Оксиды азота

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(III) (азотистый ангидрид, сесквиоксид азота) N₂O₃ — бесцветный газ (при н. у.), в твёрдом виде — синеватого цвета. Устойчив только при температурах ниже −4 °C. Без примесей NO₂ и NO существует только в твёрдом виде.

Получение

При пропускании  электрического разряда через жидкий воздух N₂O₃ можно получить в виде порошка голубого цвета:

N₂ + O₂ → 2NO;

2NO + O₂ → 2NO₂;

NO + NO₂ → N₂O₃.

Также N₂O₃ можно получить действием 50%-ой азотной кислоты на крахмал:

(С₆H₁₀O₅)_n + 12nHNO₃ → 6nNO↑ + 6nNO₂↑ + 6nCO₂↑ + 11nH₂O

Химические  свойства

Кислотный оксид. N₂O₃ подвержен термической диссоциации:

N₂O₃ ↔ NO₂ + NO.

При 25 °C содержание N₂O₃ в смеси газов составляет около 10,5 %. Жидкий оксид азота(III) синего цвета, он также частично диссоциирован.

Являясь азотистым  ангидридом, при взаимодействии с  водой N₂O₃ даёт азотистую кислоту:

N₂O₃ + H₂O ↔ 2HNO₂.

При взаимодействии с растворами щелочей образуются соответствующие нитриты:

N₂O₃ + 2KOH → 2KNO₂ + H₂O.

Применение

Применяется в лаборатории для получения  азотистой кислоты и её солей.

Физиологическое действие

Высоко  токсичен. По действию на организм сравним  с дымящей азотной кислотой. Вызывает тяжёлые ожоги кожи. 

Оксид азота (IV) (диоксид азота, бурый газ) NO₂ — газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом.

В обычном  состоянии NO₂ существует в равновесии со своим димером N₂O₄. Склонность к его образованию объясняется наличием в молекуле NO₂ неспаренного электрона. При температуре ниже −12 °C белые кристаллы состоят только из молекул N₂O₄, при температуре 140 °C диоксид азота состоит только из молекул NO₂, он очень тёмного, почти чёрного цвета. В точке кипения NO₂ представляет собой красно-бурую жидкость, содержащую около 0,1 % NO₂.

Получение

В лаборатории NO₂ обычно получают воздействием концентрированной азотной кислотой на медь:

Cu + 4HNO_{3 (конц.)} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O.

Также его можно получить термическим  разложением нитрата свинца, однако при проведении реакции следует соблюдать осторожность:

2Pb(NO₃)₂ → 2PbO + 4NO₂↑ + O₂↑. 

Химические  свойства

Кислотный оксид, ему соответствуют азотная и азотистая кислоты. NO₂ отличается высокой химической активностью. Он взаимодействует с неметаллами (фосфор, сера и углерод горят в нём). В этих реакциях NO₂ — окислитель:

2NO₂ + 2C → 2CO₂↑ + N₂↑;

10NO₂ + 8P → 4P₂O₅ + 5N₂↑ (10NO₂ + 2P₄ → 2P₄O₁₀ + 5N₂↑);

При растворении  оксида азота(IV) в воде образуются азотная и азотистая кислоты (реакция диспропорционирования):

2NO₂ + H₂O ↔ HNO₃ + HNO₂.

Поскольку азотистая кислота неустойчива, при растворении NO₂ в тёплой воде образуются HNO₃ и NO:

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO↑.

Если  растворение проводить в избытке кислорода, образуется только азотная кислота (NO₂ проявляет свойства восстановителя):

4NO₂ + 2H₂O + O₂ ↔ 4HNO₃.

При растворении NO₂ в щелочах образуются как нитраты, так и нитриты:

2NO₂ + 2KOH → KNO₃ + KNO₂ + H₂O.

Жидкий NO₂ применяется для получения безводных нитратов:

Zn + 2N₂O₄ → Zn(NO₃)₂ + 2NO

Применение

В производстве серной и азотной кислот, в качестве окислителя в жидком ракетном топливе и смесевых взрывчатых веществах.

Физиологическое действие

Оксид азота (IV) высокотоксичен. Даже в небольших  концентрациях он раздражает дыхательные  пути, в больших концентрациях  вызывает отёк лёгких.

«Лисий хвост»

«Лисий  хвост» — жаргонное название выбросов в атмосферу оксидов азота на химических предприятиях (иногда — из выхлопных труб «плохих» автомобилей).

Название

Название  происходит от оранжево-бурого цвета  диоксида азота. При низких температурах диоксид азота димеризуется и  становится бесцветным. В летний сезон  «лисие хвосты» наиболее заметны, так  как в выбросах возрастает концентрация мономерной формы.

Вредное воздействие

Оксиды  азота, улетучивающиеся в атмосферу, представляют серьёзную опасность  для экологической ситуации, так  как способны вызывать кислотные  дожди, а также сами по себе являются токсичными веществами, вызывающими  раздражение слизистых оболочек.

Диоксид азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также  вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

В специальной  литературе также указывается на то, что воздействие на организм человека диоксида азота снижает  сопротивляемость к заболеваниям, вызывает кислородное голодание тканей, особенно у детей. Усиливает действие канцерогенных  веществ, способствуя возникновению  злокачественных новообразований.

Образующаяся  в результате взаимодействия диоксида азота с водой азотная кислота является сильным коррозионным агентом. 

Оксид азота(V) (пентаоксид диазота, нитрат нитроила, азотный ангидрид) N₂O₅ — бесцветные, очень летучие кристаллы. Крайне неустойчив. Газообразный азотный ангидрид состоит из отдельных молекул, строение которых отвечает формуле O₂N-О-NO₂ и имеет неплоскую структуру. Кристаллы образованы ионами NO₂⁺ и NO₃⁻.

Получение

1) Путём  дегидратации азотной кислоты HNO₃ посредством P₂O₅:

2HNO₃ + P₂O₅ → 2HPO₃ + N₂O₅;

12HNO₃ + P₄O₁₀ → 4H₃PO₄ + 6N₂O₅;

2) Пропуская  сухой хлор над сухим нитратом серебра:

4AgNO₃ + 2Cl₂ → 4AgCl + 2N₂O₅ + O₂↑(по другим данным, тут будет образовываться хлорид серебра и хлорнитрат);

3) Путём  взаимодействия оксида азота(IV) с озоном:

2NO₂ + O₃ → N₂O₅ + O₂↑.

Химические  свойства

Типичный кислотный оксид. N₂O₅ легко летуч и крайне неустойчив. Разложение происходит со взрывом, чаще всего — без видимых причин:

2N₂O₅ → 4NO₂↑ + O₂↑ - Q.

Растворяется  в воде с образованием азотной  кислоты (обратимая реакция):

N₂O₅ + H₂O ↔ 2HNO₃.

Растворяется  в щелочах с образованием нитратов:

N₂O₅ + 2NaOH → 2NaNO₃ + H₂O.

Физиологическое действие

Как и  все оксиды азота (за исключением оксида азота(I) N₂O), N₂O₅ токсичен. Работа с N₂O₅ требует осторожности, поскольку в стандартных условиях реакция может протекать достаточно быстро с большим выделением газообразных веществ. Кроме того, при разложении он даёт ядовитый NO₂.