Азоту оксиди

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

1. Оксид азоту — Вікіпедія (українська)
2. Азоту оксиди // Велика українська енциклопедія. — Т. 1. — Київ, 2016.
3. 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.