Oxid dusnatý

Průmyslově se vyrábí katalytickou oxidací amoniaku (jako katalyzátor se používá platinová čerň dopovaná 10 % rhodia), což je zároveň i první krok při výrobě kyseliny dusičné:

${\displaystyle {\mathsf {4\,NH_{3}+5\,O_{2}\ \to \ 4\,NO+6\,H_{2}O}}}$.

Amoniak reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu dusnatého a vody.

Příprava oxidu dusnatého přímou oxidací dusíku kyslíkem je velmi obtížná, neboť je to reakce zvratná a je za normální teploty posunuta zcela vlevo, protože je silně endotermická. Teprve při teplotě kolem 3000 °C je v reakční směsi kolem 10 % oxidu dusnatého.

${\displaystyle {\mathsf {N_{2}+O_{2}\ \leftrightarrow \ 2\,NO}}}$

Dusík reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu dusnatého.

Přesto se touto metodou, zvanou Birkelandova, v minulosti NO vyráběl vedením proudu vzduchu elektrickým obloukem, který vzduch zahřál na teplotu kolem 2000 °C. Směs se rychle ochladila a tím se zabránilo zpětnému rozkladu NO na původní prvky. Výtěžnost reakce byla kolem 2 %. Stejnou cestou vzniká oxid dusnatý i v motorech automobilů a uvolňuje se do ovzduší ve výfukových plynech, kde působí jako součást kyselých dešťů.

Laboratorně lze oxid dusnatý připravit redukcí zředěné kyseliny dusičné mědí:

${\displaystyle {\mathsf {8\,HNO_{3}+3\,Cu\ \to \ 2\,NO+3\,Cu(NO_{3})_{2}+4\,H_{2}O}}}$

Kyselina dusičná reaguje s mědí za vzniku oxidu dusnatého, dusičnanu měďnatého a vody.

Případně redukcí oxidem siřičitým:

${\displaystyle {\mathsf {2\,HNO_{3}+3\,SO_{2}+2\,H_{2}O\ \to \ 2\,NO+3\,H_{2}SO_{4}}}}$

Kyselina dusičná reaguje s oxidem siřičitým a vodou za vzniku oxidu dusnatého a kyseliny sírové.

Jinou metodou je redukce dusičnanů v kyselém prostředí železnatými solemi, např. chloridem železnatým za přítomnosti kyseliny chlorovodíkové (solné)

${\displaystyle {\mathsf {2\,NaNO_{3}+6\,FeCl_{2}+8\,HCl\ \to \ 2\,NO+6\,FeCl_{3}+2\,NaCl+4\,H_{2}O}}}$

Dusičnan sodný reaguje s chloridem železnatým a kyselinou chlorovodíkovou za vzniku oxidu dusnatého, chloridu železitého, chloridu sodného a vody.

nebo také redukcí kyseliny dusičné oxidem uhelnatým

${\displaystyle {\mathsf {4\,HNO_{3}+4\,CO\ \to \ 4\,NO+4\,CO_{2}+2\,H_{2}O+O_{2}}}}$

Kyselina dusičná reaguje s oxidem uhelnatým za vzniku oxidu dusnatého, oxidu uhličitého, vody a kyslíku.

Přestože molekula NO má jeden volný nepárový elektron (má tedy radikálovou povahu), podobně jako oxid dusičitý, za normální teploty nevytváří dimer. Ten vzniká teprve za velmi nízkých teplot v kapalné fázi

${\displaystyle {\mathsf {2\,NO\ \leftrightarrow \ N_{2}O_{2}}}}$,

čímž se vysvětluje skutečnost, že bod varu oxidu dusnatého je přibližně o 30 °C vyšší než u látek s podobnými molekulami.

S vodou NO nereaguje, pouze se v ní mírně rozpouští.

Po chemické stránce je silným oxidovadlem, reagujícím s kovy, organickými látkami a řadou jiných chemických sloučenin. Snadno se oxiduje volným kyslíkem na oxid dusičitý (tato reakce je zároveň druhý krok při výrobě kyseliny dusičné):

${\displaystyle {\mathsf {2\,NO+O_{2}\ \to \ 2\,NO_{2}}}}$.

Reakcí s halogeny poskytuje halogenidy nitrosylu NOX (kde X je halogen).

${\displaystyle {\mathsf {NCl_{3}+2\,NO\ \to \ NOCl+N_{2}O+Cl_{2}}}}$

Chlorid dusitý reaguje s oxidem dusnatým za vzniku nitrosyl chloridu, oxidu dusného a chloru.

${\displaystyle {\mathsf {XeF_{2}+2\,NO\ \to \ 2\,NOF+Xe}}}$

Fluorid xenonatý reaguje s oxidem dusnatým za vzniku nitrosyl fluoridu a xenonu.

Reakcí s hydroxidy alkalických kovů vzniká dusitan, voda a podle koncentrace hydroxidu oxid dusný nebo dusík:

${\displaystyle {\mathsf {2\,MOH+4\,NO\ \to \ 2\,MNO_{2}+N_{2}O+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {4\,MOH+6\,NO\ \to \ 4\,MNO_{2}+N_{2}+2\,H_{2}O}}}$

Skupina NO také vystupuje jako nitrosylový ligand v mnoha komplexních sloučeninách. Např. v kvalitativní analytické chemii (a též jako léčivo[2]) se používá nitroprussid sodný Na₂[Fe(CN)₅NO]·2 H₂O (dihydrát pentakyano-nitrosylželezitanu sodného). Většina nitrosylových komplexů má intenzivní rudou, hnědou nebo černou barvu.

Oxid dusnatý, respektive sloučeniny, při jejichž rozkladu se oxid dusnatý uvolňuje, našly využití v lékařství jako látky uvolňující hladkou svalovinu při křečích nebo astmatu. Při větších dávkách těchto látek (aplikuje se inhalačně nebo intramuskulárně) může ovšem dojít k chvilkové srdeční slabosti.

NO je důležitým meziproduktem při výrobě kyseliny dusičné a je používán také v potravinářském průmyslu, ale i při výrobě airbagů, polovodičů a paliv, které zvyšují výkon motorů závodních aut.[3]

Oxid dusnatý má mnoho rolí v těle organizmů včetně člověka. Konkrétně způsobuje účinkem na hladké svalstvo cévy tzv. vazodilataci (rozšíření cév), dále erekci penisu a také uvolnění svalstva v trávicí soustavě, což hraje roli ve schopnosti střev posunovat potravu dále. Mimo to dochází k tvorbě oxidu dusnatého i v samotné centrální nervové soustavě, kde má zřejmě jistou roli v učení a vzniku paměti; každopádně zde má NO funkci neurotransmiteru. Na rozdíl od klasických neurotransmiterů nepůsobí prostřednictvím membránových receptorů, ale volně difunduje do buněk, (volumová transmise) s krátkým poločasem, aktivuje guanylátcyklázu (její cytoplasmatickou solubilní isoformu, sGC) a tím stimuluje produkci cGMP z GTP. Aktivuje cGMP-dependentní proteinkinázu (PKG), downstream target napěťově řízené draslíkové kanály (Kv3) ia Erk indukuje expresi c-Fos (IEG) a BDNF, otevírá kanály regulované cyklickými nukleotidy, např. HCN1 (hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel). NO je nekonvenční neurotransmiter, nesplňuje kritéria pro zařazení mezi klasické transmitery (není skladován ve vezikulech, není mechanismus pro reuptake, nepůsobí na receptory), aktivace nNOS Ca²⁺ dependentní, úloha v regulaci plasticity, tj. zvýšená produkce NO důsledkem aktivace NMDA receptorů a retrográdní synaptická signalizace, častěji inhibiční efekt

o druhým retrográdním signalizačním systémem endokanabinoidní, efekt zpravidla excitační (CB1 receptor)

Jde o jeden z mechanismů LDT (long-term depression), např. v cerebellu, Vazodilatace cév mozku skrze lokální zvýšení krevního průtoku při zvýšené neuronální aktivitě. Produkce NO je jedním z mechanismů, ale vazodilatační funkci má NO i na periferii, např. sildenafil (Viagra) je inhibitor PDE5 a uvolnění NO mechanismem účinku nitroglycerinu u anginy pectoris.

Mimoto byl oxid dusnatý identifikován i v dalších tkáních, jako je srdeční i kosterní svalovina.[4]

• FeNO

• VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.
• IGNARRO, Louis J. Program Ano NO. 1. vyd. Praha: PRÁH ISBN 80-7252-113-6.

• Obrázky, zvuky či videa k tématu oxid dusnatý na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo oxid dusnatý ve Wikislovníku
• Využití výzkumu Oxidu dusnatého v praxi - Kyäni Science