חנקן דו-חמצני

חנקן דו־חמצני
	קובץ:Nitrogen-dioxide-2D-dimensions-vector.svg
שם סיסטמטי	Nitrogen dioxide
שמות נוספים	Nitrogen(IV) oxide, Deutoxide of nitrogen
מסה מולרית	46.0055 גרם/מול
מראה	גז כתום
מספר CAS	10102-44-0
צפיפות	2.62 גרם לליטר גרם/סמ"ק
מצב צבירה	גז
מסיסות	מתפרק במים
ממסים	מסיס בחומצה חנקתית, ופחמן ארבע־כלורי
טמפרטורת היתוך	11.2- °C ; -261.95 K
טמפרטורת רתיחה	21.2 °C ; 294.35 K
מקדם שבירה	1.449

אין לבלבל עם אין לבלבל ערך זה עם הערך "ניטריט".

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.

קובץ:AirQualityLondon1.jpg

מבחנה לדגימת חנקן דו־חמצני כמזהם אוויר בלונדון.

הכנה עריכה

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

<math>2NO + O_2 \Rightarrow 2NO_2 </math>

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

<math>2HNO_3 \Rightarrow N_2O_5 + H_2O </math>
<math>2N_2O_5 \Rightarrow 4NO_2 + O_2 </math>

NO2 נוצר גם מפרוק תרמי של כמה מלחי ניטראט למשל:

<math>2Pb(NO_3)_2 \Rightarrow 2PbO + 4NO_2 + O_2 </math>

מחיזור חומצה חנקתית על ידי נחושת

<math>Cu + 4HNO_3 \Rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2H_2O + 2NO_2 </math>

או בתגובה בין בדיל לחומצה חנקתית

<math>Sn + 4HNO_3 \Rightarrow H_2O + H_2SnO_3 + 4 NO_2 </math>

תגובות עריכה

NO₂ נמצא בשיווי משקל עם הדימר N₂O₄

<math>2NO_2 \Leftrightarrow N_2O_4 </math>

שינוי האנתלפיה בתגובה <math>\Delta H = -57.23 kJ/mol</math> 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.

קובץ:Nitrogen dioxide at different temperatures.jpg

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

<math>2NO_2 \Rightarrow 2NO +O_2 </math>, הפירוק אנדותרמי <math>\Delta H = 114 kJ/mol</math>

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

הידרוליזה עריכה

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

<math>2NO_2 +H_2O\Rightarrow HNO_2 +HNO_3 </math>

קישורים חיצוניים עריכה

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא [[commons:Category:{{#property:P373}}|חנקן דו-חמצני]] בוויקישיתוף

קובץ:Chem template.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא כימיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.