일산화 질소

일산화 질소(一酸化窒素, ) 또는 산화 질소(酸化窒素)는 질소와 산소로 이루어진 화합물이다. 분자식은 NO이다.

성질 
상온에서 무색의 기체로 존재한다. 녹는점은 -161 °C, 끓는점은 -151 °C이다. 임계 온도는 -92.9 °C, 임계 압력은 64.6atm이다. 분자의 구조는 선형인데, 질소 원자와 산소 원자 사이의 결합길이는 1.151Å으로 이중 결합일 때의 기대값과 삼중 결합일 때의 기대값의 중간이다.

분자에 전자가 홀수개로 존재하는 몇 안 되는 화합물 중 하나이다. 액체 상태에서는 이합체의 형성이 일어나며, 고체 상태에서는 대부분이 이합체의 형태로 존재하나 기체 상태에서는 분자는 단독으로 존재한다. 전자의 개수가 홀수이기 때문에 전자를 얻거나 잃는 경향이 강하여 NO+, NO-과 같은 이온을 형성하기 쉽다.

화학적으로 매우 반응성이 큰 물질로, 산화되어 이산화질소로 되기 쉽다. 산소가 존재할 경우 이들과 반응하여 이산화 질소가 된다. 700 °C로 가열하면 다음과 같이 분해가 시작되어 1200 °C까지 가열될 경우 60%가 분해된다.

2NO → N2 + O2

4NO → 2 N2O + O2

일산화 질소가 관련된 반응 중 대표적인 것은 다음과 같다.
 크롬산, 과망간산, 차아염소산 등에 의해서 산화된다.
 이산화 황과 반응하여 삼산화 황과 질소를 생성한다.
 중성 염화크로뮴 용액에 의해 암모니아로, 산성 염화크로뮴, 염화주석 용액에 의해서 하이드라진으로 환원된다.
 금속 염과 반응하여 니트로실 화합물을 만든다.
 황산철과 반응하여 갈색의 황산철 니트로실(Fe(NO)SO4)을 생성한다. 이 반응은 질산염과 아질산염의 검출에 사용된다.
 진한 황산과 반응하여 황산 수소 니트로실((NO)HSO4)를 생성한다.

제법 
일산화질소는 주로 다음과 같은 방법으로 제작한다.
 진한 질산을 비스무트, 구리, 납, 수은 등으로 환원시킨다.
 질소와 산소의 혼합 기체를 고온에서 반응시킨다.
 암모니아를 백금 촉매와 산소의 존재 하에 가열시켜 얻는다.

생체 내에서의 작용 
 일산화질소는 체내에서 국부적인 조절인자 및 신경전달물질로 작용할 수 있다. 혈중 산소 농도가 떨어지면 혈관 벽의 내피세포는 산화질소 합성효소를 통해 일산화 질소를 생산한다.

 일산화 질소는 주변의 근육세포에 작용하여 근육을 이완시키는 효소를 활성화시켜 혈관을 확장시키는 효과가 있다. 혈관이 확장된 결과 조직에 산소가 원활하게 공급될 수 있게 된다. 그 후 일산화질소는 작용한 지 몇 초 지나지 않아 분해된다.

안전성 
증기는 기도를 강하게 자극한다. 눈과 목에 자극, 가슴의 긴장, 두통, 구역질, 점차적인 무력함이 일어날 수 있다. 심각한 증상은 몇시간 후에도 일어날 수 있으며 청색증, 호흡 곤란, 불규칙한 호흡, 나른함이 있을 수 있다. 치료받지 않는 경우 폐수종으로 인하여 결과적으로 사망할 수 있다.

피부 조직과 눈을 심하게 자극한다.

각주

참고 문헌 
 Campbell, N. A. et al., Biology, 8th edition, San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2007.
 Parker, S. P. et al., McGraw-Hill encyclopedia of chemistry, New York: McGraw-Hill, 1993.
 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 《화학대사전》, 서울: 世和, 2001.
 https://web.archive.org/web/20061020030521/http://www.vngas.com/pdf/g60.pdf

무기 질소 화합물
산화물
질소 대사
신경전달물질
GABAA 양성 알로스테릭 조절자
NMDA 수용체 대항제
질소 산화물