Slāpekļa dioksīds

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Slāpekļa dioksīds
Nitrogen-dioxide-3D-vdW.png
Slāpekļa dioksīda molekulas modelis
Nitrogen-dioxide-2D-dimensions-vector.svg
Slāpekļa dioksīda struktūrformula
Nitrogen dioxide at different temperatures.jpg
Slāpekļa (IV) oksīds dažādās temperatūrās (no kreisās −196 °C, 0 °C, 23 °C, 35 °C un 50 °C). Jo augstāka temperatūra, jo vairāk slāpekļa (IV) oksīda atrodas NO2 formā un intensīvāka ir sarkanbrūnā krāsa
Citi nosaukumi slāpekļa (IV) oksīds
CAS numurs 10102-44-0
Ķīmiskā formula NO2
Molmasa 46,0055 g/mol
Blīvums 1,88 kg/m3
Kušanas temperatūra −11,2 °C
Viršanas temperatūra 21,2 °C
Šķīdība ūdenī reaģē

Slāpekļa dioksīds jeb slāpekļa (IV) oksīds (NO2) ir slāpekļa un skābekļa binārais savienojums. Slāpekļa dioksīds rodas, gaisā sadaloties vai reaģējot visiem pārējiem slāpekļa oksīdiem (izņemot dislāpekļa oksīdu), tādēļ ar terminu 'slāpekļa oksīds', ja nav norādīts precīzāk, ķīmijā parasti saprot slāpekļa dioksīdu. NO2 ir viegli sašķidrināma gāze raksturīgā sarkanbrūnā krāsā, ar ļoti asu smaku.

Tā kā slāpekļa dioksīds ir brīvais radikālis, tas viegli dimerizējas, veidojot N2O4 molekulas. Parasti NO2 ir līdzsvarā ar N2O4:

2NO2 ⇄ N2O4

140 °C temperatūrā slāpekļa (IV) oksīds sastāv tikai no NO2 molekulām, šādos apstākļos gāze ir ļoti tumšā, gandrīz melnā krāsā. Atdzesējot gāze pamazām kļūst gaišāka, kamēr viršanas punktā satur vairs tikai apmēram 0,1% NO2. Sašķidrināts slāpekļa (IV) oksīds ir bezkrāsains vai monomēra piemaisījumu dēļ dzeltenīgs šķidrums. Sasalis slāpekļa (IV) oksīds ir balta kristāliska viela, kas sastāv tikai no N2O4 molekulām.

Iegūšana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Vara reakcija ar slāpekļskābi. Redzama brūnas gāzes izdalīšanās un zila šķīduma veidošanās

Laboratorijas apstākļos NO2 iegūst, iedarbojoties ar koncentrētu slāpekļskābi uz varu:

Cu + 4HNO3Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Izmanto arī svina (II) nitrāta uzmanīgu termisko sadalīšanu:

2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2↑ + O2

Molekulas uzbūve[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

NO2 molekulā kopā ir 17 vērtības elektroni, tādēļ viens no tiem ir nesapārots (molekula ir brīvais radikālis).[1] Tas nosaka arī NO2 paramagnētismu. NO2 molekulai ir leņķveida forma, jo centrālā slāpekļa atoma valences orbitāles ir sp2 hibridizācijas stāvoklī. Abu N−O saišu kārta NO2 molekulā ir 1,5 un nesapārotais elektrons atrodas nesaistošajā molekulārajā orbitālē (tas nosaka NO2 lielāku tieksmi uz dimerizāciju, nekā NO gadījumā, kur nesapārotais elektrons ir irdinošajā orbitālē).

Pievienojot vēl vienu elektronu, no NO2 rodas nitrītjons NO2, kam arī ir leņķiska forma. Sārmu un sārmzemju metālu nitrīti jeb slāpekļpaskābes sāļi ir pavisam stabilas vielas.

Ja nesapārotais elektrons NO2 molekulai tiek atņemts, rodas nitroniljons jeb nitronija jons NO2+. Tam ir lineāra forma un tā ķīmiskās saites ir divkāršas. Ir pazīstami nitronija sāļi (piemēram, nitronija perhlorāts [NO2]ClO4), kas ir ķīmiski ļoti aktīvas vielas. No kovalentajiem nitronija savienojumiem ir pazīstams nitronilfluorīds NO2F, kas ir ļoti spēcīgs oksidētājs. Arī kristālisks slāpekļa (V) oksīds N2O5 ir uzskatāms par nitronija nitrātu [NO2]NO3, jo sastāv no nitronija un nitrāta joniem.

Ķīmiskās īpašības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

NO2 iedarbojoties ar ūdeni vai sārmu šķīdumiem, notiek disproporcionēšanās:

2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
2NO2 + 2KOH → KNO3 + KNO2 + H2O

Slāpekļa dioksīds ir ķīmiski aktīvs, tā atmosfērā deg tādas vielas kā ogleklis (ogles formā), sērs, fosfors.

Izmantošana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Slāpekļa dioksīdu lieto kā nitrējošu aģentu.

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. Nails Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija. Rīga : Zvaigzne, 1978, 382. lpp.
Slāpekļa oksīdi
Nitrous-oxide-3D-vdW.png Dislāpekļa oksīds (N2O) Nitric-oxide-3D-vdW.png Slāpekļa (II) oksīds (NO)
Dinitrogen-trioxide-3D-vdW.png Slāpekļa (III) oksīds (N2O3) Nitrogen-dioxide-3D-vdW.png Slāpekļa dioksīds (NO2) Dinitrogen-pentoxide-3D-vdW.png Slāpekļa (V) oksīds (N2O5)