აზოტის დიოქსიდი

აზოტის დიოქსიდი ქიმიური ნაერთია, ქიმიური ფორმულით NO2. ის ერთ-ერთია აზოტის ოქსიდებიდან. NO2 შუალედურ პროდუქტს წარმოადგენს აზოტმჟავის წარმოების ინდუსტრიულ პროცესში, რომელიც წელიწადში მილიონობით ტონა იწარმოება. მაღალი ტემპერატურებისას ის მოწითალო-ყავისფერი აირია დამახასიათებელი მკვეთრი სუნით. ის ერთ-ერთი მთავარი ჰაერის დამაბინძურებელთაგანია. აზოტის დიოქსიდი პარამაგნიტურია, მისი მოლეკულა კი მოხრილი.
თვისებები
აზოტის დიოქსიდი 70C-ს ზემოთ მოწითალო ყავისფერი აირია ძლიერი უსიამოვნო სუნით. 18C-ს ქვემოთ თხევადდება მოყვითალო-ყავისფერ სითხედ და გადაიქცევა უფერო დიაზოტის ტეტროქსიდად 4C-ს ქვემოთ.
მისი მოლური მასაა 46.0055, რაც ნიშნავს, რომ ის ჰაერზე, რომლის საშუალო მოლური მასა 28.8-ს შეადგენს, მძიმეა.
ქიმიური ბმის სიგრძე აზოტსა და ჟანგბადს შორის 1.197 ანგსტრემი-ია. ბმის სიგრძე იგივეა აზოტიდან ორივე ჟანგბადამდე.
ოზონისაგან განსხვავებით, ელექტრონები აზოტის დიოქსიდში ორმაგ მდგომარეობაში არიან. იმის გამო, რომ აზოტს ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონი გააჩნია რომელიც ალფა ეფექტს ამცირებს ნიტრიტებთან შედარებით და ქმნის სუსტ ბმას ჟანგბადის გაუწყვილებელ ელექტრონებთან. გაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობა ნიშნავს, რომ ეს შენაერთი თავისუფალ რადიკალს წარმოადგენს. ამიტომ აზოტიოს დოქსიდი ხშირად ჩაიწერება ფორმულით •NO2.
მიღება და რეაქციები
აზოტის დიოქსიდი ჩვეულებრივ მიიღება აზოტოვანი ოქსიდის ჰაერში არსებული ჟანგბადით ჟანგვით:
2 NO + O2 → 2 NO2
აზოტის დიოქსიდი ასევე წარმოიქმნება შიდა წვის დროს ჰაერი მჟანგავის როლში გამოდის. მაღალი ტემპერატურისას ჰაერში არსებული აზოტი რეაქციაში შედის ჟანგბადთან და წარმოიქმნება აზოტოვანი ოქსიდი:
O2 + B2 → 2 NO
ლაბორატორიაში NO2 მიიღება ორსაფეხურიანი პროცედურით, სადაც მიმდინარეობს აზოტმჟავის დეჰიდრატაცია, სადაც წარმოქმნილი დიაზოტის პენტოქსიდი თერმულ დაშლას ექვემდებარება:
2 HNO3 → N2O5 + H2O
2 N2O5 → 4 NO2 + O2
NO2 ასევე გამოიყოფა ზოგიერთი მეტალის ნიტრატის გავარვარებისას:
2 Pb(NO3)2 → 2 PbO + 4 NO2 + O2
ის ასევე მიიღება აზოტმჟავის ზოგიერთი მეტალით (მაგ. სპილენძი).
4 HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
თუ კონცენტრირებულ აზოტმჟავას დავაწვეთებთ კალაზე, მიიღება ჰიდრატირებული კალის დიოქსიდი.
4 HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4 NO2
მთავარი რეაქციები
NO2 ძალიან აქტიურია.
ძირითადი თერმული თვისებები
NO2 თერმულ წონასწორობაშია უფერო აირ დიაზოტის ტეტროქსიდთან (N2O4)
2 NO2 = N2O4
ეს წონასწორობა ხასიათდება , ანუ ეგზოთერმულია. მაღალი ტემპერატურებისას NO2 უფრო ხშირად წარმოიქმნება მაშინ, როცა ტემპერატურის შემცირებასთან ერთად უფრო ხშირია დიაზოტის ტეტროქსიდის (N2O4)-ს წარმოქმნის შანსი. დიაზოტის ტეტროქსიდი (N2O4) წარმოადგენს თეთრ მყარ მასას, რომლის დნობის ტემპერატურაა −11.2 °C.
გაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობის გამო NO2 პარამაგნიტურია მაშინ, როდესაც N2O4 დიამაგნიტურია.
აზოტის დიოქსიდის ქიმია კარგადაა შესწავლილი. 150 °C-ს დროს NO2 იშლება ჟანგბადის არსებობით. რეაქცია ენდოთერმულია:
2 NO2 → 2 NO + O2
როგორც მჟანგავი
N-O ბმის სისუსტიდან გამომდინარე NO2 კარგი მჟანგავია. შესაბამისად ის მაგალითად ბევრ ნაერთებთან მაგალითად ნახშირწყალბადებთან ხანდახან აფეთქებითაც კი იწვის.
ჰიდროლიზი
ის განიცდის ჰიდროლიზს აზოტმჟავისა და აზოტოვანი მჟავის წარმოქმნით:
2 NO2/N2O4 + H2O}} → HNO2 + HNO3
ეს რეაქცია ოსტვალდის პროცესის ერთ-ერთი ნაბიჯია აზოტმჟავის მიღებისათვის ამიაკიდან . აზოტმჟავა ნელა იშლება აზოტის დიოქსიდად, რომელიც მის ძირითად ნიმუშებს მახასიათებელ ყვითელ ფერს აძლევს:
4 HNO3 → 4 NO2 + 2 H2O + O2
ნიტრატებად გარდაქმნა
NO2 გამოიყენება მეტალის უწყლო ნიტრატების მისაღებად მათი ოქსიდებიდან:
MO + 3 NO2 → M(NO3)3 + NO
ნიტრიტებად გარდაქმნა
ალკილებისა და მეტალების იოდიდიები შესაბამის ნიტრიტებს გამოყოფენ:
2 CH3I + 2 NO2 → 2 CH3NO2 + I2
TiI4 + 4 NO2 → Ti(NO2)4 + 2 I2
ეკოლოგია
NO2 ატმოსფეროში ბუნებრივად არსებობს. ის იქ ხვდება როგორც სტრატოსფეროდან, ასევე მას გამოყოფს ზოგიერთი ბაქტერია, ისევე, როგორც ვულკანები და ელვა. ამ წყაროებით ატმოსფეროში NO2 მხოლოდ კვალის სახით გვხვდება, სადაც მისი როლი მზის სინათლის შთანთქმაა. ის ასევე არეგულირებს ტროფოსფეროს ქიმიურ შემადგენლობას, განსაკუთრებით კი ოზონის კონცენტრაციას.
გამოყენება
NO2 გამოიყენება როგორც შუალედური ნაერთი აზოტმჟავის წარმოებაში, როგორც მანიტრირებელი ნაერთი ასაფეთქებელი ნივთიერებების, სინთეზისას, აკრილატების პოლიმერიზაციის ინჰიბიტორი და როგორც ფქვილის მათეთრებელი. ასევე გამოიყენება როგორც მჟანგავი სარაკეტო საწვავებში, მაგალითად წითლად მბოლავ აზოტმჟავაში მისი ხსნარი გამოიყენებოდა რაკეტა ტიტანში, პროექტ გემინის გასაშვებად, Space Shuttle-ს სამანევრო ძრავებში და უპილოტო კოსმოსის საკვლევ აპარატებში.
ადამიანის მიერ შექმნილი წყაროები და გავრცელება
საზოგადოებისათვის NO2-ის ყველაზე მნიშვნელოვან წყაროს შიდაწვის ძრავი წარმოადგენს, რომელიც წიაღირსეულიდან მოპოვებულ საწვავზე მუშაობს.
შენობებში მისი დაგროვება ხდება სიგარეტის კვამლიდან და ბუტანისა და ნავთის გამათბობლიდან.
მუშაკები, რომლებიც მუშაობენ ქარხნებში, სადაც NO2 გამოიყენება, არიან საშიშროების ქვეშ დაავადდნენ ფილტვების დაავადებებით. ამის გამო NIOSH-ს მკაცრი ლიმიტები აქვს დაწესებული მასთან სამუშაოდ. აპოლო-სოიუზის სატესტო პროექტის ფარგლებში მომუშავე ასტრონავტები თითქმის დაიხოცნენ, როცა კაბინაში შემთხვევით მოხდა NO2-ის შეფრქვევა. ფერმერებს შეიძლება მოხვდნენ NO2-ის ზემოქმედების ქვეშ სილოსის დაშლისას წარმოქმნილი აირების შესუნთქვისას. ქრონიკული ზემოქმედება აზიანებს ფილტვებს და შეიძლება განვითარდეს ე.წ. მუშების ფილტვების დაავადება/სილოსის მომამზადებლსი დაავადება.
ისტორიულად აზოტის დიოქსიდი ასევე ჩნდებოდა ატმოსფერული ბირთვული ტესტების შედეგად. სწორედ მის გამო აქვს სოკოსებრ ღრუბელს მოწითალო ფერი.
ტოქსიკურობა
აირადი NO2 იხსნება სასუნთქი გზების ეპითელური უჯრედების ხაზოვან სითხეში და ქიმიურ რეაქციებში შედის არსებულ ანტიოქსიდანტებთან და ლიპიდურ მოლეკულებთან. NO2-ის უარყოფითი გავლენა ორგანიზმზე აიხსნება მასზე რეაქციის პროდუქტების მეტაბოლიტებში, რომლებიც აქტიურ აზოტნაერთებსა და აქტიურ ჟანგბადნაერთებს წარმოადგენენ, რომლებსაც ბრონქოსპაზმების, წვის, შენელებული იმუნური პასუხისა და სხვა ეფექტების ქონა შეუძლიათ გულზე.
NO2-თან შეხების გამო გამოწვეული მწვავე შედეგები როგორც ჩანს მხოლოდ განმეორებად ზემოქმედებას შეუძლია გამოიწვიოს. კანთან პირდაპირი შეხება იწვევს გაღიზიანებას და დამწვრობებს. მხოლოდ მაღალი კონცენტრაციის აირთან პირდაპირ შეხებას შეუძლია გამოიწვიოს დიდი ზიანი: 10–20 ppm-ს შეუძლია ცხვირისა და ყელის მსუბუქი გაღიზიანება. 25–50 ppm- შეშუპებას, რომელსაც შეუძლია ბრონქიტისა და პნევმონიის გამოწვევა. 100 ppm -ზე მეტი კონცენტრაციას შეუძლია სიკვდილის გამოწვევა ფილტვების ასფიქსიის გამო. საშიშროება ძლიერდება იმითაც, რომ დროებითი ხველის, დაღლილობისა და ოდნავი გულისრევის შეგრძნების გარდა მოწამლვას არანაირი სიმპტომი არ გააჩნია. მაგრამ საათზე მეტი სუნთქვის შემთხვევაში იწყება ფილტვების შეშუპება და ამის შემდეგ - გარდაუვალი სიკვდილი.
კანსა და თვალზე მოხვედრისას დაზიანებული ადგილი ირეცხება მარილიანი წყლით. ინჰალაციისათვის რეკომენდებულია ჟანგბადი. იმ შემთხვევაში, თუ არის მეთომოგლობინემიის - ნიშნები(ის ჩნდება მაშინ, როცა აზოტშემცველი ნაერთები აზიანებენ წითელ სხეულებში არსებულ ჰემოგლობინს), რეკომენდებულია მეთილენის ლურჯი.
საზოგადოდ NO2-ის ქრონიკულ ზემოქმედებას შეუძლია გამოიწვიოს რესპირატორული პრობლემები, სასუნთქი გზების ანთება და ასთმური ეფექტების გაძლიერება. NO2 ქმნის ოზონს, რომელსაც შეუძლია თვალების გაღიზიანება და აძლიერებს რესპირატორული პრობლემების განვითარებას, რაც შესაბამისად აიძულებს სუბიექტს უფრო ხშირად მიაკითხოს ექიმებს. ეს განსაკუთრებით ასთმიანებს ეხებათ.
იხილეთ აგრეთვე====იხილეთ ასევე
დიაზოტის ტეტროქსიდი
აზოტოვანი
ნიტრიტი
აზოტის ქვეოქსიდი
ნიტრონიუმის იონი
რესურსები ინტერნეტში
International Chemical Safety Card 0930
National Pollutant Inventory – Oxides of nitrogen fact sheet
NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
WHO-Europe reports: Health Aspects of Air Pollution (2003) (PDF) and "Answer to follow-up questions from CAFE (2004) (PDF)
Nitrogen dioxide Air Pollution
Nitrogen dioxide pollution in the world (image)
A review of the acute and long term impacts of exposure to Nitrogen dioxide in the United Kingdom IOM Research Report TM/04/03
სქოლიო
აზოტის არაორგანული ნაერთები
ოქსიდები
სმოგი
თავისუფალი რადიკალები
საკვები დანამატები