Biossido di azoto

Il biossido di azoto è uno degli ossidi dell’azoto con formula NO2 che si presenta sotto forma di gas dal colore rosso bruno al di sopra di 21.2 °C mentre al di sotto di questa temperatura è un liquido giallo bruno e si converte a temperature inferiori a – 11.2 °C nel dimero N2O4 incolore.

Struttura

Il biossido di azoto è una molecola con numero totale dispari di elettroni e quindi non soddisfa la regola dell’ottetto. Ogni atomo di ossigeno contribuisce con sei elettroni mentre l’atomo di azoto contribuisce con cinque elettroni per un totale di (6·2) + 5 = 17 elettroni.

La struttura della molecola è pertanto un ibrido di risonanza tre le seguenti due strutture:

La lunghezza del legame tra l’atomo di ossigeno e quello di azoto è di 119.7 pm che implica un ordine di legame compreso tra uno e due.

Sintesi

Il biossido di azoto si ottiene, a livello industriale, nel corso della sintesi dell’acido nitrico a partire dall’ammoniaca. Nel primo dei due stadi si ha l’ossidazione dell’ammoniaca con formazione del monossido di azoto mentre nel secondo si verifica l’ulteriore ossidazione del monossido di azoto in biossido di azoto

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O

2 NO +  O2 → 2 NO2

Il biossido di azoto può essere ottenuto in laboratorio per disidratazione dell’acido nitrico seguita dalla decomposizione termica del pentossido di diazoto ottenuto:

2 HNO3 → N2O5 + H2O

2 N2O5 → 4 NO2  + O2

Il biossido di azoto può essere ottenuto:

  • dalla decomposizione termica di alcuni nitrati metallici:

2 Pb(NO3)2 → 2 PbO + 4 NO2 + O2

  • dalla reazione tra acido nitrico concentrato e rame:

4 HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2 NO2  + 2 H2O

Reazioni

Il biossido di azoto e il suo dimero N2O4 danno luogo a una serie di reazioni complesse e a volte accoppiate tra loro.

Il biossido di azoto in acqua dà luogo alla formazione di acido nitrico e monossido di azoto secondo una reazione di disproporzione:

3 NO2  +  H2O → 2 HNO3 +  NO

In acqua il dimero N2O4 dà luogo alla formazione di acido nitrico e acido nitroso secondo una reazione di disproporzione:

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Author: Chimicamo

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