Tetratlenek diazotu

Tetratlenek diazotu, N₂O₄ – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków azotu, w którym azot występuje na IV stopniu utlenienia. Jest dimerem ditlenku azotu.

Układ NO₂/N₂O₄ w różnych temperaturach. Od lewej: –196, 0, 23, 35 i 50 °C

Tetratlenek diazotu

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. tetratlenek diazotu addyt. bis(dioksydoazot)(N – N) Inne nazwy i oznaczenia tetratlenek azotu, dawniej: czterotlenek azotu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	N2O4
Masa molowa	92,01 g/mol
Wygląd	bezbarwna ciecz (poniżej t.wrz.)[1]
Identyfikacja
Numer CAS	10544-72-6
PubChem	25352
SMILES [N+](=O)([N+](=O)[O-])[O-]
InChI InChI=1S/N2O4/c3-1(4)2(5)6 InChIKey WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 1,45 g/cm³ (20 °C)[1]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie reaguje[1] Temperatura topnienia −9,3 °C[1] Temperatura wrzenia 21,15 °C[1] Punkt krytyczny 158 °C[2]; 10,1 MPa[2]
Budowa Moment dipolowy 0 D
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2012-06-16] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Niebezpieczeństwo Zwroty H H270, H314, H330 Zwroty P P220, P260, P280, P284, P305+P351+P338, P310[4] Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Utleniający (O) Silnie toksyczny (T+) Zwroty R R8, R26, R34 Zwroty S S1/2, S9, S26, S28, S36/37/39, S45 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[5] 0 4 0 OX Numer RTECS QW9800000
Podobne związki
Podobne związki	NO2, N2H4, C2H4
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Tetratlenek diazotu w formie gazowej powstaje spontanicznie z ditlenku azotu w temperaturze poniżej 147 °C:

2NO₂ ⇌ N₂O₄ + 14,7 kcal

Ze spadkiem temperatury wzrasta jego stężenie, osiągając ponad 80% w temperaturze skroplenia (ok. 21 °C). Po zestaleniu występuje wyłącznie w formie dimerycznej.

Cząsteczka dimeru ma budowę płaską, z wiązaniem N–N o długości 1,64 Å (więcej niż wiązanie pojedyncze w hydrazynie). W przeciwieństwie do monomeru NO₂, dimer nie ma niesparowanych elektronów, co sprawia, że jest on bezbarwny (ze względu na występowanie w równowadze z intensywnie brązowym NO₂, w stanie ciekłym i gazowym mieszanina ta jest barwna). Jest diamagnetykiem. W stanie ciekłym ulega autodysocjacji z wytworzeniem anionu azotanowego i kationu nitrozoniowego:

N₂O₄ ⇌ NO₃− + NO⁺

Działa drażniąco na drogi oddechowe, jest silnie trujący. Posiada nieprzyjemny kwaśny zapach. Nie tworzy mieszanin wybuchowych z powietrzem i jest niewrażliwy na ciepło i detonację. Podobnie jak ditlenek azotu, posiada własności utleniające.

Zastosowanie

Jednym z zastosowań, praktykowanym od lat 50. XX wieku, są paliwa rakietowe, gdzie stanowi utleniacz, mogący spalać hydrazynę, dimazynę lub węglowodory. Impuls właściwy takich paliw to ok. 280 sekund.

W 1959 roku produkowano go w ilości 60 000 ton rocznie. Jego cena wynosiła wtedy około 0,15 USD/kg. W 1990 roku NASA płaciła za niego 6 USD/kg (na skutek regulacji związanych z ochroną środowiska).