АЗОТУ ОКСИДИ
Азоту оксиди
Азоту оксиди — неорганічні сполуки азоту з киснем, у яких азот має ступені окиснення від +1 до +5: N₂O, NO, N₂O₃, NO₂ (та його димер N₂O₄) і N₂O₅; суміш NO і NO₂ в екології позначають NOx.
Коротко
- Геміоксид N₂O, або «веселильний газ», застосовують для знеболення та як пропелент.
- Монооксид NO утворюється в двигунах і під час блискавок, а в організмі людини працює як сигнальна молекула.
- Діоксид NO₂ — бурий отруйний газ, ключовий проміжний продукт виробництва азотної кислоти.
- Оксиди NOx — одні з головних забруднювачів повітря: вони дають смог і кислотні дощі.
Азот і кисень становлять майже все повітря, але за звичайних умов між собою майже не реагують. Щоб їх з’єднати, потрібна дуже висока температура: розряд блискавки, полум’я в циліндрі двигуна чи топці електростанції. Саме там утворюється більшість оксидів азоту, з якими стикається людина.
Ряд оксидів
| Формула | Назва | Ступінь окиснення азоту | Властивості |
|---|---|---|---|
| N₂O | оксид азоту(I), геміоксид | +1 | безбарвний газ зі солодкуватим запахом |
| NO | оксид азоту(II), монооксид | +2 | безбарвний газ, швидко окиснюється на повітрі |
| N₂O₃ | оксид азоту(III) | +3 | синя рідина за низьких температур, ангідрид нітритної кислоти |
| NO₂ / N₂O₄ | оксид азоту(IV) та його димер | +4 | бурий газ і безбарвна рідина, отруйні |
| N₂O₅ | оксид азоту(V) | +5 | білі кристали, ангідрид нітратної кислоти |
N₂O і NO — несолетворні оксиди: з водою, кислотами й лугами вони солей не утворюють. N₂O₃ і N₂O₅ із водою дають відповідно нітритну й нітратну кислоти, а NO₂ — їхню суміш.
Як отримують і де використовують
N₂O добувають обережним розкладом нітрату амонію під час нагрівання. Окрім медицини, газ є пропелентом у балончиках зі збитими вершками та окисником у деяких ракетних і гоночних двигунах.
NO у промисловості отримують каталітичним окисненням аміаку на платинових сітках. Це перша стадія виробництва нітратної кислоти: NO окиснюють до NO₂, а той поглинають водою. Нітратна кислота йде на мінеральні добрива, вибухові речовини, барвники. В Україні такі виробництва створили на хімічних підприємствах у Рівному, Черкасах, Сєвєродонецьку та інших містах; сєвєродонецький «Азот» зазнав тяжких руйнувань під час боїв 2022 року.
N₂O₄ — сильний окисник ракетного палива. У парі з несиметричним диметилгідразином його використовували, зокрема, ракети-носії «Циклон» і «Дніпро», створені в дніпровському КБ «Південне».
Оксиди азоту і довкілля
Вихлопні гази автомобілів, теплові електростанції та промисловість викидають NOx у повітря. Під дією сонячного світла вони разом із летючими органічними речовинами утворюють фотохімічний смог і приземний озон. У вологому повітрі NO₂ перетворюється на кислоти, які випадають кислотними дощами.
Щоб скоротити викиди, на автомобілі ставлять каталітичні нейтралізатори, у дизелях застосовують систему відновлення сечовиною, а на електростанціях — спеціальні пальники та очищення газів.
Геміоксид N₂O має й кліматичне значення: це парниковий газ, у сотні разів сильніший за вуглекислий, і нині найважливіша речовина, що руйнує озоновий шар. Головне його джерело — надлишкові азотні добрива в сільському господарстві.
Запитання
Чому N₂O називають веселильним газом?
Вдихання невеликих концентрацій геміоксиду азоту викликає легку ейфорію й сміх, що помітив ще наприкінці XVIII століття Гемфрі Деві. Від середини XIX століття газ використовують у стоматології та хірургії для знеболення в суміші з киснем. Без медичного контролю він небезпечний: спричиняє кисневе голодування й дефіцит вітаміну B12.
Яке відношення NO має до Нобелівської премії?
1998 року Роберт Ферчготт, Луїс Ігнарро та Ферід Мурад отримали Нобелівську премію з фізіології або медицини за відкриття ролі оксиду азоту як сигнальної молекули в серцево-судинній системі. NO розслаблює стінки судин і розширює їх; на цьому ґрунтується дія нітрогліцерину та деяких інших ліків.
Див. також
- Азот Атомна маса — 14,007; молекула N₂ з потрійним зв’язком дуже міцна, тому за звичайних умов азот хімічно інертний.
- Актиній Усі ізотопи радіоактивні; найстабільніший — актиній-227 з періодом напіврозпаду близько 21,8 року.
- Розділ «Хімія» Хімічні елементи, органічна й неорганічна хімія, аналітичні методи, хіміки.
Джерела
- Оксид азоту — Вікіпедія (українська)
- Азоту оксиди // Велика українська енциклопедія. — Т. 1. — Київ, 2016.
- Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. — 2nd ed. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997.
Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.
Поруч у словнику
- АБСОРБЕР Абсорбер — апарат, найчастіше вертикальна колона, у якому компоненти газової суміші поглинаються рідиною (абсорбентом) на межі поділу фаз; основне обладнання для процесу абсорбції в хімічній, нафтогазовій промисловості, металургії та очищенні газів.
- ПРИЛЕЖАЄВ Прилежаєв Микола Олександрович (27 вересня 1877, Нижньогородська губернія — 26 травня 1944, Москва) — хімік-органік, член-кореспондент АН СРСР (1933), академік АН Білоруської РСР (1940), автор відкритої 1909 року реакції Прилежаєва — окиснення алкенів надкислотами до епоксидів.