Оксид азота II: получение и химические свойства
Оксиды азота
| Оксиды азота | Цвет | Фаза | Характер оксида |
| N2O Оксид азота (I), закись азота, «веселящий газ» | бесцветный | газ | несолеобразующий |
| NO Оксид азота (II), закись азота, «веселящий газ» | бесцветный | газ | несолеобразующий |
| N2O3 Оксид азота (III), азотистый ангидрид | синий | жидкость | кислотный |
| NO2 Оксид азота (IV), диоксид азота, «лисий хвост» | бурый | газ | кислотный (соответствуют две кислоты) |
| N2O5 Оксид азота (V), азотный ангидрид | бесцветный | твердый | кислотный |
Оксид азота (II)
Оксид азота (II) NO – это несолеобразующий оксид. В нормальных условиях это бесцветный ядовитый газ, плохо растворимый в воде. На воздухе коричневеет из-за окисления до диоксида азота. Сжижается с трудом; в жидком и твёрдом виде имеет голубой цвет.
Способы получения
1. В лаборатории оксид азота (II) получают действием разбавленной азотной кислоты (30%) на неактивные металлы.
Также NO можно получить при окислении хлорида железа (II) или иодоводорода азотной кислотой:
FeCl2 + NaNO3 + 2HCl → FeCl3 + NaCl + NO + H2O
2HNO3 + 2HI → 2NO + I2 + 2H2O
2. В природе оксид азота (II) образуется из азота и кислорода под действием электрического разряда, например, во время грозы:
3. В промышленности оксид азота (II) получают каталитическим окислением аммиака :
Химические свойства
Оксид азота (II) легко окисляется под действием хлора или озона:
2NO + Cl2 → 2NOCl
3. Как несолеобразующий оксид, при обычных условиях с основаниями, основными оксидами, амфотерными оксидами, кислотными оксидами, кислотами и амфотерными гидроксидами оксид азота (II) не реагирует:
«Лисий хвост»: 6 этапов убийства человека
«Черный юмор» химиков объясняется просто: диоксид азота – это знакомый многим рыже-бурый дым, клубящийся из труб теплоэлектростанций, нефтеперерабатывающих, нефтехимических и металлургических заводов, а также заводов, производящих азотную кислоту, различные удобрения и утилизирующих твердые бытовые отходы. Он, действительно, с виду напоминает пышный лисий хвост.
Откуда он берется? Дело в том, что в результате горения любого топлива выделяется оксид азота NO, который, будучи выпущен в атмосферу, быстро соединяется с кислородом, и превращается в диоксид азота NO2. Специалисты считают, что 90% этих зловредных веществ попадает в нашу атмосферу именно из-за человеческой деятельности, в том числе, из-за выхлопных газов автомобилей. Да-да, первым по объему выбросов диоксида азота в атмосферу в больших городах является автотранспорт!
Ученые отмечают, что именно в утренний «час пик» в воздухе над городами повышается концентрация NO, а стоит подняться солнцу и прогреть атмосферу, как в результате фотохимического окисления оксид азота превращается в еще более вредный и опасный NO2.
И не стоит радоваться, если в прохладное время года вы не видите знакомых рыжих клубов дыма или серо-желтого смога, городской воздух вам только кажется прозрачным и чистым: при низких температурах рыжий «лисий хвост» становится бесцветным, но он есть. И по-прежнему влияет на раннюю желтизну и бурые пятна на листьях деревьев, их увядание и гибель, на формирование кислотных облаков и осадков. Ведь при взаимодействии NO2 с водой образуется – азотная кислота!
Именно это свойство – образование азотной кислоты при реакции NO2 с водой – оказывает губительное воздействие на организм человека. Представьте, все наши слизистые являются влажными, т.е. содержат воду. А это значит, при вдыхании паров NO2 в горле, носоглотке, на стенках альвеол легких образуется HNO3, которая разъедает эти органы, запускается процесс разрушения человеческого организма.
Итак, 6 этапов убийства человека диоксидом азота:
1. В первые десять минут, вдыхая диоксид азота, человек ощущает специфический запах, но через 10 минут уже «принюхивается» и не улавливает его, так как умирают рецепторы запаха. И ощущение неприятной сухости в горле со временем и, как ни странно, с ростом концентрации NO2 проходит, но это коварный и ложный комфорт, ведь тем временем диоксид продолжает свое ужасное дело.
2. Показания уровня гемоглобина в крови человека падает, это чревато падением защитных сил организма.
3. Диоксид азота влияет и на зрение человека: его воздействие на слизистую глаз приводит к ухудшению способности видеть в условиях малой освещенности. Пороговая концентрация NO2, изменяющая световую чувствительность глаза, 0,14 мг/м3.
4. Стенки альвеол легких разъедаются, становятся легко проницаемыми. В результате сыворотка крови попадает в полость легких. При вдыхании воздух с жидкостью образуют пену, которая нарушает естественный газообмен и чревата развитием отека легких.
5. При контакте со щелочными средами организма NO2 образуются вредные нитраты и нитриты – те самые, которых мы так боимся в овощах и фруктах. Нитриты приводят к угнетению центральной нервной системы, расширяют кровеносные сосуды, снижают артериальное давление и пр.
6. В конце концов, нитраты в кишечнике трансформируются в канцерогенные нитрозамины, которые рано или поздно приводят к раку.
Вот что таится за таким милым и пушистым названием – «лисий хвост»!
Ученые отмечают, что затруднение дыхания здоровый человек чувствует при концентрации NO2 всего 0,056 мг/м3, а склонный к заболеваниям легких – при 0,038 мг/м3. Даже молодые здоровые люди, переехав в крупные города, замечают – участились простуды, грипп. Влияние NO2 на организм даже в малых дозах снижает его сопротивляемость и запускает вредоносные болезненные процессы. Особенно остро это проявляется у детей.
Поэтому сегодня борьба против вредоносных выбросов диоксида азота, борьба за экологию – важнейшая задача для каждого из нас!
Оксид азота(II)
| Оксид азота(II) | |
![]() | |
![]() | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Оксид азота(II) |
| Химическая формула | NO |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | бесцветный газ |
| Молярная масса | 30,0061 г/моль |
| Плотность | 0,00134 (газ) г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | −163,6 °C |
| Температура кипения | −151,7 °C |
| Энтальпия образования (ст. усл.) | 81 кДж/моль |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | 0,01 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | [10102-43-9] |
Оксид азота(II) (мон(о)оксид азота, окись азота, нитрозил-радикал) NO — несолеобразующий оксид азота. В нормальных условиях он представляет собой бесцветный газ, плохо растворимый в воде. Сжижается с трудом [источник не указан 301 день] ; в жидком и твёрдом виде имеет голубой цвет.
Наличие неспаренного электрона обусловливает склонность NO к образованию слабосвязанных димеров N2O2. Это непрочные соединения с ΔH° димеризации около 17 кДж/моль. Жидкий оксид азота(II) на 25 % состоит из молекул N2O2, а твёрдый оксид целиком состоит из них.
Содержание
Получение
Оксид азота(II) — единственный из оксидов азота, который можно получить непосредственно из свободных элементов соединением азота с кислородом при высоких температурах (1200—1300 °C) или в электрическом разряде. В природе он образуется в атмосфере при грозовых разрядах (тепловой эффект реакции −180,9 кДж):
и тотчас же реагирует с кислородом:
При понижении температуры оксид азота(II) разлагается на азот и кислород, но если температура падает резко, то не успевший разложиться оксид существует достаточно долго: при низкой температуре скорость распада невелика. Такое резкое охлаждение называется «закалкой» и используется при одном из способов получения азотной кислоты.
В лаборатории его обычно получают взаимодействием 30%-ной HNO3 с некоторыми металлами, например, с медью:
Более чистый, не загрязнённый примесями NO можно получить по реакциям:

Промышленный способ основан на окислении аммиака при высокой температуре и давлении при участии Pt, Cr2O3 (как катализаторов):
Химические свойства
При комнатной температуре и атмосферном давлении происходит окисление NO кислородом воздуха:
Для NO характерны также реакции присоединения галогенов с образованием нитрозилгалогенидов, в этой реакции NO проявляет свойства восстановителя с образованием нитрозилхлорида:
В присутствии более сильных восстановителей NO проявляет окислительные свойства:
В воде NO мало растворим и с ней не реагирует, являясь несолеобразующим оксидом.
Физиологическое действие
Как и все оксиды азота (кроме N2O), NO — токсичен, при вдыхании поражает дыхательные пути.
За два последних десятилетия было установлено, что эта молекула NO обладает широким спектром биологического действия, которое условно можно разделить на регуляторное, защитное и вредное. NO действует как посредник в передаче клеточных сигналов внутри клетки и между клетками. Оксид азота, производимый клетками эндотелия сосудов, отвечает за расслабление гладких мышц сосудов и их расширение (вазодилатацию), предотвращает агрегацию тромбоцитов и адгезию нейрофилов к эндотелию, участвует в различных процессах в нервной, репродуктивной и иммунной системах. NO также обладает цитотоксическими и цитостатическими свойствами. Клетки-киллеры иммунной системы используют оксид азота для уничтожения бактерий и клеток злокачественных опухолей. С нарушением биосинтеза и метаболизма NO связаны такие заболевания, как эссенциальная артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, первичная легочная гипертензия, бронхиальная астма, невротическая депрессия, эпилепсия, нейродегенеративные заболевания (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона), сахарный диабет, импотенция и др.
Оксид азота может синтезироваться несколькими путями. Растения используют неферментативную фотохимическую реакцию между NO2 и каротиноидами. У животных синтез осуществляют семейство NO-синтаз (NOS). NOS-ферменты — члены гем-содержащего суперсемейства ферментов, названных монооксигеназами. В зависимости от структуры и функций, NOS могут быть разделены на три группы: эндотелиальные (eNOS), нейрональные (nNOS) и индуцибельные (iNOS). В активный центр любой из NO-синтаз входит железопорфириновый комплекс, содержащий аксиально координированный цистеин или метионин. Хотя все изоформы NOS катализируют образование NO, они являются продуктами различных генов, каждая из них имеет свои особенности как в механизмах действия и локализации, так и в биологическом значении для организма. Поэтому указанные изоформы принято также подразделять на конститутивную (cNOS) и индуцибельную (iNOS) синтазы оксида азота.
cNOS постоянно находится в цитоплазме, зависит от концентрации ионов кальция и кальмодулина (белок, являющийся внутриклеточным посредником переноса ионов кальция) и способствует выделению небольшого количества NO на короткий период в ответ на стимуляцию рецепторов. Индуцибельная NOS появляется в клетках только после индукции их бактериальными эндотоксинами и некоторыми медиаторами воспаления, такими как гамма-интерферон, фактор некроза опухоли и др. Количество NO, образующегося под влиянием iNOS, может варьировать и достигать больших количеств (наномолей). При этом продукция NO сохраняется длительнее.
Характерной особенностью NO является способность быстро (менее чем за 5 секунд) диффундировать через мембрану синтезировавшей его клетки в межклеточное пространство и легко (без участия рецепторов) проникать в клетки-мишени. Внутри клетки он активирует одни и ингибирует другие ферменты, участвуя в регуляции клеточных функций и фактически действуя как локальная сигнальная молекула. NO играет ключевую роль в подавлении активности бактериальных и опухолевых клеток путем либо блокирования некоторых их железосодержащих ферментов, либо путем повреждения их клеточных структур оксидом азота или свободными радикалами, образующимися из оксида азота. Одновременно в очаге воспаления накапливается супероксид, который вызывает повреждение белков и липидов клеточных мембран, что и объясняет его цитотоксическое действие на клетку-мишень. Следовательно, NO, избыточно накапливаясь в клетке, может действовать двояко: с одной стороны вызывать повреждение ДНК и с другой — давать провоспалительный эффект.
Оксид азота способен инициировать образование кровеносных сосудов. В случае инфаркта миокарда оксид азота играет положительную роль, так как индуцирует новый сосудистый рост, но при раковых заболеваниях тот же самый процесс вызывает развитие опухолей, способствуя питанию и росту раковых клеток. С другой стороны, вследствие этого улучшается доставка оксида азота в опухолевые клетки. Повреждение ДНК под действием NO является одной из причин развития апоптоза (запрограммированный процесс клеточного «самоубийства», направленный на удаление клеток, утративших свои функции). В экспериментах наблюдалось дезаминирование дезоксинуклеозидов, дезоксинуклеотидов и неповрежденной ДНК при воздействии раствора, насыщенного NO. Этот процесс ответствен за повышение чувствительности клеток к алкилирующим агентам и ионизирующему излучению, что используется в антираковой терапии.
Клиренс NO (скорость очищения крови от NO в процессе его химических превращений) происходит путем образования нитритов и нитратов и составляет в среднем не более 5 секунд. В клиренс могут быть вовлечены промежуточные ступени, связанные со взаимодействием с супероксидом или с гемоглобином с образованием пероксинитрита. Оксид азота может быть восстановлен NO-редуктазой — ферментом, тесно связанным с NO-синтазой.
В 1998 году Роберту Ферчготту, Луису Игнарро и Фериду Мураду была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине с формулировкой: «За открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в регуляции сердечно-сосудистой системы». [1]
Применение
Получение NO является одной из стадий получения азотной кислоты.
Окислы азота
Оксиды азота — соединения азота с кислородом.
Содержание
Список оксидов
Азот образует несколько соединений с кислородом:
Оксид азота N2O — бесцветный газ со слабым запахом, растворим в воде. Не взаимодействует с водой, растворами кислот и щелочей. При нагревании разлагается на азот и кислород. При высоких концентрациях N2O возбуждает нервную систему («веселящий газ»). В медицине N2O применяют как слабое средство для наркоза.
Оксид азота NO — бесветный газ, незначительно растворим в воде. Не взаимодействует с водой, растворами кислот и щелочей. Оксид азота (II) — очень реакционноспособное соединение, может вступать в реакции присоединения с рядом солей (нитрозосоли), с галогенами (напр., нитрозилхлорид NOCl), органическими соединениями. При обычной температуре NO соединяется с кислородом с образованием NO2. Оксид NO получают каталитическим окислением при производстве азотной кислоты.
N2O3(III)
Оксид N2O3 (азотистый ангидрид) неустойчив при обычных условиях, взаимодействует с водой, образуя азотистую кислоту HNO2.
NО2, N2O4
Оксид азота NО2 — бурый газ, токсичен, тяжелее воздуха, легко сжижается. При комнатной температуре NО2 находится в смеси с его бесцветным димером N2O4, приблизительно 1:1. Взаимодействует с водой:
Сильный окислитель. Многие вещества (уголь, сера, фосфор, органические соединения) могут гореть в NО2. Этот оксид окисляет SО2 до SO3, на этой реакции основан нитрозный метод получения серной кислоты. Раздражает дыхательные пути, при больших концентрациях появляется отёк легких.
N2O5(V)
Оксид N2O5 (азотный ангидрид) — бесцветное кристаллическое вещество, легко разлагается на NО2 и О2. Сильный окислитель. В воде легко растворяется с образованием азотной кислоты HNO3.
Воздействие на организм
Применение
Оксиды азота зарегистрированы в качестве пищевой добавки E918.
См.также
Полезное
Смотреть что такое «Окислы азота» в других словарях:
Окислы азота — Смесь различных окислов азота, кроме закиси NO2, образовавшихся в цилиндре дизеля в процессе сгорания Источник: ГОСТ 24585 81: Дизел … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Окислы азота — С кислородом азот образует ряд соединений N2O5 азотный ангидрид [О над азотной кислоте см. Крепкая водка.], N2O4 или NO2 азотноватый ангидрид или двуокись азота, N2O3 азотистый ангидрид, NO окись азота, N2O закись азота. Определения Фавра,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Окислы азота (NOх) — 5. Окислы азота (NOх) Смесь окиси и двуокиси азота, содержащихся в пробе газа Примечание. В расчетах условно предполагается, что окись азота находится в виде двуокиси азота Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Окислы азота и азотная кислота — 4.6. Окислы азота и азотная кислота оказывают в основном вредное влияние на активную массу отрицательных электродов, окисляя свинец в окись. Окись свинца, в свою очередь, вступая в реакцию с оставшейся неиспользованной кислотой, образует… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ОКИСЛЫ — ОКИСЛЫ, соединения элементов с кислородом. Кислород соединяется со всеми элементами кроме благородных газов. Недавно открытая юкись фтора заполняет существовавший в отношении фтора пробел. В зависимости от степени окисления и валентности элемента … Большая медицинская энциклопедия
Азота окислы — соединения азота с кислородом. Известны N2O, NO, N2O3, NO2 (и его димер N2O4), N2O5; есть сведения о существовании NO3, не выделенного в свободном состоянии. При высокой температуре в пламени вольтовой дуги, а в природе при электроразряде … Большая советская энциклопедия
Окислы — Оксид (окисел, окись) соединение химического элемента с кислородом, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам… … Википедия
Окислы — О. называются соединения простых тел с кислородом. Если придерживаться деления простых тел на две группы, на металлы и металлоиды (см.), то вообще в характере их О. можно заметить довольно ясную разницу. Тогда как типические представители первой… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Закись азота — химический состав см. Окислы азота. В медицине З. азота получила название веселящего газа: вдыхаемая в смеси с атмосферным воздухом или кислородом при обыкновенной температуре и давлении она вызывает особое состояние опьянения, уничтожающего… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Закись азота — веселящий газ, один из окислов азота (см. Азота окислы); в медицине применяют в смеси с кислородом как средство для ингаляционного Наркоза при хирургических операциях, родах, иногда при инфаркте миокарда. Назван веселящим газом английским … Большая советская энциклопедия
2
315 ppm (кролик, 15 мин)
68 ppm (крыса, 4 ч)
138 ppm (крыса, 30 мин)
1000 ppm (мышь, 10 мин)
64 ppm (обезьяна, 8 ч)
СОДЕРЖАНИЕ
Характеристики
Красновато-коричневый цвет является следствием преимущественного поглощения света в синей области спектра (400-500 нм), хотя поглощение распространяется во всем видимом (на более коротких длинах волн) и в инфракрасном диапазоне (на более длинных волнах). Поглощение света на длинах волн короче примерно 400 нм приводит к фотолизу (с образованием NO + O, атомарного кислорода); в атмосфере добавление образовавшегося таким образом атома O к O 2 приводит к образованию озона.
Подготовка и реакции
Диоксид азота обычно образуется в результате окисления оксида азота кислородом воздуха:
Термическое разложение нитратов некоторых металлов также дает NO
2 :
Как вариант, восстановление концентрированной азотной кислоты металлом (например, медью).
Основные реакции
Основные термические свойства
НЕТ
2 находится в равновесии с бесцветным газом четырехокиси азота ( N
2 О
4 ):
Химия диоксида азота широко исследована. При 150 ° C, НЕТ
2 разлагается с выделением кислорода в результате эндотермического процесса ( Δ H = 14 кДж / моль ):
Как окислитель
Гидролиз
Эта реакция является одной из стадий процесса Оствальда промышленного производства азотной кислоты из аммиака. Эта реакция является пренебрежимо медленной при низких концентрациях NO 2, характерных для окружающей атмосферы, хотя она действительно идет при попадании NO 2 на поверхности. Считается, что такая поверхностная реакция приводит к образованию газообразной HNO 2 (часто обозначаемой как HONO ) как внутри, так и снаружи помещений.
Образование при разложении азотной кислоты
Азотная кислота медленно разлагается до диоксида азота по общей реакции:
Образовавшийся таким образом диоксид азота придает характерный желтый цвет, часто свойственный этой кислоте.
Конверсия в нитраты
НЕТ
2 используется для получения безводных нитратов металлов из оксидов:
Превращение в нитриты
Иодиды алкила и металлов дают соответствующие нитриты:
Экология
Использует
Антропогенные источники и воздействие
В помещениях воздействие возникает из-за сигаретного дыма, бутановых и керосиновых обогревателей и печей.
Токсичность
Влияние NO на здоровье
2 экспозиция
Даже небольшие ежедневные изменения NO
2 может вызвать изменения в функции легких. Хроническое воздействие NO
2 может вызывать респираторные эффекты, включая воспаление дыхательных путей у здоровых людей и усиление респираторных симптомов у людей, страдающих астмой. НЕТ
2 создает озон, который вызывает раздражение глаз и обостряет респираторные заболевания, что приводит к увеличению количества обращений в отделения неотложной помощи и госпитализаций по поводу респираторных заболеваний, особенно астмы.
Основной источник воздействия NO
2 использование газовых плит для приготовления пищи или отопления в домах. Согласно переписи 2000 года, более половины домохозяйств США используют газовые плиты и уровни содержания NO в помещениях.
2 в среднем как минимум в три раза выше в домах с газовыми плитами по сравнению с электрическими плитами, причем самые высокие уровни наблюдаются в многоквартирных домах. Воздействие НЕТ
2 особенно вреден для детей, страдающих астмой. Исследования показали, что дети с астмой, живущие в домах с газовыми плитами, имеют больший риск респираторных симптомов, таких как хрипы, кашель и стеснение в груди. Кроме того, использование газовой плиты было связано со снижением функции легких у девочек, страдающих астмой, хотя эта связь не была обнаружена у мальчиков. Использование вентиляции при работе газовых плит может снизить риск респираторных симптомов у детей, страдающих астмой.
В когортном исследовании с участием детей афроамериканского меньшинства из центральной части города Балтимора, чтобы определить, существует ли связь между NO
2 и астма для детей в возрасте от 2 до 6 лет, с существующим медицинским диагнозом астмы и одним посещением по поводу астмы, семьи с более низким социально-экономическим статусом чаще имели газовые плиты в своих домах. Исследование пришло к выводу, что более высокие уровни NO
2 в доме были связаны с более высоким уровнем респираторных симптомов среди исследуемой популяции. Это еще раз подтверждает, что НЕТ
2 токсичность опасна для детей.
Воздействие на окружающую среду
Взаимодействие NO
2 и другие НЕТ
Икс с водой, кислородом и другими химическими веществами в атмосфере могут образовываться кислотные дожди, которые наносят вред чувствительным экосистемам, таким как озера и леса. Повышенный уровень NO
2 также может нанести вред растительности, замедляя рост и снижая урожайность сельскохозяйственных культур.




















