_4$) + H$_2$O → HNO$_2$ + HNO$_3$
Essa reação é uma etapa do processo de Ostwald para produção industrial do ácido nítrico a partir da amônia. A reação é bastante lenta em baixas concentrações de NO$_2$, o que é característico da atmosfera ambiente, porém ocorre em NO$_2$ absorvido em superfícies. Presume-se que a reação na superfície produz HNO$_2$ gasoso (às vezes escrito como HONO) em ambientes externos e internos.

#### Formação pela decomposição do ácido nítrico

Ácido nítrico decompõe-se lentamente em dióxido de nitrogênio pela reação geral:
4 HNO$_3$ → 4 NO$_2$ + 2 H$_2$O + O$_2$
O dióxido de nitrogênio formado confere uma cor amarela característica normalmente exibida por este ácido.

#### Conversão para nitratos

NO$_2$ é usado para gerar nitratos de metal anidros a partir de óxidos:
MO + 3 NO$_2$ → M(NO$_3$)$_2$ + NO

#### Conversão para nitritos

Iodetos de alquila e de metais formam os nitritos correspondentes:.
2 CH$_3$I + 2 NO$_2$ → 2 CH$_3$NO$_2$ + I$_2$
TiI$_4$ + 4 NO$_2$ → Ti(NO$_2$)$_4$ + 2 I$_2$

## Riscos à saúde

O NO$_2$ é um gás irritante para os pulmões e diminui a resistência às infecções respiratórias. Os efeitos às exposições de curto prazo ainda não são bem conhecidos, mas a exposição continuada ou frequente a níveis relativamente elevados pode provocar tendência para problemas respiratórios em crianças e grupos de risco como os asmáticos.

## Impactos ambientais

O dióxido de nitrogênio, assim como os outros óxidos de nitrogênio (NO$_x$), é considerado um poluente atmosférico primário. Ele pode ser formado naturalmente, pela ação de microrganismos presentes no solo e por descargas elétricas na atmosfera (raios). Quanto as emissões antropogênicas, a maior parte ocorre pela combustão de combustíveis fósseis em altas temperaturas nas indústrias e veículos automotores.
NO$_2$ pode reagir com radicais hidróxido, provenientes principalmente da água, formando ácido nítrico; sendo assim responsável pelo fenômeno da chuva ácida, juntamente com o dióxido de enxofre (SO$_2$) que forma ácido sulfúrico.