Oxid dusičitý
Oxid dusičitý (NO2) je jedním z pěti oxidů dusíku.
| Oxid dusičitý | |
|---|---|
NO2 (vlevo) a N2O4 (vpravo) | |
Struktura oxidu dusičitého | |
| Obecné | |
| Systematický název | oxid dusičitý |
| Anglický název | Nitrogen dioxide |
| Německý název | Stickstoffdioxid |
| Sumární vzorec | NO2 (monomer) N2O4 (dimer) |
| Vzhled | červenohnědý plyn žlutohnědá kapalina bílé krystaly |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 10102-44-0 |
| 10544-72-6 (dimer) | |
| EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) | 233-272-6 |
| Indexové číslo | 007-002-00-0 |
| PubChem | 3032552 |
| UN kód | 1067 |
| Číslo RTECS | QW9800000 |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 46,006 g/mol (NO2) 92,012 g/mol (N2O4) |
| Teplota tání | −11,20 °C |
| Teplota varu | 21,20 °C |
| Hustota | 1,981 4 g/cm3 (−195 °C) 1,449 4 g/cm3 (20 °C) 3,4 kg/m3 (22 °C) |
| Index lomu | nD= 1,40 (20 °C) |
| Kritická teplota Tk | 157,8 °C |
| Kritický tlak pk | 10 100 kPa |
| Rozpustnost ve vodě | reaguje za vzniku HNO3 |
| Rozpustnost v polárních rozpouštědlech |
roztok kyseliny dusičné (hnědé zbarvení) |
| Rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech |
diethylether chloroform sirouhlík |
| Tlak páry | 34,33 kPa (0 °C) |
| Van der Waalsovy konstanty stavové rovnice | a= 0,535 4 Pa·m6mol−2 b= 44,24×10−6 m3mol−1 |
| Měrná magnetická susceptibilita | −3,52 Sm−1 (−16 °C) |
| Ionizační energie | 9,79 eV |
| Struktura | |
| Krystalová struktura | krychlová |
| Termodynamické vlastnosti | |
| Standardní slučovací entalpie ΔHf° | 33,2 kJ/mol1 |
| Entalpie tání ΔHt | 252 J/g |
| Standardní molární entropie S° | 240,1 JK−1mol−1 |
| Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° | 51,32 kJ/mol |
| Izobarické měrné teplo cp | 0,809 JK−1g−1 |
| Bezpečnost | |
 GHS03  GHS04  GHS05  GHS06 Nebezpečí[1] | |
| H-věty | H270 H330 H314 |
| R-věty | R8 R26 R34 |
| S-věty | (S1/2) S9 S26 S28 S36/37/39 S45 |
| NFPA 704 |  0
3
0
OX
|
| Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). | |
| Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Vlastnosti
V plynném stavu jde o červenohnědý, agresivní, prudce jedovatý plyn, v kapalném stavu je to žlutohnědá látka, která tuhne na bezbarvé krystaly. Změna barvy při skupenských přechodech souvisí s rovnováhou mezi dimerní formou (N2O4, převládá v kondenzovaných fázích, je bezbarvá) a monomerní formou (NO2, je přítomna v plynné fázi, intenzivně červenohnědá):
- N2O4 ⇌ 2 NO2
Vznik a výroba
Vzniká ve spalovacích motorech oxidací vzdušného dusíku za vysokých teplot, oxidací oxidu dusného atmosférickým kyslíkem a ozónem[2] a dále vzniká rozkladem kyseliny dusičné.
Průmyslově se vyrábí dvoustupňovou oxidací amoniaku:
- 4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
- 2 NO + O2 → 2 NO2
S vodou reaguje oxid dusičitý za vzniku kyseliny dusičné a oxidu dusnatého:
- 3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO.
Použití
- Oxid dusičitý je meziproduktem výroby kyseliny dusičné (HNO3);
- Silné oxidační činidlo v průmyslových procesech;
- Okysličovadlo v raketových palivech.[3]
Okysličovadlo v raketových palivech
Kapalný oxid dusičitý se používá v dvousložkových pohonných látkách (bipropelantech) jako okysličovadlo v raketových motorech, nejčastěji v kombinaci s hydrazinem jako palivem; spalování probíhá dle rovnice
- 2 N2H4 + N2O4 → 3 N2 + 4 H2O.
Směs hydrazinu s oxidem dusičitým je hypergolická, tj. uvedená reakce započne automaticky po smíchání obou složek pohonné látky. Proto jsou při použití této směsi raketové motory jednodušší, neboť nepotřebují zážehový systém.
Ekologická a zdravotní rizika
V ovzduší patří oxid dusičitý, respektive oxidy dusíku, spolu s oxidem siřičitým, k plynům, které způsobují kyselé deště a poškozují tak životní prostředí[3] (půda, vegetace, živočichové) i lidské výtvory (budovy, památky).
Dále je hlavní složkou fotosmogu, kdy je zdrojem atomárního kyslíku v základním stavu[2] (O(3P); jednoatomový radikál, tripletový stav) pro přízemní ozón.
Dopady na zdraví člověka
Vdechování vyšších koncentrací oxidů dusíku dráždí dýchací cesty – na sliznicích se rozpuštěním tvoří kyselina dusičná (HNO3). Vdechování vysokých koncentrací oxidů dusíku (běžně se v ovzduší nevyskytují) či čistých plynů vede k závažným zdravotním potížím či ke smrti.[3]
NO2 má vliv na centrální nervový systém (CNS).[4]
Předpokládaná rizika:
- oxidy dusíku se váží na hemoglobin;
- podíl na vzniku nádorových onemocnění (aerosol se dostane hlouběji do plic, poškození DNA).
V Česku platí pro koncentrace oxidu dusíku (s výjimkou oxidu dusného) limity v ovzduší pracovišť (PEL; NPK - P).[3]
Oxid dusičitý může vyvolávat biochemické změny již při relativně nízkých koncentracích počínaje 30minutovou expozicí při koncentraci okolo 380 µg/m3 (0,20 ppm).
Oxid dusičitý je pohlcován hlenem dýchacích cest z 80 až 90 procent. Způsobuje záněty dýchacích cest od lehkých forem až po edém plic.[5]
Reference
- Nitrogen dioxide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
- VÍDEN, Ivan. Chemie ovzduší [online]. 1. vyd. Praha: VŠCHT, 2005 [cit. 2017-04-24]. Kapitola 11.1 Reakce systému NO - NO2 - O3, s. 72. z 98. Dostupné online. ISBN 80-7080-571-4.
- Oxidy dusíku (NOx/NO2) [online]. Integrovaný registr znečištování (MŽp), 2006 [cit. 2017-04-24]. Dostupné online.
- Znečištění ovzduší
- Miroslav Šuta: Účinky výfukových plynů z automobilů na lidské zdraví, Děti Země 2008, ISBN 80-86678-10-5
Literatura
- VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Oxid dusičitý na Wikimedia Commons
