Nitrogendioksid (NO2)

nitrogendioksid

er en rødbrun gass med stikkende lukt som er svært giftig. Nitrogenmonoksid reagerer med oksygen ved vanlig temperatur og danner nitrogendioksid. Den er en av de mest plagsomme komponentene i bileksos. Denne luftforurensningen øker i storbyene. I sollys reagerer den med uforbrente hydrokarboner o...

NOx

er en blanding av gasser som inneholder nitrogen og oksygen, nærmere bestemt nitrogenoksidene NO, NO₂ og N₂O₃. NOx bidrar til luftforurensning og er en vesentlig bestanddel av fotokjemisk smog.

Nitrogenoksidene er giftige og dannes i prosesser hvor luft reagerer med brennbare stoffer ved høy temperatur, for eksempel i bensinmotorer og dieselmotorer. Mengden NOx som dannes, øker med temperaturen i motoren. Det betyr at det dannes mer NOx i en motor som brenner diesel enn i en bensinmotor.

Den giftigste komponenten i de nitrøse gassene er nitrogendioksid. Nitrogendioksid reagerer med vann og gir salpetersyre som kan skade lunger og vegetasjon.

Grenseverdien for uspesifiserte blandinger av nitrogenoksider i arbeidsatmosfære er 30 mg/m³.

• nitrogenoksider

salpetersyre

er en sterk syre som blant annet brukes til fremstilling av kunstgjødsel og sprengstoff.

Salpetersyre er den mest bestandige og viktigste av oksosyrene til nitrogen. Den er en sterk, etsende syre og selges løst i vann i forskjellige konsentrasjoner. Salpetersyre må håndteres med stor forsiktighet, ikke bare fordi den er en sterk syre, men fordi den er et sterkt oksidasjonsmiddel.

Syren har bruttoformel HNO₃ og strukturformel HONO₂. Salter av salpetersyre kalles nitrater.

Ren 100 prosent salpetersyre smelter ved -41,6 °C til en fargeløs væske med tetthet 1,504 g/mL. Den koker under spaltning ved 83 °C.

Salpetersyre blander seg med vann i alle forhold. En blanding med 68,2 prosent HNO₃ (med kokepunkt 121,9 °C og tetthet 1,410 g/mL) er azeotrop, det vil si at den koker uten å forandre sin sammensetning. Under koking i lys ved romtemperatur vil konsentrert salpetersyre spaltes delvis, og det dannes nitrogendioksid:

2HNO₃(aq) → H₂O(l) + 2NO₂(g)+ ½O₂(g)

Nitrogendioksidgassen løses i syren og farger den gul, ved større konsentrasjoner rød. Løsningen kalles rød rykende salpetersyre, da den i luft avgir rødbrune damper av nitrogendioksid. Ved avkjøling til lav temperatur utkrystalliseres hydrater, blant annet H₃ONO₃.

En blanding av salpetersyre og saltsyre kalles kongevann.

Når salpetersyre reagerer med et metall, dannes lite hydrogengass, men metallet oksideres i stedet til et kation.

Salpetersyre dannes under elektriske utladninger i atmosfæren, for eksempel lyn, og føres av regnet ned på jordoverflaten.

Salter av salpetersyre forekommer i naturen i form av natriumnitrat i Chile (chilesalpeter), og som kaliumnitrat (kalisalpeter), i India, Iran og andre asiatiske land.

Teknisk fremstilles salpetersyre på basis av nitrogenmonoksid, NO, fremstilt ved katalytisk forbrenning av ammoniakk. Prosessen kalles Ostwaldprosessen, etter Wilhelm Ostwald.

Konsentrert salpetersyre fremstilles direkte ved å forbrenning av ammoniakk med oksygen under trykk, eller ved å behandle fortynnet salpetersyre med dinitrogentetroksid, N₂O₄, og oksygen under trykk.

Helt vannfri salpetersyre (100 prosent) fremstilles ved å destillere en blanding av konsentrert salpetersyre og svovelsyre. Oppkonsentreringen kan også foretas ved destillasjon fra en løsning av magnesiumnitrat eller kalsiumnitrat.

Salpetersyre blir i første rekke brukt til fremstilling av kunstgjødsel, sprengstoffer som krutt, dynamitt og TNT, kollodium, celluloid, fargestoffer og deres mellomprodukter, legemidler, syntetiske fibrer, film, lakker, kunstlær, plaststoffer, alle slags nitrater som kobber- og sølvnitrat, som oksidasjonsmiddel ved forskjellige kjemiske reaksjoner, til beising, etsning av messing, sinkplater og rustfritt stål med mer. Ren vannfri salpetersyre blir brukt som oksidasjonsmiddel for fremdrift av raketter.

Allerede omkring år 1300 ble salpetersyre fremstilt i Italia ved å varme opp en blanding av salpeter, alun og kobbersulfat. De to siste stoffene danner da litt svovelsyre, som omsetter salpeter til salpetersyre.

Som den første fremstilte Johann Rudolph Glauber salpetersyre på 1600-tallet ved å reagere salpeter med konsentrert svovelsyre. Metoden ble brukt frem til begynnelsen av 1900-tallet. Til å begynne med ble hovedsakelig kaliumnitrat brukt som utgangsstoff, men i løpet av første halvdel av 1800-tallet ble chilesalpeter det viktigste råstoff.

Tidlig på 1900-tallet ble salpetersyre fremstilt ved Birkeland-Eydes metode. Senere ble fremstillingen basert på katalytisk forbrenning av ammoniakk, fremstilt etter Haber-Bosch-metoden.

Navnet salpetersyre er avledet av salpeter. Formelen ble bestemt i 1784–1786 av Antoine Laurent Lavoisier og Joseph Priestley og endelig bestemt i 1816 av Joseph Louis Gay-Lussac og Claude-Louis Berthollet.

Innånding av salpetersyredamp fører til katarr i bronkiene, lungebetennelse og etsning av lungeblærene. På fordøyelsesorganene virker salpetersyre etsende.

Forholdsregler ved innvendig salpetersyreforgiftning er drikking av fortynnet såpevann og magnesiumoksid utrørt i melk. Ved utvendige salpeteretsninger foretas grundig spyling med mye vann eller med fortynnede vannløsninger av natron, soda og lignende.

Grenseverdi for salpetersyre i arbeidsatmosfæren er 5 mg/m³.

• kunstgjødsel
• nitrater
• syrer

nitrogenoksider

er kjemiske forbindelser mellom nitrogen og oksygen. Det finnes mange nitrogenoksider, som har kjemisk formel N₂O, NO, N₂O₃, NO₂ og NO₃. En blanding av forskjellige nitrogenoksider kan være en vesentlig bestanddel av forurensninger i luften. Se artikkelen om NOx.

Det spesielle med nitrogenoksidene er at da nitrogen inneholder 5 elektroner i det ytre skallet og oksygen har 6 elektroner, vil nitrogenoksider med et ulike antall nitrogenatomer inneholde et ulike antall bindingselektroner. NO, NO₂ og NO₃ danner derfor dobbeltmolekyler (dimere) med en sentral N-N-binding ved lavere temperaturer (se nedenfor).

Dinitrogenoksid har kjemisk formel N₂O. Forbindelsen er en fargeløs gass med behagelig lukt og søtlig smak. Dinitrogenoksid blir også kalt lystgass eller lattergass. Gassen har bedøvende virkning og har blitt brukt ved kortvarige narkoser, for eksempel ved fødsler og tannoperasjoner. Innåndet i små mengder fremkaller den en ruslignende tilstand, ledsaget av en følelse av glede og velbehag og en krampaktig lattermildhet.

Gassen er lett løselig i fett og ble/blir brukt som drivgass i trykkbokser for pisket krem.

Gassen kan fremstilles fra en løsning av ammoniumnitrat i vann ved tilsetting av saltsyre. Prosessen skjer etter reaksjonsligningen:

NH₄NO₃(aq) → N₂O(g) + 2H₂O(l)

Nitrogenmonoksid har kjemisk formel NO. Forbindelsen er en fargeløs, giftig, ikke brennbar gass. Den er lite løselig i vann og lar seg kondensere til en blå væske som inneholder dimeren ON-NO.

Forbrenning av ammoniakk til nitrogenmonoksid over et platinanett kalles ostwaldmetoden etter Wilhelm Ostwald. I storteknisk målestokk ble metoden tatt i bruk i Haber–Bosch–metoden for fremstilling av ammoniakk.

På grunn av det uparede elektronet er nitrogenmonoksidet paramagnetisk. Nitrogenmonoksid avgir lett dette ene elektronet og danner nitrosylkationet NO⁺. Nitrogenmonoksid kan imidlertid også lett oppta et elektron og danne nitrosylanionet NO⁻, se nitrosylforbindelser.

Karakteristisk for nitrogenmonoksid er at det lett reagerer med oksygen til nitrogendioksid. Nitrogenmonoksid virker irriterende på huden og slimhinnene. Den yrkeshygieniske grenseverdien oppgis til 25 ppm i luft.

NO har en viktig budbringerfunksjon i levende organismer. Etter først å ha vist seg å spille en viktig rolle i muskelrelaksjon rundt 1990, har nitrogenoksid blitt funnet å være viktig i overføringen av nerveimpulser i hjernen.

Flere moderne midler for behandling av impotens virker ved at de frigir nitrogenoksid i kroppen. Nitroglyserin, som i lang tid har blitt brukt for behandling av hjerteproblemer, virker på samme måte.

Dinitrogentrioksid har kjemisk formel N₂O₃. Forbindelsen smelter ved −100,7 °C til en mørkeblå væske som dekomponerer over 230 °C. Dinitrogentrioksid er det første nitrogenoksidet som gir en sur løsning i vann. Saltene av dinitrogentrioksid kalles nitritter. 

Nitrogendioksid har kjemisk formel NO₂. Forbindelsen er en brunrød, meget giftig gass med karakteristisk lukt. Nitrogendioksid danner lett dimeren, dinitrogentetroksid, O₂N-NO₂ . Fargen på gassen indikerer temperaturen: ved høyere temperatur er den mørk brun og ved lavere temperatur er den lysere.

Nitrogendioksid kan også lett avgi det uparede elektronet og danne nitrylkationet. Da nitrogendioksid lett avgir oksygen, er det et kraftig oksidasjonsmiddel. Av den grunn er det blitt foreslått som oksidasjonsmiddel for rakettdrivstoffer.

Grenseverdien for nitrogendioksidforurensning i arbeidsatmosfære er 1,1 mg/m³. Kortere opphold i rom med større konsentrasjoner kan føre til betennelse i åndedrettsorganene og til en markert økning av antall blodplater. Konsentrasjoner på over 100 ppm kan ved fortsatt innånding føre til døden. Fare for dette kan for eksempel oppstå når sveiseprosesser utføres i avlukkede, dårlig ventilerte rom.

Dinitrogenpentoksid har kjemisk formel N₂O₅. Forbindelsen er et fast stoff som danner fargeløse, hygroskopiske krystaller med smeltepunkt 30 °C. Dinitrogenpentoksid er salpetersyrens anhydrid. Det er meget ubestandig og spaltes ofte under eksplosjon ved romtemperatur uten ytre foranledning. Oksidet har sterkt oksiderende egenskaper og reagerer med vann under dannelse av salpetersyre.

Nitrogentrioksid (nitrogenperoksid) har kjemisk formel NO₃. Forbindelsen er et hvitt, ubestandig faststoff som bare eksisterer ved meget lave temperaturer (under −142 °C). Den dimere formen av NO₃ er dinitrogenheksoksid, N₂O₆.

Nitrogentrioksid spiller en viktig rolle i atmosfæren. Det dannes ved en reaksjon mellom nitrogendioksid og ozon:

NO₂(g) + O₃(g) → NO₃(g) + O₂(g)

Nitrogentrioksid er bare stabilt om natten, da det spaltes av sollys. Nitrogentrioksid reagerer med hydrokarboner i atmosfæren. Et av produktene er PAN, peroksyacetylnitrat, CH₃COO₂NO₂, som er en viktig komponent i fotokjemisk smog.

• oksider
• NOx