Dwutlenek azotu

Dwutlenek azotu, nazwa Stocka: tlenek azotu(IV), NO
2 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków azotu, w którym azot występuje na IV stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej jest to brunatny, silnie toksyczny gaz o ostrym zapachu przypominającym zapach gazowego chloru.

Dwutlenek azotu

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. ditlenek azotu, tlenek azotu(IV), tlenek azotu(4+) Inne nazwy i oznaczenia Stocka tlenek azotu(IV) inne dwutlenek azotu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	NO2
Masa molowa	46,01 g/mol
Wygląd	brunatny gaz
Identyfikacja
Numer CAS	10102-44-0
PubChem	3032552
InChI InChI=1S/NO2/c2-1-3 InChIKey JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 1,439 g/cm³ (w punkcie wrzenia)[1]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie gwałtowna hydroliza[1] Temperatura topnienia −9,3 °C[2] Temperatura wrzenia 21,15 °C[2] Punkt krytyczny 158 °C[3]; 10,1 MPa[3]
Budowa Moment dipolowy (0,316 ± 0,010) D[4]
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2025-01-25] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła[5] Niebezpieczeństwo Zwroty H H270, H280, H314, H330 Zwroty P P260, P280, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338, P403+P233, P410+P403 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[6] 0 4 0 OX Numer RTECS QW9800000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Reakcje

W temperaturze poniżej 147 °C zaczyna ulegać spontanicznej dimeryzacji do bezbarwnego tetratlenku diazotu:

2NO
2 ⇌ N
2O
4

Ze spadkiem temperatury stopień dimeryzacji rośnie. W temperaturze 27 °C zawartość NO
2 wynosi ok. 20%, a w temperaturze skraplania, tj. w ok. −9 °C w układzie jest go ok. 0,7%.

• 
  Gazowy dwutlenek azotu w warunkach pokojowych
• 
  Układ NO
  2/N
  2O
  4 w różnych temperaturach (od lewej: –196, 0, 23, 35 i 50 °C)

Na skalę techniczną dwutlenek azotu otrzymuje się w wyniku spontanicznego utlenienia tlenku azotu tlenem. Tlenek azotu otrzymuje się wcześniej w reakcji utleniania amoniaku.

Dwutlenek azotu jest tlenkiem kwasowym i w reakcji z wodą tworzy równomolową mieszaninę kwasu azotowego i kwasu azotawego. Ma silne właściwości utleniające – utlenia wiele metali przejściowych, np. żelazo i miedź, tworząc odpowiednie tlenki tych metali i tlenek azotu, NO.

Z halogenami tworzy związki nazywane halogenkami nitrylu, np. NO
2Cl i NO
2F, które z kolei są używane niekiedy jako odczynniki do otrzymywania organicznych nitrozwiązków.

VSEPR

Obliczenie liczby przestrzennej dla dwutlenku azotu według metody VSEPR daje wartość 2,5, co zaokrągla się do 3. W efekcie dla cząsteczki NO
2 przyjmuje się hybrydyzację sp² (XR
2E – budowa kątowa). Powodem takiej sytuacji jest fakt, iż NO
2 jest rodnikiem, czyli oprócz wiązań z tlenem, ma jeden wolny elektron. Wynika z tego stosunkowo duża reaktywność chemiczna oraz silne zabarwienie.

Oddziaływanie na organizm człowieka

Nawet krótkotrwały kontakt z substancją powoduje podrażnienie układu oddechowego, podrażnienie oczu oraz kaszel^[7]. Ponieważ dwutlenek azotu ma właściwości utleniające, powoduje utlenienie Fe²⁺ zawartego w hemoglobinie do Fe³⁺, w efekcie czego hemoglobina traci zdolność do przenoszenia tlenu. Na zatrucie szczególnie narażeni są pracownicy silosów, gdyż dwutlenek azotu powstaje w wyniku rozkładu białek zawierających azot (choroba silosowa) oraz pozostali pracownicy zajmujący się otrzymywaniem i wykorzystywaniem kwasu azotowego^[8]. Gaz ten występuje również w zanieczyszczonym przez transport i przemysł powietrzu i odpowiada za charakterystyczną barwę smogu^[9]. U osób mieszkających w zanieczyszczonych miastach mogą wystąpić problemy z oddychaniem i choroby płuc^[10].