חנקן דו-חמצני

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
חנקן דו-חמצני
Nitrogen-dioxide-2D-dimensions-vector.svg
פרטים
שם סיסטמטי Nitrogen dioxide
שמות נוספים Nitrogen(IV) oxide, Deutoxide of nitrogen
נוסחה כימית NO2
מסה מולקולרית g/mol‏ 46.0055
מראה גז כתום
מספר CAS 10102-44-0
צפיפות g/cm3‏ 2.62 גרם לליטר
מצב צבירה בטמפרטורת החדר גז
מסיסות מתפרק במים
ממסים מסיס בחומצה חנקתית, ו CCl4
טמפרטורת היתוך 11.2- °C
טמפרטורת רתיחה 21.2 °C
מקדם שבירה (nD) 1.449


חנקן דו-חמצני הוא תרכובת שנוסחתה NO2. בטמפרטורת החדר תחמוצת חנקן זו היא גז רעיל, הפוגע בדרכי הנשימה ובריאות בפרט. צבעו חום וריחו חריף. החומר פאראמגנטי, על החנקן אלקטרון בלתי מזווג כך שהמולקולה היא רדיקל חופשי, שני הקשרים חנקן-חמצן חולקים אלקטרונים לא מאותרים כך שסדר הקשר הוא בין 1 ל 2.

חנקן דו-חמצני משמש כדלק לטילים ולתגובות ניטרציה. הוא מזהם אוויר הנוצר במנועי בעירה פנימית ונחשב לתחמוצת החנקן הנפוצה ביותר.

הכנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בדרך כלל מיוצר חנקן דו-חמצני מתגובה של חנקן חמצני (NO) עם חמצן אטמוספירי

  • 2NO + O_2 \Rightarrow 2NO_2

במעבדה ניתן לייצר חנקן דו-חמצני בתהליך דו שלבי: פרוק חומצה חנקתית נותן דו חנקן חמש חמצני (N2O5) העובר אחר כך פרוק בחימום:

  • 2HNO_3 \Rightarrow N_2O_5 + H_2O
  • 2N_2O_5 \Rightarrow 4NO_2 + O_2

NO2 נוצר גם מפרוק תרמי של כמה מלחי ניטראט למשל:

  • 2Pb(NO_3)_2 \Rightarrow 2PbO + 4NO_2 + O_2

מחיזור חומצה חנקתית על ידי נחושת

  • Cu + 4HNO_3 \Rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O + 2NO_2

או בתגובה בין בדיל לחומצה חנקתית

  • Sn + 4HNO_3 \Rightarrow H_2O + H_2SnO_3 + 4 NO_2

תגובות[עריכת קוד מקור | עריכה]

NO2 נמצא בשיווי משקל עם הדימר N2O4

  • 2NO_2 \Leftrightarrow N_2O_4

שינוי האנתלפיה בתגובה ΔH = −57.23 kJ/ mol כלומר הדימריזציה אקסותרמית ולכן הצורה NO2 תועדף בטמפרטורות גבוהות וככל שהטמפרטורה נמוכה ייטה שיווי המשקל לטובת הדימר N2O4 שהוא דיאמגנטי וחסר צבע מכאן ההבדלים בצבע הגז בטמפרטורות שונות כמודגם בצילום.

חנקן דו-חמצני בטמפרטורות שונות. מימין לשמאל: ,196°C,0°C, 23°C, 35°C, 50°C-

ב-150°C החומר מתפרק ל NO ולחמצן

  • 2NO_2 \Rightarrow 2NO +O_2 , הפירוק אנדותרמי ΔH = 114 kJ/mol

בשל חולשת הקשר חנקן-חמצן במולקולה NO2 הוא מחמצן חזק ועשוי להגיב בעצמה ולעתים בפיצוץ עם תרכובות רבות כדוגמת פחמימנים.

הידרוליזה[עריכת קוד מקור | עריכה]

חנקן דו-חמצני עובר הידרוליזה ומתקבלת חומצה חנקיתית (HNO2) וחומצה חנקתית (HNO3)

  • 2NO_2 +H_2O\Rightarrow HNO_2 +HNO_3
Chem template.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא כימיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.