Химия. 11 класс

Оксид азота(IV) NO₂, диоксид азота — газ бурого цвета (t_пл. = −11,2 °С, t_кип. = 21 °С), в жидком и твёрдом состоянии бесцветен и состоит из молекул N₂O₄ вследствие димеризации:

2NO₂ «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨ class=¨wrs_chemistry¨»«mo»§#8644;«/mo»«/math» N₂O₄ + Q.

Димеризация легко происходит из-за наличия неспаренного электрона. В газообразном состоянии оксид азота(IV) димеризован частично.

В лаборатории обычно его получают известной вам реакцией концентрированной азотной кислоты с медью:

Cu + 4HNO_3(конц) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

или разложением некоторых нитратов (§ 38, с. 211).

Оксид азота(IV) взаимодействует с водой. В зависимости от условий образуются различные продукты. Так, при комнатной температуре образуются азотная и азотистая кислоты:

«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»4«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»5«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»3«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«/math».

При растворении NO₂ в воде при повышенной температуре в избытке кислорода образуется азотная кислота:

«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mn»4«/mn»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»4«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«msub»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»0«/mn»«/mover»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»§#8644;«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»4«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»5«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mrow»«mo»-«/mo»«mn»2«/mn»«/mrow»«/mover»«mn»3«/mn»«/msub»«/math».

Равновесие этой обратимой реакции при промышленном получении азотной кислоты смещают вправо, повышая давление.

При растворении NO₂ в щелочах образуются нитраты вместе с нитритами:

«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mn»2«/mn»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»4«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«msub»«mover»«mrow»«mn»2«/mn»«mi»KOH«/mi»«/mrow»«mrow/»«/mover»«mrow/»«/msub»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»K«/mi»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»3«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»K«/mi»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»N«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»5«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mo».«/mo»«mo»§#160;«/mo»«/math»

Недостаточная очистка газов, выделяемых в окружающую среду предприятиями, производящими азотную кислоту, котлами электростанций, газотурбинными установками, двигателями автомобилей и самолётов, приводит к загрязнению атмосферы оксидами азота. Под действием кислорода NO превращается в NO₂. Во влажной атмосфере образуется азотная кислота, и на землю выпадают кислотные дожди, вредные не только для человека и животных, но и для растений. Под действием кислотных дождей разрушаются строительные сооружения.