ثنائي أكسيد النيتروجين

ثنائي أكسيد النيتروجين أحد من أكاسيد النيتروجين العديدة، له الصيغة NO2. وهو غاز في الحالة الطبيعية، لونه بني- محمر له رائحة نفاذة حادة. ثاني أكسيد النيتروجين من أهم ملوثات الهواء وأكثرها شيوعاً ، ويسبب التسمم عند استنشاقه .و تعتبر الانبعاثات المرورية هي المصدر الأساسي لأكاسيد النيتروجين بينما تنتج بعض التركيزات الصغيرة من محطات الكهرباء وبعض المصادر الصناعية الاخري الا أن الانبعاثات الصادرة من محطات الكهرباء والمناطق الصناعية تكون في معظم الأحوال مرتفعة عن محطات الرصد ويساعد ارتفاعها علي سرعة انتشار الملوثات في الجو لذلك تعتبر الانبعاثات المرورية هي المصدر الأساسي.
وهذه المعادلة الكيميائية له NO2+ + e− → NO2.
تحضيره
يتم تحضير ثاني اكسيد النتروجين بتفاعل النحاسCu أو الفضهAg أو الرصاص Pb أو الزئبق.Hg مع حمض النتريك HNO3. أو بتفاعل نتريت الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك. أولا ينطلق غاز اكسيد النتروجين، ويتحول عند تلامسه مع الهواء إلى ثاني اكسيد النتروجين.
(NaNO2+HCl------NaCl+HNO2 )
(3HNO2-----HNO3+H2O+2NO. )
(2NO +O2----2NO2)
خواصه
ثاني أكسيد النيتروجين هو غاز بني محمر فوق 21.2 درجة مئوية (70.2 درجة فهرنهايت، 294.3 كالفين) ذو طعم لاذع ورائحة، ويصبح سائل بنيًا مصفرًا في درجة حرارة 21.2 درجة مئوية (70.2 درجة فهرنهايت، 294.3 كالفين)، ويتحول لرباعي أكسيد النتروجين تحت درجة حرارة 11.2 درجة مئوية (11.8 درجة فهرنهايت ؛ 261.9 كالفين).
تصل الرابطةالكيميائية بين ذرة النيتروجين وذرة الأكسجين إلى 119.7 بيكومتر. يتطابق طول الربطة مع رتبة الرابطة بين واحد واثنين.
و على عكس الأوزون، O3، فالحالة القاعية لمستويات الطاقة لثاني أكسيد النيتروجين هي الحالة الثنائية، لأن النيتروجين له إلكترون واحد غير متزاوج، مما يقلل من تأثير ألفا مقارنةً مع النتريت ويخلق تفاعل ارتباط ضعيف مع أزواج الأكسجين الوحيدة. لذا يتم كتابة صيغة لاني أكسيد النيتروجين NO في كثير من الأحيان.
يظهر اللون البني المحمر نتيجة لامتصاص الطيف الأزرق من الضوء(400-500 نانومتر)، على الرغم من أن الامتصاص يمتد (عند أطوال موجية أقصر) وفي الأشعة تحت الحمراء (في الموجات الأطول). يحدث امتصاص الضوء بأطوال موجية أقصر من 400 نانومتر ويؤدي إلى التحلل الضوئي (لتشكيل NO + O، الأكسجين الذري)؛ في الغلاف الجوي، كما تؤدي إضافة ذرة الأكسجين المتكونة إلى O2 إلى تكوين الأوزون.
علم البيئة
يتكون ثنائي أكسيد النيتروجين في البيئة من خلال الأسباب الطبيعية، بما في ذلك الستراتوسفير، والتنفس الجرثومي، والبراكين، والبرق. تجعل هذه المصادر ثنائي أكسيد النيتروجين في صورة غاز نزر في الغلاف الجوي للأرض حيث أنها تلعب دورًا في امتصاص أشعة الشمس وتنظيم كيمياء الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير، وخاصةً في تحديد تركيزات الأوزون.
استخدامات
يستخدم ثنائي أكسيد النيتروجين كمادة وسيطة في تصنيع حمض النتريك، وكعامل النترتة في تصنيع المتفجرات الكيميائية، ومثبط البلمرة للأكريلات، وكعامل تبييض الدقيق وكعامل تعقيم درجة حرارة الغرفة. كما يستخدم أيضًا كمؤكسد في وقود الصواريخ. استخدم في صواريخ تيتان، لإطلاق مشروع الجوزاء (مشروع جمناي)، في دفاعات المناورة لمكوك الفضاء، وفي رحلات المسبار الفضائي الاستكشافية التي أُرسلت إلى مختلف الكواكب.
المصادر التي يتعرض من خلالها الإنسان للغاز
تشمل أبرز مصادر ثنائي أكسيد النيتروجين التي يتعرض لها عامة الناس:
محركات الاحتراق الداخلي
حرق الوقود الأحفوري
في الهواء الطلق، لايمكن أن يكون نتيجة لحركة المرور من السيارات.
في داخل البيوت، من التعرض لدخان السجائر، والبيوتان وسخانات الكيروسين والمواقد.
يتعرض العمال في الصناعات للغاز أيضًا؛ لذا تم حظر استخدامه كي تقل فرص الإصابة بأمراض الرئة المهنية، وقثًا لمعايير السلامة التي حددها المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. تُوفي رواد الفضاء في مشروع اختبار أبولو-سويوزعندما استنشقوا غاز ثنائي أكسيد النيتروجين عن طريق الخطأ في المقصورة.
يمكن أيضًا أن يتعرض العمال الزراعيون لثنائي أكسيد النيتروجين الناتج عن تحلل الحبوب في الصوامع. ويمكن أن يؤدي التعرض المزمن إلى تلف الرئة في حالة تسمى «مرض الصومعة الحشوي».
تاريخيًا، كان ينتج ثاني أكسيد النيتروجين عن طريق اختبار الأسلحة النووية، وكانس المسؤول عن سحابة عيش الغراب.
سمية الغاز
من المحتمل أن يحدث الضرر الحاد نتيجة التعرض لثنائي أكسيد النيتروجين فقط في الإعدادات المهنية. يمكن أن يسبب التعرض المباشر للجلد تهيجات وحروق. تسبب بعض التركيزات العالية جدًا فقط 10-20 جزء في المليون تهيج خفيف من الأنف والحلق، ويمكن للتركيزات 25-50 جزء في المليون أن تسبب وذمة تؤدي إلى التهاب الشعب الهوائية أو الالتهاب الرئوي، ومستويات أعلى من 100 جزء في المليون يمكن أن يسبب الموت بسبب الاختناق من السوائل في الرئتين. لا توجد أعراض في كثير من الأحيان في وقت التعرض إلا بسبب السعال العابر، والتعب أو الغثيان، ولكن مع مرور ساعات قد يحدث ذات الرئة أو الوذمة.
عند تعرض الجلد أو العين، يتم مسح المنطقة المصابة بالمحلول الملحي. وفي حالات الاستنشاق، يتم إعطاء الأكسجين، ويمكن إعطاء موسعات القصبات أيضًا إذا كان هناك علامات ميتهيموغلوبينية الدم، كما في حالات تأثير المركبات النيتروجينية على الهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء، يمكن استخدام أزرق الميثيلين.
يُصنف ثنائي أكسيد النيتروجين على أنها مادة خطرة للغاية في الولايات المتحدة كما هو محدد في المادة 302 من الولايات المتحدة التخطيط للطوارئ وحق المجتمع في المعرفة قانون (42 جامعة جنوب كاليفورنيا 11002)، ويخضع لشروط صارمة في التقارير المقدمة من المنشآت التي تنتج أو تتاجر، أو تستخدمه بكميات كبيرة.
مراجع
أكاسيد
المواد الكيميائية مع معرفات مركبة متعددة
جذور حرة
ضبخان
غازات ذات ألوان
مركبات الأكسجين
مركبات النيتروجين
مركبات نتروجين لاعضوية
مضافات غذائية
ملوثات هواء خطرة
مواد قصر