აზოტის დიოქსიდი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
აზოტის დიოქსიდი
აზოტის დიოქსიდი: ქიმიური ფორმულა
ზოგადი
სისტემური სახელწოდება აზოტის დიოქსიდი
ქიმიური ფორმულა NO2
მოლური მასა 46.0055 /მოლი
ფიზიკური თვისებები
მდგომარეობა (სტ. პირ.) ღიაფორთოხლისფერი აირი
სიმკვრივე 1.88 g dm−3[1] /სმ³
თერმული თვისებები
დნობის ტემპერატურა −11.2 °C
დუღილის ტემპერატურა 21.2 °C
მოლური თბოტევადობა (სტ. პირ.) 37.5 /(·კ)
წარმოქმნის ენტალპია (სტ. პირ.) +34 კჯ მოლ−1[2] კჯ/მოლი
ორთქლის წნევა 98.80 კპა (20 °C-ს დროს)
ქიმიური თვისებები
ხსნადობა წყალში ჰიდროლიზდება /100 მლ
ხსნადობა ნივთიერებაში {{{ნივთიერება1}}} იხსნება ნახშირბადის ტეტრაქლორიდში, აზოტმჟავაში,[3] ქლოროფორმში /100 მლ
ოპტიკური თვისებები
გარდატეხის მაჩვენებელი 1.449 (20 °C -ზე)
სტრუქტურა
კოორდინაციული გეომეტრია მოხრილი
კლასიფიკაცია
CAS 10102-44-0
PubChem 3032552
EINECS 233-272-6
SMILES N(=O)[O]
RTECS QW9800000
უსაფრთხოება
რისკის ფრაზები თარგი:GHS03 თარგი:GHS04 თარგი:GHS05 თარგი:GHS06 თარგი:GHS08
უსაფრთხოების ფრაზები საწამლავი, მჟანგავი

აზოტის დიოქსიდი ქიმიური ნაერთია, ქიმიური ფორმულით NO2. ის ერთ-ერთია აზოტის ოქსიდებიდან. NO2 შუალედურ პროდუქტს წარმოადგენს აზოტმჟავის წარმოების ინდუსტრიულ პროცესში, რომელიც წელიწადში მილიონობით ტონა იწარმოება. მაღალი ტემპერატურებისას ის მოწითალო-ყავისფერი აირია დამახასიათებელი მკვეთრი სუნით. ის ერთ-ერთი მთავარი ჰაერის დამაბინძურებელთაგანია.[4] აზოტის დიოქსიდი პარამაგნიტურია, მისი მოლეკულა კი მოხრილი.

თვისებები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აზოტის დიოქსიდი 70C-ს ზემოთ მოწითალო ყავისფერი აირია ძლიერი უსიამოვნო სუნით. 18C-ს ქვემოთ თხევადდება მოყვითალო-ყავისფერ სითხედ და გადაიქცევა უფერო დიაზოტის ტეტროქსიდად 4C-ს ქვემოთ.

მისი მოლური მასაა 46.0055, რაც ნიშნავს, რომ ის ჰაერზე, რომლის საშუალო მოლური მასა 28.8-ს შეადგენს, მძიმეა.

ქიმიური ბმის სიგრძე აზოტსა და ჟანგბადს შორის 1.197 ანგსტრემი-ია. ბმის სიგრძე იგივეა აზოტიდან ორივე ჟანგბადამდე.

ოზონისაგან განსხვავებით, ელექტრონები აზოტის დიოქსიდში ორმაგ მდგომარეობაში არიან. იმის გამო, რომ აზოტს ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონი გააჩნია[5] რომელიც ალფა ეფექტს ამცირებს ნიტრიტებთან შედარებით და ქმნის სუსტ ბმას ჟანგბადის გაუწყვილებელ ელექტრონებთან. გაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობა ნიშნავს, რომ ეს შენაერთი თავისუფალ რადიკალს წარმოადგენს. ამიტომ აზოტიოს დოქსიდი ხშირად ჩაიწერება ფორმულით NO2.

მიღება და რეაქციები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აზოტის დიოქსიდი ჩვეულებრივ მიიღება აზოტოვანი ოქსიდის ჰაერში არსებული ჟანგბადით ჟანგვით:[6]

2 NO + O2 → 2 NO2

აზოტის დიოქსიდი ასევე წარმოიქმნება შიდა წვის დროს ჰაერი მჟანგავის როლში გამოდის. მაღალი ტემპერატურისას ჰაერში არსებული აზოტი რეაქციაში შედის ჟანგბადთან და წარმოიქმნება აზოტოვანი ოქსიდი:

O2 + B2 → 2 NO

ლაბორატორიაში NO2 მიიღება ორსაფეხურიანი პროცედურით, სადაც მიმდინარეობს აზოტმჟავის დეჰიდრატაცია, სადაც წარმოქმნილი დიაზოტის პენტოქსიდი თერმულ დაშლას ექვემდებარება:

2 HNO3 → N2O5 + H2O
2 N2O5 → 4 NO2 + O2

NO2 ასევე გამოიყოფა ზოგიერთი მეტალის ნიტრატის გავარვარებისას:

2 Pb(NO3)2 → 2 PbO + 4 NO2 + O2

ის ასევე მიიღება აზოტმჟავის ზოგიერთი მეტალით (მაგ. სპილენძი).

4 HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

თუ კონცენტრირებულ აზოტმჟავას დავაწვეთებთ კალაზე, მიიღება ჰიდრატირებული კალის დიოქსიდი.

4 HNO3 + Sn → H2O + H2SnO3 + 4 NO2

მთავარი რეაქციები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

NO2 ძალიან აქტიურია.[4]

ძირითადი თერმული თვისებები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

NO2 თერმულ წონასწორობაშია უფერო აირ დიაზოტის ტეტროქსიდთან (N2O4)

2 NO2 = N2O4

ეს წონასწორობა ხასიათდება ΔH = −57.23 kJ/mol, ანუ ეგზოთერმულია. მაღალი ტემპერატურებისას NO2 უფრო ხშირად წარმოიქმნება მაშინ, როცა ტემპერატურის შემცირებასთან ერთად უფრო ხშირია დიაზოტის ტეტროქსიდის (N2O4)-ს წარმოქმნის შანსი. დიაზოტის ტეტროქსიდი (N2O4) წარმოადგენს თეთრ მყარ მასას, რომლის დნობის ტემპერატურაა −11.2 °C.[6]

გაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობის გამო NO2 პარამაგნიტურია მაშინ, როდესაც N2O4 დიამაგნიტურია.

აზოტის დიოქსიდის ქიმია კარგადაა შესწავლილი. 150 °C-ს დროს NO2 იშლება ჟანგბადის არსებობით. რეაქცია ენდოთერმულია (ΔH = 114 kJ/mol):

2 NO2 → 2 NO + O2

როგორც მჟანგავი[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

N-O ბმის სისუსტიდან გამომდინარე NO2 კარგი მჟანგავია. შესაბამისად ის მაგალითად ბევრ ნაერთებთან მაგალითად ნახშირწყალბადებთან ხანდახან აფეთქებითაც კი იწვის.

ჰიდროლიზი[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ის განიცდის ჰიდროლიზს აზოტმჟავისა და აზოტოვანი მჟავის წარმოქმნით:

2 NO2/N2O4 + H2O}} → HNO2 + HNO3

ეს რეაქცია ოსტვალდის პროცესის ერთ-ერთი ნაბიჯია აზოტმჟავის მიღებისათვის ამიაკიდან .[7] აზოტმჟავა ნელა იშლება აზოტის დიოქსიდად, რომელიც მის ძირითად ნიმუშებს მახასიათებელ ყვითელ ფერს აძლევს:

4 HNO3 → 4 NO2 + 2 H2O + O2

ნიტრატებად გარდაქმნა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

NO2 გამოიყენება მეტალის უწყლო ნიტრატების მისაღებად მათი ოქსიდებიდან:[6]

MO + 3 NO2 → M(NO3)3 + NO

ნიტრიტებად გარდაქმნა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ალკილებისა და მეტალების იოდიდიები შესაბამის ნიტრიტებს გამოყოფენ:

2 CH3I + 2 NO2 → 2 CH3NO2 + I2
TiI4 + 4 NO2 → Ti(NO2)4 + 2 I2

ეკოლოგია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

NO2 ატმოსფეროში ბუნებრივად არსებობს. ის იქ ხვდება როგორც სტრატოსფეროდან, ასევე მას გამოყოფს ზოგიერთი ბაქტერია, ისევე, როგორც ვულკანები და ელვა. ამ წყაროებით ატმოსფეროში NO2 მხოლოდ კვალის სახით გვხვდება, სადაც მისი როლი მზის სინათლის შთანთქმაა. ის ასევე არეგულირებს ტროფოსფეროს ქიმიურ შემადგენლობას, განსაკუთრებით კი ოზონის კონცენტრაციას.[8]

გამოყენება[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

NO2 გამოიყენება როგორც შუალედური ნაერთი აზოტმჟავის წარმოებაში, როგორც მანიტრირებელი ნაერთი ასაფეთქებელი ნივთიერებების, სინთეზისას, აკრილატების პოლიმერიზაციის ინჰიბიტორი და როგორც ფქვილის მათეთრებელი.[9] ასევე გამოიყენება როგორც მჟანგავი სარაკეტო საწვავებში, მაგალითად წითლად მბოლავ აზოტმჟავაში მისი ხსნარი გამოიყენებოდა რაკეტა ტიტანში, პროექტ გემინის გასაშვებად, Space Shuttle-ს სამანევრო ძრავებში და უპილოტო კოსმოსის საკვლევ აპარატებში.[10]

ადამიანის მიერ შექმნილი წყაროები და გავრცელება[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

საზოგადოებისათვის NO2-ის ყველაზე მნიშვნელოვან წყაროს შიდაწვის ძრავი წარმოადგენს, რომელიც წიაღირსეულიდან მოპოვებულ საწვავზე მუშაობს.[4]

შენობებში მისი დაგროვება ხდება სიგარეტის კვამლიდან[11] და ბუტანისა და ნავთის გამათბობლიდან.[12]

მუშაკები, რომლებიც მუშაობენ ქარხნებში, სადაც NO2 გამოიყენება, არიან საშიშროების ქვეშ დაავადდნენ ფილტვების დაავადებებით. ამის გამო NIOSH-ს მკაცრი ლიმიტები აქვს დაწესებული მასთან სამუშაოდ. აპოლო-სოიუზის სატესტო პროექტის ფარგლებში მომუშავე ასტრონავტები თითქმის დაიხოცნენ, როცა კაბინაში შემთხვევით მოხდა NO2-ის შეფრქვევა.[10] ფერმერებს შეიძლება მოხვდნენ NO2-ის ზემოქმედების ქვეშ სილოსის დაშლისას წარმოქმნილი აირების შესუნთქვისას. ქრონიკული ზემოქმედება აზიანებს ფილტვებს და შეიძლება განვითარდეს ე.წ. მუშების ფილტვების დაავადება/სილოსის მომამზადებლსი დაავადება.[13][14]

ისტორიულად აზოტის დიოქსიდი ასევე ჩნდებოდა ატმოსფერული ბირთვული ტესტების შედეგად. სწორედ მის გამო აქვს სოკოსებრ ღრუბელს მოწითალო ფერი.[15]

ტოქსიკურობა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

აზოტის დიოქსიდის გავრცელება ტროპოსფეროში (2011წ).
აზოტის დიოქსიდი გარდაიქმნება უფერო აირად დიაზოტის ტეტრაოქსიდად დაბალ ტემპერატურაზე და დაბრუნდება NO2ში მაღალ ტემპერატურაზე. სურათზე მოყვანილი ჭურჭელი შეიცავს ტოლი რაოდენობით აირს სხვადასხვა ტემპერატურებზე.

აირადი NO2 იხსნება სასუნთქი გზების ეპითელური უჯრედების ხაზოვან სითხეში და ქიმიურ რეაქციებში შედის არსებულ ანტიოქსიდანტებთან და ლიპიდურ მოლეკულებთან. NO2-ის უარყოფითი გავლენა ორგანიზმზე აიხსნება მასზე რეაქციის პროდუქტების მეტაბოლიტებში, რომლებიც აქტიურ აზოტნაერთებსა და აქტიურ ჟანგბადნაერთებს წარმოადგენენ, რომლებსაც ბრონქოსპაზმების, წვის, შენელებული იმუნური პასუხისა და სხვა ეფექტების ქონა შეუძლიათ გულზე.[16]

NO2-თან შეხების გამო გამოწვეული მწვავე შედეგები როგორც ჩანს მხოლოდ განმეორებად ზემოქმედებას შეუძლია გამოიწვიოს. კანთან პირდაპირი შეხება იწვევს გაღიზიანებას და დამწვრობებს. მხოლოდ მაღალი კონცენტრაციის აირთან პირდაპირ შეხებას შეუძლია გამოიწვიოს დიდი ზიანი: 10–20 ppm-ს შეუძლია ცხვირისა და ყელის მსუბუქი გაღიზიანება. 25–50 ppm- შეშუპებას, რომელსაც შეუძლია ბრონქიტისა და პნევმონიის გამოწვევა. 100 ppm -ზე მეტი კონცენტრაციას შეუძლია სიკვდილის გამოწვევა ფილტვების ასფიქსიის გამო. საშიშროება ძლიერდება იმითაც, რომ დროებითი ხველის, დაღლილობისა და ოდნავი გულისრევის შეგრძნების გარდა მოწამლვას არანაირი სიმპტომი არ გააჩნია. მაგრამ საათზე მეტი სუნთქვის შემთხვევაში იწყება ფილტვების შეშუპება და ამის შემდეგ - გარდაუვალი სიკვდილი.[17][18]

კანსა და თვალზე მოხვედრისას დაზიანებული ადგილი ირეცხება მარილიანი წყლით. ინჰალაციისათვის რეკომენდებულია ჟანგბადი. იმ შემთხვევაში, თუ არის მეთომოგლობინემიის - ნიშნები(ის ჩნდება მაშინ, როცა აზოტშემცველი ნაერთები აზიანებენ წითელ სხეულებში არსებულ ჰემოგლობინს), რეკომენდებულია მეთილენის ლურჯი.[19][20]

საზოგადოდ NO2-ის ქრონიკულ ზემოქმედებას შეუძლია გამოიწვიოს რესპირატორული პრობლემები, სასუნთქი გზების ანთება და ასთმური ეფექტების გაძლიერება. NO2 ქმნის ოზონს, რომელსაც შეუძლია თვალების გაღიზიანება და აძლიერებს რესპირატორული პრობლემების განვითარებას, რაც შესაბამისად აიძულებს სუბიექტს უფრო ხშირად მიაკითხოს ექიმებს. ეს განსაკუთრებით ასთმიანებს ეხებათ.

იხილეთ ასევე[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ლიტერატურა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. (2011) რედ. Haynes, William M.: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 92nd, CRC Press, გვ. 4.79. ISBN 1439855110. 
  2. Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company, გვ. A22. ISBN 0-618-94690-X. 
  3. Mendiara, S. N.; Sagedahl, A.; Perissinotti, L. J. (2001). "An electron paramagnetic resonance study of nitrogen dioxide dissolved in water, carbon tetrachloride and some organic compounds". Applied Magnetic Resonance 20: 275. .
  4. 4.0 4.1 4.2 აზოტის დიოქსიდი. United States Environmental Protection Agency (Feb 23, 2016).
  5. თარგი:Greenwood&Earnshaw2nd
  6. 6.0 6.1 6.2 Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001) Inorganic Chemistry. Academic Press: San Diego. ISBN 0-12-352651-5.
  7. Thiemann, Michael; Scheibler, Erich and Wiegand, Karl Wilhelm (2005) "Nitric Acid, Nitrous Acid, and აზოტის ოქსიდიs" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim doi:10.1002/14356007.a17_293.
  8. WHO Air Quality Guidelines - Second Edition. Chapter 7.1 Nitrogen dioxide
  9. Subcommittee on Emergency and Continuous Exposure Guidance Levels for Selected Submarine Contaminants; Committee on Toxicology; Board on Environmental Studies and Toxicology; Division on Earth and Life Studies; National Research Council. Chapter 12: Nitrogen dioxide in Emergency and Continuous Exposure Guidance Levels for Selected Submarine Contaminants. National Academies Press, 2007. ISBN 978-0-309-09225-8
  10. 10.0 10.1 Cotton, Simon (21 March 2013) dioxide. RSC Chemistry World
  11. US Dept. of Health and Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Division of Toxicology. April 2002 ATSDR Nitrous Oxides
  12. The Impact of Unvented Gas Heating Appliances on Indoor აზოტის დიოქსიდი Levels in 'TIGHT' Homes. ashrae.org. წაკითხვის თარიღი: 2013-04-11.
  13. Chan-Yeung, M.; Ashley, M. J.; Grzybowski, S. (1978). "Grain dust and the lungs". Canadian Medical Association journal 118 (10): 1271–4. PMC 1818652. PMID 348288. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1818652/.
  14. Gurney, J. W.; Unger, J. M.; Dorby, C. A.; Mitby, J. K.; von Essen, S. G. (1991). "Agricultural disorders of the lung". Radiographics : a review publication of the Radiological Society of North America, Inc 11 (4): 625–34. . PMID 1887117.
  15. Effects of Nuclear Explosions. Nuclearweaponarchive.org. Retrieved on 2010-02-08.
  16. U.S. EPA. Integrated Science Assessment for Oxides of Nitrogen – Health Criteria (2016 Final Report). U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, EPA/600/R-15/068, 2016. Federal Register Notice Jan 28, 2016 Free download available at Report page at EPA website.
  17. Toxnet აზოტის დიოქსიდი: Human Health Effects Page accessed March 28, 2016
  18. CDC NIOSH International Chemical Safety Cards (ICSC): აზოტის დიოქსიდი Page last reviewed: July 22, 2015; Page last updated: July 1, 2014
  19. Agency for Toxic Substances and Disease Registry via the CDC Medical Management Guidelines for აზოტის ოქსიდიs Page last reviewed: October 21, 2014; Page last updated: October 21, 2014
  20. University of Kansas Hospital, Poison Control Center Poison Facts: Medium Chemicals: Nitrogen dioxide page accessed March 28, 2016

გარე ბმულები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

თარგი:აზოტნაერთები თარგი:ოქსიდები თარგი:ჟანგბადნაერთები

თარგი:დახარისხება:აზოტის დიოქსიდი