Молекулярна формула оксиду азоту 2. Таємниця ступенів окиснення

Оксид азоту (II), оксид (II) оксид, окис азотунеорганічна сполука складу NO. За звичайних умов є безбарвним, токсичним та негорючим газом. У рідкому та твердому станах з'єднання димеризується з утворенням оксиду N 2 O 2 .

Монооксид азоту відноситься до несолетвірних оксидів: з водою він не утворює кислоту або основу, а безпосередньо реагуючи з основами та з кислотами, не утворює солей.

Фізичні властивості

Оксид азоту NO за звичайних умов є безбарвним газом з дуже низькою температурою кипіння (-151,8 °С) та температурою плавлення (-163,6 °С). У твердому стані завдяки наявності неспареного електрона з'єднання повністю димеризується з утворенням оксиду N 2 O 2, а в рідкому - приблизно на чверть.

У воді розчиняється важко: при звичайній температурі лише близько 5 см в 100 г води.

Отримання

Промисловий метод

У промислових масштабах синтез оксиду азоту (II) є одним із стадій отриманні азотної кислоти. Його отримують окисленням аміаку киснем повітря у присутності каталізаторів:

Кількість перетвореного на NO аміаку становить приблизно 93-98%. Іншими, побічними, реакціями є утворення азоту та оксиду азоту (I):

Крім цього, може відбуватися часткове розкладання кінцевого продукту, NO, а також його взаємодія з аміаком:

Згідно з однією з найпоширеніших теорій механізму окислення, запропонованої Максом Боденштейном, аміак окислюється атомарним киснем, адсорбованим на каталізаторі з утворенням гідроксиламіну, який поступово розкладається з утворенням NO:

Основними застосовуваними каталізаторами є платина і меншою мірою родій і паладій. Незважаючи на їхню високу вартість, вони мають перевагу у вищому виході реакції та меншої схильності до отруєння.

Лабораторні методи

У лабораторіях монооксид азоту зазвичай видобувають взаємодією розведеної азотної кислоти з міддю при деякому нагріванні реакції:

Застосовуються також реакції відновлення нітритів у розведеній сірчаній кислоті:

Отриманий такими методами NO може бути забруднений домішками (насамперед N 2 O), тому він вимагає додаткового очищення.

Хімічні властивості

Найбільш характерною властивістю монооксиду азоту є його здатність легко поєднуватися за звичайних умов з киснем повітря з утворенням діоксиду азоту (реакція має велике значення при виробництві азотної кислоти):

При високотемпературному нагріванні та у присутності каталізатора BaO, газоподібні NO розкладається на прості з'єднання. Рідкий NO з часом може диспропорціонувати з утворенням оксидів азоту (I) та азоту (III):

При взаємодії з галогенами або сірчаною кислотою (у присутності кисню) NO окислюється з утворенням сполук нітрозилу:

Аналогічно він утворює нітрозильні комплекси з металами у водних розчинах солей:

Оксид азоту відновлюється до вільного азоту графітом, червоним фосфором, неметалевими сполуками-відновниками, а також деякими металами:

Роль у живих організмах

Роль оксиду азоту (II) як сигнальної молекули в живих організмах була відкрита в 1980-х роках, а в 1998 Роберт Ферчготт, Луїс Ігнарро і Ферід Мурад отримали Нобелівську премію з фізіології або медицини за з'ясування його функцій у серцево-судинній системі. Монооксид азоту є паракринним фактором завдяки своїй здатності швидко дифундувати через мембрани клітин, проте через високу реакційність відстань такої дифузії обмежена 1 мм, а час півжиття молекул NO становить 5-10 секунд. Азот мооноксид виконує сигнальну функцію як у тварин, так і рослин, навіть деякі бактерії можуть відчувати дуже невеликі його концентрації і рухатися в бік від джерела цієї сполуки.

У ссавців NO задіяний у ряді фізіологічних процесів, таких як регуляція артеріального тиску, передача нервових імпульсів, зсідання крові та імунна відповідь. Синтез оксиду азоту (II) здійснюється шляхом деамінування амінокислоти аргініну і забезпечується ферментом NO-синтази (NOS), що у ссавців трьох ізоформ: нейрональна (nNOS), індуцибельної (iNOS) і ендотеліальної (eNOS). nNOS та eNOS експресуються у відповідних типах клітин конститутивно та різко збільшують свою активність у відповідь на зростання концентрації Ca 2+. Проте активація iNOS здійснюється на рівні транскрипції під впливом ендотоксинів або цитокінів запалення, зокрема в таких клітинах як макрофаги та нейтрофіли, і не залежить від цитоплазматичного рівня кальцію.

Однією з мішеней монооксиду азоту в клітинах ссавців, у тому числі гладких м'язах, є фермент гуанілатциклази, в активному центрі якого він приєднується до атома заліза і таким чином збільшує ензиматичну активність. Циклічний ГМФ, що є продуктом гуанілатциклази, є вторинним посередником і запускає в клітині каскад реакцій, що забезпечують фізіологічну відповідь, у разі гладких м'язів їх розслаблення.

NO може діяти також і цГМФ-незалежним шляхом, наприклад, змінювати активність білків шляхом ковалентного нітрозилювання тіольних груп (-SH) специфічних залишків цистеїну в їх складі.

Захисна функція монооксиду азоту

У рослин NO бере участь у захисних реакціях під час ушкоджень та інфекцій. Також монооксид азоту відіграє роль функціонуванні імунної системи тварин. Активовані макрофаги та нейрофіли (а також клітини ендотелію) виробляють його у великих кількостях під час запальних процесів. Разом з NO вони виділяють супероксид-он (O-2), ці дві сполуки з'єднуючись утворюють дуже токсичний пероксинітрит (OONO -) потрібен для того, щоб убити поглинені бактерії.

Медичні препарати, що впливають на сигналування NO

З препаратів, що впливають на сигнальний шлях монооксиду азоту, першим почав використовуватися ще в ХІХ столітті нітрогліцерин для боротьби зі стенокардією. Ця сполука повільно розщеплюється в організмі та діє як джерело NO тривалий час. NO у свою чергу забезпечує розширення судин та зменшення навантаження на серце. Така дія нітрогліцерину була відкрита завдяки спостереженню, що хворі на стенокардію працівники фабрик, на яких виготовляли цю сполуку, сильніше страждали від болю на вихідних. Лікарі так часто чули такі повідомлення пацієнтів, звернули увагу на терапевтичний ефект нітрогліцерину. З того часу було розроблено багато інших нітровазодиляторів. Сам NO не має терапевтичної дії при стінокрадії, через дуже невеликий час півжиття, проте його іноді використовують у формі, що вдихається, для полегшення легеневої гіпертензії.

Існують також препарати, які мають інші мішені у сигнальному шляху NO. Наприклад, силденафіл пригнічує діяльність фосфодіестерази, яка розщеплює цГМФ, таким чином продовжуючи тривалість дії сигналу. Ця сполука була вперше запропонована для лікування стінокрадії, проте з'ясувалося, що вона найбільш ефективно впливає на ізоформу цГМФ-фосфодіестерази, що експресується в судинах пеніса, і викликає їх розширення і, відповідно, ерекцію. Тому силденафіл (за назвою Віагра) став використовуватися для лікування еректильної дисфункції.

Токсичність

Оксид NO дратує дихальні шляхи та очі. Симптоми отруєння з'являються лише через певний період затримки за кілька годин. Ними є: подразнення горла, утруднене дихання, біль голови, нудота. Подальші ускладнення за відсутності лікувальних заходів можуть викликати повну втрату сил, мінливість дихання, ціаноз, і навіть смерть внаслідок набряку легких.

Ураженого NO необхідно усунути з небезпечної території, провентилювати легені киснем. Подальші 72 години необхідно забезпечити нагляд та виключити будь-яку фізичну діяльність, оскільки це може призвести до розвитку набряку легенів. При попаданні речовини на або на шкіру, необхідно ретельно промити уражене місце теплою водою і звернутися до лікаря.

Заходами безпеки під час роботи з оксидом азоту (I) є наявність захисних гумових (тефлонових) рукавичок, герметичних окулярів, респіратора.

У зв'язку з тим, що у своїх сполуках азот виявляє різні валентності, для цього елемента характерно кілька оксидів: оксид діазоту, моно-, три-, ді- та пентаоксиди азоту. Розглянемо кожен із них докладніше.

ВИЗНАЧЕННЯ

Оксид діазоту(звеселяючий газ, закис азоту) є безбарвним газом, термічно стійким.

Погано розчиняється у воді. При сильному охолодженні розчину кристалізується кларат N 2 O×5,75H 2 O.

ВИЗНАЧЕННЯ

Монооксид азотуможе існувати як вигляді безбарвного газу, і рідини блакитного кольору.

У твердому стані він повністю димеризований (N 2 O 2), у рідкому стані - частково (≈ 25% N 2 O 2), у газі - дуже мало. Надзвичайно термічно стійкий. Погано розчиняється у воді.

ВИЗНАЧЕННЯ

Триоксид азотує термічно нестійкою рідиною синього кольору.

При кімнатній температурі на 90% розкладається на NO і NO 2 і забарвлюється бурого кольору (NO 2), не має температури кипіння (NO випаровується першим). У твердому стані - це біла або блакитна речовина з іонною будовою - нітрит нітрозилу (NO +) (NO 2 -). У газі має молекулярну будову ON-NO2.

ВИЗНАЧЕННЯ

Діоксид азоту(Лисий хвіст) являє собою бурий газ.

При температурі вище 135 o З це мономер, при кімнатній температурі - червоно-бура суміш NO 2 і його димеру (тетраоксиду діазоту) N 2 O 4 . У рідкому стані димер безбарвний, у твердому стані білий. Добре розчиняється у холодній воді (насичений розчин – яскраво-зелений), повністю реагуючи з нею.

ВИЗНАЧЕННЯ

Пентаоксид азоту (азотний ангідрид)являє собою білу тверду речовину, безбарвні газ та рідину.

При нагріванні виганяється та плавиться, при кімнатній температурі розкладається за 10 годин. У твердому стані має іонну будову (NO 2 +)(NO 3 -) - нітрат нітроїлу.

Таблиця 1. Фізичні характеристики оксидів азоту.

Одержання оксиду азоту

В лабораторних умовах оксид діазоту одержують шляхом обережного нагрівання сухого нітрату амонію (1) або нагріванням суміші сульфамінової та азотної (73%-на) кислот (2):

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O(1);

NH 2 SO 2 OH + HNO 3 = N 2 O + H 2 SO 4 + H 2 O(2).

Монооксид азоту одержують взаємодією простих речовин азоту та кисню при високих температурах (≈1300 o С):

N 2 + O 2 = 2NO.

Крім цього оксид азоту (II) є одним із продуктів реакції розчинення міді в розведеній азотній кислоті:

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

При охолодженні суміші газів, що складається з оксидів азоту (II) і (IV) до -36 o Утворюється триоксид азоту:

NO + NO 2 = N 2 O 3 .

Дану сполуку можна отримати при дії 50% азотної кислоти на оксид миш'яку (III) (3) або крохмаль (4):

2HNO 3 + As 2 O 3 = NO 2 + NO + 2HAsO 3 (3);

HNO 3 + (C 6 H 10 O 5 ) n = 6nNO + 6nNO 2 + 6nCO 2 + 11nH 2 O(4).

Термічне розкладання нітрату свинцю (II) призводить до утворення діоксидазоту:

2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2 .

Ця ж сполука утворюється при розчиненні міді в концентрованій азотній кислоті:

Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

Пентаоксид азоту отримують шляхом пропускання сухого хлору над сухим нітратом срібла (5), а також реакції взаємодії між оксидом азоту (IV) і озоном (6):

2Cl 2 + 4AgNO 3 = 2N 2 O 5 + 4AgCl + O 2 (5);

2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2 (6).

Хімічні властивості оксиду азоту

Оксид діазоту малореакційний, не реагує з розведеними кислотами, лугами, гідратом аміаку, киснем. При нагріванні реагує з концентрованою сірчаною кислотою, воднем, металами, аміаком. Підтримує горіння вуглецю та фосфору. В ОВР може виявляти властивості як слабкого окислювача, і слабкого відновника.

Монооксид азоту не реагує з водою, розведеними кислотами, лугами, гідратом аміаку. Миттєво приєднує кисень. При нагріванні реагує з галогенами та іншими неметалами, сильними окислювачами та відновниками. Входить у реакції комплексоутворення.

Триоксид азоту виявляє кислотні властивості, реагує з водою, лугами, гідратом аміаку. Енергійно реагує з киснем та озоном, окислює метали.

Діоксид азоту реагує з водою та лугами. В ОВР виявляє властивості сильного окислювача. Викликає корозію металів.

Пентаоксид азоту виявляє кислотні властивості, реагує з водою, лугами, гідратом аміаку. Є дуже сильним окислювачем.

Застосування оксиду азоту

Оксид діазоту використовують у харчовій промисловості (пропелент при виготовленні збитих вершків), медицині (для інгаляційного наркозу), а також як основний компонент ракетного палива.

Триоксид та діоксид азоту застосовуються в неорганічному синтезі для отримання азотної та сірчаної кислот. Оксид азоту (IV) також знайшов застосування як одного з компонентів ракетного палива та сумішевих вибухових речовин.

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Завдання Оксид азоту містить 63,2% кисню. Якою є формула оксиду.
Рішення Масова частка елемента Х у молекулі складу НХ розраховується за такою формулою:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Обчислимо масову частку азоту в оксиді:

ω(N) = 100% - ω(O) = 100% - 63,2% = 36,8%.

Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу з'єднання за «х» (азот) та «у» (кисень). Тоді мольне ставлення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва, округлим до цілих чисел):

x:y = ω(N)/Ar(N) : ω(O)/Ar(O);

x: y = 36,8/14: 63,2/16;

x: y = 2,6: 3,95 = 1: 2.

Значить формула сполуки азоту та кисню матиме вигляд NO 2 . Це оксид азоту (ІV).

Відповідь NO 2

ПРИКЛАД 2

Завдання Які гази важчі, а які легші за повітря і в скільки разів: діоксид вуглецю, діоксид азоту, монооксид вуглецю, хлор, аміак?
Рішення Відношення маси даного газу до маси іншого газу, взятого в тому ж обсязі, при тій же температурі і тому ж тиску, називається відносною щільністю першого газу по другому. Ця величина показує, у скільки разів перший газ важчий або легший за другий газ.

Відносну молекулярну масу повітря приймають рівною 29 (з урахуванням вмісту в повітрі азоту, кисню та інших газів). Слід зазначити, що поняття «відносна молекулярна маса повітря» використовується умовно, оскільки повітря це суміш газів.

D air(CO 2 ) = M r (CO 2 ) / M r (air);

D air (CO 2 ) = 44/29 = 1,52.

M r (CO 2 ) = A r (C) + 2 × A r (O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44.

D air (NO 2) = M r (NO 2) / M r (air);

D air (NO 2) = 46/29 = 1,59.

M r (NO 2 ) = A r (N) + 2 × A r (O) = 14 + 2 × 16 = 14 + 32 = 46.

D air (CO) = M r (CO) / M r (air);

D air (CO) = 28/29 = 0,97.

M r (CO) = A r (C) + A r (O) = 12 + 16 = 28.

D air (Cl 2) = M r (Cl 2) / M r (air);

D air (Cl 2 ) = 71/29 = 2,45.

M r (Cl 2 ) = 2 × A r (Cl) = 2 × 35,5 = 71.

D air (NH 3) = M r (NH 3) / M r (air);

D air (NH 3) = 17/29 = 0,57.

M r (NH 3 ) = A r (N) + 3 × A r (H) = 14 + 3 × 1 = 17.

Відповідь Діоксид вуглецю, діоксид азоту та хлор важчий за повітря відповідно в 1,52; 1,59 та 2,45 рази, а монооксид вуглецю та аміак - легше в 0,97 та 0,57 разів.
Хімічна формула NO Фізичні властивості Стан (ст. ум.) безбарвний газ Молярна маса 30,0061 г/моль густина 0,00134 (газ) г/см³ Термічні властивості Температура плавлення −163,6 °C Температура кипіння −151,7 °C Ентальпія освіти (ст. ум.) 81 кДж/моль Хімічні властивості Розчинність у воді 0,01 г/100 мл Класифікація Реєстр. номер CAS

(мон(о)оксид азоту, окис азоту, нітрозил-радикал) NO - несолетворний оксид азоту . У нормальних умовах він є безбарвним газом, погано розчинним у воді. Скраплюється насилу; у рідкому та твердому вигляді має блакитний колір.

Наявність неспареного електрона обумовлює схильність NO до утворення слабопов'язаних димерів N 2 O 2 . Це неміцні сполуки з Δ H° димеризації близько 17 кДж/моль. Рідкий оксид азоту(II) на 25 % складається з молекул N 2 O 2 , а твердий оксид повністю складається з них.

Отримання

Оксид азоту(II) - єдиний із оксидів азоту, який можна отримати безпосередньо з вільних елементів з'єднанням азоту з киснем при високих температурах (1200-1300 °C) або в електричному розряді. У природі він утворюється в атмосфері при грозових розрядах (тепловий ефект реакції -180,9 кДж):

При зниженні температури оксид азоту(II) розкладається на азот і кисень, але якщо температура падає різко, то оксид, що не встиг розкластися, існує досить довго: при низькій температурі швидкість розпаду невелика. Таке різке охолодження називається «загартуванням» і використовується при одному зі способів одержання азотної кислоти.

У лабораторії його зазвичай отримують взаємодією 30%-ної HNO 3 з деякими металами, наприклад, з міддю:

Чистіший, не забруднений домішками NO можна отримати за реакціями:

Промисловий спосіб заснований на окисленні аміаку при високій температурі і тиску за участю Cr 2 O 3 (як каталізаторів):

Хімічні властивості

При кімнатній температурі та атмосферному тиску відбувається окислення NO киснем повітря:

Для NO характерні також реакції приєднання галогенів з утворенням нітрозілгалогенідів, у цій реакції NO виявляє властивості відновника з утворенням нітрозілхлориду:

У присутності сильніших відновників NO виявляє окисні властивості:

У воді NO мало розчинний і з нею не реагує, будучи несолетворним оксидом.

Фізіологічна дія

Як і всі оксиди азоту (крім N 2 O), NO – токсичний, при вдиханні вражає дихальні шляхи.

За два останні десятиліття було встановлено, що ця молекула NO має широкий спектр біологічної дії, яку умовно можна розділити на регуляторну, захисну та шкідливу. NO діє як посередник у передачі клітинних сигналів усередині клітини та між клітинами. Оксид азоту, що виробляється клітинами ендотелію судин, відповідає за розслаблення гладких м'язів судин та їх розширення (вазодилатацію), запобігає агрегації тромбоцитів та адгезії нейрофілів до ендотелію, бере участь у різних процесах у нервовій, репродуктивній та імунній системах. NO також має цитотоксичні та цитостатичні властивості. Клітини-кілери імунної системи використовують оксид азоту для знищення бактерій та клітин злоякісних пухлин. З порушенням біосинтезу та метаболізму NO пов'язані такі захворювання, як есенціальна артеріальна гіпертензія, ішемічна хвороба серця, інфаркт міокарда, первинна легенева гіпертензія, бронхіальна астма, невротична депресія, епілепсія, нейродегенеративні захворювання (хвороба Альцгеймера, .

Оксид азоту може синтезуватися кількома шляхами. Рослини використовують неферментативну фотохімічну реакцію між NO2 та каротиноїдами. У тварин синтез здійснюють сімейство NO-синтаз (NOS). NOS-ферменти - члени гем-містить суперродини ферментів, названих монооксигеназами. Залежно від структури та функцій, NOS можуть бути поділені на три групи: ендотеліальні (eNOS), нейрональні (nNOS) та індуцибельні (iNOS). В активний центр будь-який з NO-синтаз входить залізопорфіриновий комплекс, що містить аксіально координований цистеїн або метіонін. Хоча всі ізоформи NOS каталізують утворення NO, вони є продуктами різних генів, кожна з них має свої особливості як у механізмах дії та локалізації, так і у біологічному значенні для організму. Тому зазначені ізоформи прийнято також поділяти на конститутивну (cNOS) та індуцибельну (iNOS) синтази оксиду азоту.

cNOS постійно знаходиться в цитоплазмі, залежить від концентрації іонів кальцію та кальмодуліну (білок, що є внутрішньоклітинним посередником перенесення іонів кальцію) та сприяє виділенню невеликої кількості NO на короткий період у відповідь на стимуляцію рецепторів. Індуцибельна NOS з'являється в клітинах тільки після індукції їх бактеріальними ендотоксинами і деякими медіаторами запалення, такими як гамма-інтерферон, фактор некрозу пухлини та ін. У цьому продукція NO зберігається триваліше.

Характерною особливістю NO є здатність швидко (менш ніж за 5 секунд) дифундувати через мембрану клітини, що синтезувала його, в міжклітинний простір і легко (без участі рецепторів) проникати в клітини-мішені. Усередині клітини він активує одні та інгібує інші ферменти, беручи участь у регуляції клітинних функцій і фактично діючи як локальна сигнальна молекула. NO відіграє ключову роль у придушенні активності бактеріальних та пухлинних клітин шляхом або блокування деяких їх залізовмісних ферментів, або шляхом пошкодження їх клітинних структур оксидом азоту або вільними радикалами, що утворюються з оксиду азоту. Одночасно в осередку запалення накопичується супероксид, який викликає пошкодження білків і ліпідів клітинних мембран, що пояснює його цитотоксичну дію на клітину-мішень. Отже, NO, надмірно накопичуючись у клітині, може діяти двояко: з одного боку викликати ушкодження ДНК і з іншого – давати прозапальний ефект.

Оксид азоту здатний ініціювати утворення кровоносних судин. У разі інфаркту міокарда оксид азоту відіграє позитивну роль, тому що індукує новий судинний ріст, але при ракових захворюваннях той самий процес викликає розвиток пухлин, сприяючи харчуванню та зростанню ракових клітин. З іншого боку, внаслідок цього покращується доставка оксиду азоту до пухлинних клітин. Пошкодження ДНК під дією NO є однією з причин розвитку апоптозу (запрограмований процес клітинного самогубства, спрямований на видалення клітин, що втратили свої функції). В експериментах спостерігалося дезамінування дезоксинуклеозидів, дезоксинуклеотидів та неушкодженої ДНК при дії розчину, насиченого NO. Цей процес відповідальний за підвищення чутливості клітин до алкілуючих агентів та іонізуючого випромінювання, що використовується в антираковій терапії.

Кліренс NO (швидкість очищення крові від NO у процесі його хімічних перетворень) відбувається шляхом утворення нітритів і нітратів і становить у середньому трохи більше 5 секунд. У кліренс можуть бути залучені проміжні щаблі, пов'язані із взаємодією з супероксидом або з гемоглобіном з утворенням пероксинітриту. Оксид азоту може бути відновлений NO-редуктазою - ферментом, що тісно пов'язаним з NO-синтазою.

Застосування

Отримання NO є одним із стадій отримання азотної кислоти .

Див. також


Оксиди азоту
Оксид азоту(I) (N 2 O) Оксид азоту(II) (NO)
Оксид азоту(III) (N 2 O 3)

При звичайній температурі N 2 O - безбарвний газ зі слабким приємним запахом та солодкуватим смаком; має наркотичну дію, викликаючи спочатку судомний сміх, потім - втрату свідомості.

Способи отримання

1. Розкладання нітрату амонію при невеликому нагріванні:


NH 4 NO 3 = N 2 O + 2Н 2 О


2. Дія HNO 3 на активні метали


10HNO 3 (конц.) + 4Са = N 2 O + 4Ca(NO 3) 2 + 5Н 2 О

Хімічні властивості

N 2 O не виявляє ні кислотних, ні основних властивостей, тобто не взаємодіє з основами, кислотами, з водою (несолеутворюючий оксид).


При Т > 500"С розкладається на прості речовини. N 2 O - дуже сильний окислювач. Наприклад, здатний у водному розчині окислити діоксид сірки до сірчаної кислоти:


N 2 O + SO 2 + Н 2 О = N 2 + H 2 SO 4

NO – оксид азоту (II), монооксид азоту.

При нормальній температурі NO - безбарвний газ без запаху, малорозчинний у воді, дуже токсичний (у великих концентраціях змінює структуру гемоглобіну).

Способи отримання

1. Прямий синтез із простих речовин може бути здійснений лише за дуже високої Т:


N 2 + O 2 = 2NО - Q


2. Отримання промисловості (1-я стадія виробництва HNO 3).


4NH 3 + 5O 2 = 4NО + 6Н 2 О


3. Лабораторний метод - дія розб. HNO 3 на важкі метали:


8HNO 3 + 3Cu = 2NO + 3Cu(NO 3) 2 + 4Н 2 О

Хімічні властивості

NO - несолетворний оксид (подібно N 2 Про). Має окислювально-відновну подвійність.

I. NO - окислювач

2NO + SO 2 + Н 2 О = N 2 O + H 2 SO 4


2NO + 2H 2 = N 2 + 2Н 2 О (з вибухом)

ІІ. NO - відновник

2NO + O 2 = 2NO 2


10NO + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 10HNO 3 + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 4Н 2 О

NO 2 - оксид азоту (IV), діоксид азоту

При звичайній температурі NO 2 - червоно-бурий отруйний газ із різким запахом. Є сумішшю NO 2 і його димера N 2 O 4 у співвідношенні -1:4. Діоксид азоту добре розчиняється у воді.

Способи отримання

I. Промисловий - окислення NO: 2NO + O 2 = 2NO 2


ІІ. Лабораторні:


дія конц. HNO 3 на важкі метали: 4HNO 3 + Сu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2Н 2 О


розкладання нітратів: 2Pb(NO 3) 2 = 4NO 2 + O 2 + 2РbО

Хімічні властивості

NO 2 - кислотний оксид, змішаний ангідрид 2-х кислот

NO 2 взаємодіє з водою, основними оксидами та лугами. Але реакції протікають негаразд, як із звичайними оксидами - вони завжди окислювально - відновлювальні. Пояснюється це тим, що немає кислоти зі С.О. (N) = +4, тому NO 2 при розчиненні у воді диспропорціонує з утворенням 2-х кислот - азотної та азотистої:


2NO 2 + Н 2 О = HNO 3 + HNO 2


Якщо розчинення відбувається в присутності O 2 то утворюється одна кислота - азотна:


4NO 2 + 2Н 2 Про + O 2 = 4HNO 3


Аналогічним чином відбувається взаємодія NO 2 з лугами:


відсутність O 2 : 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + Н 2 О


у присутності O 2 : 4NO 2 + 4NaOH + O 2 = 4NaNO 3 + 2Н 2 О

NO 2 – дуже сильний окислювач

По окисної здатності NO 2 перевищує азотну кислоту. У його атмосфері горять С, S, Р, метали та деякі органічні речовини. При цьому NO2 відновлюється до вільного азоту:


10NO 2 + 8P = 5N 2 + 4P 2 O 5


2NO 2 + 8HI = N 2 + 4I 2 + 4Н 2 О (виникає фіолетове полум'я)


У присутності Pt або Ni діоксид азоту відновлюється воднем до аміаку:


2NO 2 + 7Н 2 = 2NH 3 + 4Н 2 О


Як окислювач NO 2 використовується у ракетних паливах. При його взаємодії з гідразином та його похідними виділяється велика кількість енергії:


2NO 2 + 2N 2 H 4 = 3N 2 + 4Н 2 О + Q

N 2 O 3 та N 2 O 5 - нестійкі речовини

Обидва оксиди мають яскраво виражений кислотний характер, є відповідно ангідридами азотистої та азотної кислот.


N 2 O 3 як індивідуальна речовина існує тільки у твердому стані нижче Т пл. (-100С).


З підвищенням температури розкладається: N 2 O 3 → NO + NO 2


N 2 O 5 при кімнатній температурі і особливо світла розкладається так енергійно, що іноді мимоволі вибухає.


Ця стаття визначає оксиди азоту як хімічні сполуки; про утворення і способи скорочення викидів оксидів азоту при горінні див. NOx (оксиди азоту) .

Оксиди азоту- неорганічні бінарні сполуки азоту з киснем.

Енциклопедичний YouTube

    1 / 3

    Досліди з хімії. Одержання оксиду азоту (ІІ); окислення його киснем

    Оксид азоту

    Про користь оксиду азоту в організмі. Найтвіркс

    Субтитри

Список оксидів

Відомі 10 сполук азоту з киснем. Крім п'яти класичних оксидів азоту - закису азоту N 2 O, окису азоту NO, оксиду азоту(III) N 2 O 3 , діоксиду азоту NO 2 і оксиду азоту(V) N 2 O 5 - відомі також димер діоксиду азоту N 2 O 4 і 4 малостабільні сполуки: нітрозилазид NON 3 , нітрилазид NO 2 N 3 , тринітрамід N(NO 2) 3 і нітратний радикал NO 3 .

N 2 O

Несолетворний оксид. При нагріванні розкладається на азот та кисень. При високих концентраціях N 2 O збуджує нервову систему («звеселяючий газ»). У медицині N 2 O застосовують як слабкий засіб для наркозу, токсичний. Також N 2 O називають закисом азоту. Закис азоту іноді використовується для покращення технічних характеристик двигунів внутрішнього згоряння. У разі автомобільних застосувань речовина, що містить закис азоту, і пальне впорскуються у впускний колектор двигуна, що всмоктує, що призводить до наступних результатів:

  • знижує температуру повітря, що всмоктується в двигун, забезпечуючи щільний надходить заряд суміші;
  • збільшує вміст кисню в заряді, що надходить;
  • підвищує швидкість (інтенсивність) згоряння у циліндрах двигуна.

NO

Оксид азоту NO ( монооксид азоту) - безбарвний газ, трохи розчинний у воді. Не взаємодіє з водою, розчинами кислот та лугів. Оксид азоту(II) - дуже реакційна сполука, яка може вступати в реакції приєднання з рядом солей (нітрозосолі), з галогенами (напр., нітрозилхлорид NOCl), органічними сполуками. При нормальній температурі NO з'єднується з киснем з утворенням NO 2 . Оксид NO отримують каталітичним окисленням аміаку при виробництві азотної кислоти.

N 2 O 3 (III)

Оксид N 2 O 3 ( триоксид діазоту, азотистий ангідрид.) - темно-синя рідина, нестійка за звичайних умов, взаємодіє з водою, утворюючи азотисту кислоту HNO 2 .

NO 2 (IV)

Оксид азоту NO 2 ( діоксид азоту) - бурий газ, токсичний, важчий за повітря, легко зріджується. При кімнатній температурі NO 2 знаходиться в суміші з безбарвним димером N 2 O 4 приблизно 1:1. Взаємодіє з водою:

2 N O 2 + H 2 O → H N O 3 + H N O 2 (\displaystyle (\mathsf (2NO_(2)+H_(2)O\rightarrow HNO_(3)+HNO_(2))))

та розчинами лугів:

2 N O 2 + 2 N a O H → N a N O 3 + N a N O 2 + H 2 O )O)))

Сильний окислювач. Багато речовин (



Останні матеріали розділу:

Атф та її роль в обміні речовин У тварин атф синтезується в
Атф та її роль в обміні речовин У тварин атф синтезується в

Способи отримання енергії в клітці У клітці існують чотири основні процеси, що забезпечують вивільнення енергії з хімічних зв'язків при...

Вестерн блотінг (вестерн-блот, білковий імуноблот, Western bloting) Вестерн блоттинг помилки під час виконання
Вестерн блотінг (вестерн-блот, білковий імуноблот, Western bloting) Вестерн блоттинг помилки під час виконання

Блоттінг (від англ. "blot" - пляма) - перенесення НК, білків та ліпідів на тверду підкладку, наприклад, мембрану та їх іммобілізація. Методи...

Медіальний поздовжній пучок Введення в анатомію людини
Медіальний поздовжній пучок Введення в анатомію людини

Пучок поздовжній медіальний (f. longitudinalis medialis, PNA, BNA, JNA) П. нервових волокон, що починається від проміжного і центрального ядра.