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Monossido di azoto

  |   Chimica, Chimica Generale

Il monossido di azoto noto come ossido nitrico ha formula NO ed è uno dei principali ossidi dell’azoto.

Struttura

Nel monossido di azoto è presente un doppio legame azoto-ossigeno ma, mentre l’ossigeno completa il suo ottetto atomico, l’azoto presenta un elettrone spaiato e pertanto la molecola viene considerata come un radicale libero.

La molecola, a meno di un elettrone è elettronicamente equivalente a N2 ed è pertanto paramagnetica.

Secondo la teoria degli orbitali molecolari l’elettrone spaiato si trova nell’orbitale π* e l’ordine di legame tra i due atomi è di 2.5 piuttosto che 3 come si verifica nella molecola di azoto.

La lunghezza di legame tra azoto e ossigeno è di 1.15 Å che è un valore intermedio tra la distanza di legame presente nello ione nitrosonio NO+ pari a 1.06 Å in cui è presente un triplo legame e la tipica distanza di un doppio legame che è di 1.20 Å.

È pertanto facile ossidare l’ossido nitrico in cui l’azoto ha numero di ossidazione +2 a ione nitrosonio in cui l’azoto ha numero di ossidazione +3:

NO → NO+ + 1 e

Sintesi

Nel corpo umano l’ossido nitrico viene prodotto nel corso del ciclo dell’urea a partire da ossigeno e arginina che viene trasformata in citrullina grazie all’azione dell’enzima ossido nitrico sintasi appartenente alla classe delle ossidoreduttasi:

L-arginina + n NaDPH + n H+ + m O2 ⇄ citrullina + ossido nitrico + NADP+

L’ossido nitrico viene immesso nell’atmosfera a partire dagli elementi ad opera della reazione di sintesi:

N2(g) + O2(g) → 2 NO(g)

La reazione avviene in presenza di fulmini o nei motori a combustione interna.

In laboratorio l’ossido nitrico può essere ottenuto dalla reazione tra rame e acido nitrico:

3 Cu(s) + 8 HNO3(s)→ 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)

Reazioni

L’ossido nitrico può dare una reazione di decomposizione trasformandosi in azoto e ossigeno:

2 NO(g) → N2(g) + O2(g)

L’ossido nitrico può dimerizzare secondo una reazione di equilibrio:

2 NO(g) → N2O2(g)

A caldo dà una reazione di disproporzione trasformandosi in monossido di diazoto e biossido di azoto:

3 NO(g) → N2O(g) + NO2(g)

L’ossido nitrico reagisce con:

  • l’idrogeno per dare azoto e vapore acqueo secondo la reazione:

2 NO(g) + 2 H2(g) → N2(g) + 2 H2O(g)

2 NO(g) + Cl2(g) → 2NOCl (g)

Analoga reazione avviene con il fluoro e il bromo

  • l’ossigeno per dare biossido di azoto:

2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)

4 NO + O2 + 2 H2O → 4 HNO2

  • con l’ozono per dare biossido di azoto e ossigeno

NO + O3 → NO2 + O2

Tale reazione contribuisce all’assottigliamento dello strato di ozono.

L’ossido nitrico, unitamente agli altri ossidi dell’azoto NOx viene emesso dai gas di scarico dei veicoli e dalla combustione di carbone, petrolio, gasolio e gas naturale e in particolare dalle centrali elettriche creando rischi per la salute ambientale in quanto reagisce con la luce solare e altre sostanze chimiche per formare lo smog.

Usi

L’ossido nitrico controlla la circolazione del sangue e regola il rilascio di ormoni e neurotrasmettitori, come l’adrenalina pertanto vi sono integratori a base dei suoi precursori arginina e citrullina che vengono assunti specialmente dagli sportivi.

L’ossido nitrico agisce rilassando la muscolatura liscia e agisce da vasodilatatore polmonare selettivo e viene pertanto somministrato per inalazione a pazienti con problemi respiratori.