Tlenki azotu – wzory, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

Tlenki azotu - wzory,właściwości

Tlenki azotu to połączenia azotu z tlenem. W piśmiennictwie, tlenki azotu zbiorowo określane są jako NO_x lub bardziej skrótowo NOX (od wzoru sumarycznego i angielskiego zwrotu Nitrogen OXides), jednak oprócz tlenków które opisać można wzorem NO_x (x= 1,2), występują również tlenki N_2O_x (x=1, 3, 4, 5). Bardziej ogólnie, azot w połączeniach z tlenem może występować na stopniach utlenienia -I, +II, +III, +IV, +V. W prostych tlenkach azot występuje na stopniach utlenienia +II (NO), +IV (NO_2), +V (N_2O_5). Inne tlenki mają charakter mieszany – w podtlenku azotu N_2O_3, azot występuje na –I i +III stopniu utlenienia, a w tlenku N_2O_3 – na stopniach utlenienia +II i +IV.

Tlenki azotu są gazami o charakterze kwaśnym – reagują z wodą, tworząc kwasy azotowe na odpowiednich stopniach utlenienia, tlenki na wyższych stopniach utlenienia są dobrymi utleniaczami.

Występowanie

Tlenki azotu występują w niewielkich ilościach w atmosferze Ziemi: powstają one w wyładowaniach elektrycznych w wyższych warstwach atmosfery oraz jako uboczne produkty spalania paliw kopalnych w powietrzu atmosferycznym (podczas spalania powstaje NO, który następnie jest utleniany do wyższych tlenków). W organizmach żywych występują niewielkie ilości tlenku azotu(II) jako cząsteczki przekaźnikowej, kontrolującej miedzy innymi ciśnienie krwi poprzez kurczenie i rozszerzanie naczyń krwionośnych.

Otrzymywanie

Przemysłowo, tlenek azotu(II) otrzymuje się poprzez utlenianie amoniaku tlenem w obecności katalizatora platynowego, w temperaturze 850°C. Podtlenek azotu N_2O  (tlenek diazotu) otrzymuje się podczas łagodnego ogrzewania azotanu(V) w temperaturze 170 – 240°C. Pięciotlenek dwuazotu (tlenek azotu(V), N_2O_5), można otrzymać w laboratorium poprzez odwodnienie stężonego kwasu azotowego(V) za pomocą tlenku fosforu (reakcja 1).

12HNO_3 + P_4O_10 \rightarrow  6N_2O_5 + 4H_3PO_4

Zastosowania

Podtlenek azotu (zwany gazem rozśmieszającym)  stosowany jest jako łagodny środek znieczulający w medycynie, a także w samochodach jako „dopalacz” zwiększający tymczasowo moc silnika (tzw. Nitro). Wyższe tlenki azotu – N_2O, N_2O_4 i N_2O_5, znajdują zastosowanie jako utleniacze, zarówno w laboratorium jak i w różnego rodzaju dziedzinach techniki.

Znaczenie dla środowiska

Tlenki azotu należą do gazów powodujących efekt cieplarniany (zatrzymywanie ciepła w atmosferze Ziemi) oraz kwaśne deszcze - tlenki azotu reagują z parą wodną w atmosferze, tworząc kwas azotowy, którego roztwór opada na ziemię w postaci deszczu o niskim pH.

Głównym źródłem tlenków azotu w atmosferze jest spalanie paliw kopalnych w powietrzu w silnikach samochodowych i instalacjach przemysłowych. Tlenek azotu(II) powstaje wskutek reakcji azotu z tlenem w wysokiej temperaturze, która zachodzi równolegle do spalania. Dalej, NO ulega utlenianiu do wyższych tlenków azotu, aż do tlenku azotu(V), z którego może powstawać kwas azotowy(V).

Ze względu na niekorzystny wpływ tlenków azotu na środowisko, ich emisja z samochodów oraz instalacji przemysłowych jest ograniczana przy pomocy szeregu rozwiązań technologicznych. Większość tych rozwiązań opiera się na katalitycznym rozkładzie tlenków azotu do wolnego azotu i tlenu, np. katalizator samochodowy. Innym rozwiązaniem stosowanym zarówno w motoryzacji jak i w przemyśle jest redukcja tlenków azotu za pomocą amoniaku. W przemyśle – na tej zasadzie opiera się proces proces DeNOx (ang. Destruction of NO_x), oprócz amoniaku, do redukcji tlenków azotu używa się również wodnego roztworu mocznika, technologia wykorzystująca taki roztwór stosowana jest w motoryzacji nosi nazwę AdBlue™.

Polecamy również:

  • Amoniak i pochodne amoniaku

    Amoniak (nazwa systematyczna azan) to związek azotu z wodorem o wzorze sumarycznym , w którym azot występuje na -III stopniu utlenienia. Amoniak w temperaturze pokojowej jest bezbarwnym gazem o charakterystycznym ostrym zapachu. Gazowy amoniak jest żrący, ma charakter zasadowy i bardzo dobrze rozpuszcza się... Więcej »

  • Obieg azotu w przyrodzie

    Głównym źródłem azotu w przyrodzie jest cząsteczkowy azot w atmosferze Ziemi. Azot jest przyswajany przez bakterie azotowe (diazotroficzne), które przy pomocy enzymu nitrogenazy, przekształcają go w amoniak. Amoniak szybko ulega przemianie w sole amonowe, które mogą być przyswajane przez... Więcej »

Komentarze (2)
Wynik działania 3 + 2 =
Hati
2019-06-09 20:37:38
Huh, nie dą się edytować. To N2O5 jest ciałem stałym (pomyliłam cyferkę), natomiast N2O3 jest w fazie ciekłej. Są to bardzo nietrwałe termicznie tlenki.
Hati
2019-06-09 20:35:27
N2O3 jest raczej ciałem stałym w warunkach normalnych, a także tlenki azotu nie są tylko kwasami. Każdy z tych tlenków może zareagować jak zasada (np. N2O5 ze stężonym kwasem siarkowym). Nie wszystkie tlenki, a konkretnie NO i N2O nie reagują z wodą. Z kolei NO2 w reakcji z wodą nie utworzy kwasu tlenowego z azotem na +4 stopniu utlenienia, tylko azot ten dysproporcjonuje na azot na +3 i +5 stopniu utlenienia, więc tworzą się oczywiście odpowiednie kwasy. Odwadnianie HNO3 pentatlenkiem dipotasu raczej przeprowadza się do HPO3.
Ostatnio komentowane
żoną Jaroslawa Iwaszkiewicza była pisarka i tłumaczka Anna Iwaszkiewiczowa z domu Lilp...
Iwona • 2021-07-19 18:40:47
"Oda do radości" to utwór Beethovena. Schiller napisał "Do Radości".
Germanista • 2021-07-10 02:59:47
Zgromadzenie Narodowe (Konwent) nie było "rządem rewolucyjnym", a parlamentem.
Andrzej • 2021-07-06 08:15:34
Czy naprawdę nie dało się tego bardziej spłycić? Gdzie jest drugi syn? Ten który p...
Andrzej Koraben • 2021-06-30 11:34:39
Ciekawe jak daleko czasowo sięgają Politycy. 2050 ? Czyli doprzodu do tyłu 2023. Grolsz...
Nick Radek • 2021-06-27 07:22:58