Окись азота (NO)

Оксидов азота

Характеристика физических и химических свойств

Оксиды азота

Лекция 8. Оксиды азота, азотная кислота и их воздействие на человека и окружающую среду

Типовые бухгалтерские проводки по отражению выбытия НМА при уступке исключительных прав пользования

Содержание операции	Сумма, руб.	Корреспонденция счетов
Дебет	Кредит
1.Отражена выручка от отчуждения исключительных прав пользования НМА – 118 000руб., в т.ч. НДС – 18 000руб.	118 000	62«Расчёты с поку-пателями и заказчи-ками»	91 «Прочие до-ходы и расхо-ды» субсчёт 1 «Прочие дохо-ды»
2.начислен НДС,подлежащий перечислению в бюджет	18 000	91«Прочие доходы и расходы» субсчёт 1«Прочие доходы»	68.«Расчёты по налогам и сбо-рам»
3.Списананачисленная амортизация, относящаяся к выбывшему НМА	70 000	05«Амортизация НМА»	04 «НМА»
4.Списанаостаточная стоимость выбывшего НМА	10 000	91«Прочие доходы и расходы» субсчёт 2«Прочие расходы»	04 «НМА»
5.С расчётного счётауплачены денежные средства за регистрацию отчуждения исключительных прав пользования объектом интеллек-туальной собственности	1 000	91«Прочие доходы и расходы» субсчёт 2«Прочие расходы»	51«Расчётный счёт»
6.Списан финансовый результат от выбытия НМА (прибыль)	89 000	91«Прочие доходы и расходы» субсчёт 9«Сальдо прочих доходов и расхо-дов»	99«Прибыли и убытки»
7. На расчётный счёт поступили денежные средства в оплату выбывшего объекта НМА	118 000	51«Расчётный счёт»	62«Расчёты с покупателями и заказчиками»

Оксиды азота — неорганические бинарные соединения азота с кислородом. Это группа ядовитых газов, образующихся при высоких температурах (более 1300°С) и высокой компрессии.

Оксиды азота представляют собой атомы азота и один или несколько атомов кислорода в соответствии с рисунком.

Оксид азота, N₂O.

Оксид азота, NO.

Оксид азота, N₂O₃ .

Оксид азота, NO₂ .

Оксид азота,(NO₂)₂ или N₂O₄ .

Азотный ангидрид, N₂O₅ .

Рисунок. Атомы различных окислов азота.

Содержание азота в воздухе не меняется до тех пор, пока температура не достигнет 1370°С при высоком давлении. При этих условиях азот начинает реагировать с кислородом и образуется оксид азота (NO). В двигателе автомобиля эти условия наступают при полном открытии дроссельной заслонки, ускорении и движении с максимальной скоростью. Под воздействием солнечного света оксид азота разлагается на двуокись азота (NO2), озон (О3) и взаимодействуя с парами воды образует нитрат ион (NO₃ ^-).

Для азота характерны устойчивые оксиды с четным числом электронов NO и NO₂. Оба оксида – эндотермические соединения со стандартными теплотами образования DH^o₂₉₈ соответственно 90,4 и 33,9 кДж/моль.В обычных условиях оксид азота (II) NO – бесцветный газ (t_пл = минус 163,7^о C, t_кип = минус 151,7^о C) с легким приятным запахом и сладким вкусом. В лаборатории его получают действием разбавленной HNO₃ на медь:

8HNO₃ + 3Cu = 2NO + 4H₂O + 3Cu(NO₃)₂.

Установка для получения оксида азота(II) состоит из штативов, пробирки, пробки с газоотводной трубкой, кристаллизатора, цилиндра и спиртовки. В пробирку помещают немного медных стружек и заливают разбавленную азотную кислоту. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и укрепляют в штативе. Конец газоотводной трубки опускают в кристаллизатор с водой и далее в цилиндр, как показано на рис. При нагревании начинает выделяться бесцветный газ – оксид азота(II).

Рис. Получение оксида азота(II) в лаборатории

В промышленности – окислением NH₃ на платиновом катализаторе, в технике – продуванием воздуха через пламя электрической дуги. В отличие от всех остальных оксидов азота NO образуются также прямым взаимодействием простых веществ на поверхности электрического разряда:

N₂ + O₂ → 2NO.

Вследствие повышенной кратности связи молекула NO достаточно устойчива, и ее распад становится заметным лишь при t = 500^о C. Оксид азота (II) – химически активное соединение легко восстанавливается (при действии SО₂, Cr²⁺) в растворах до NH₂OH и H₃N, с водородом образуют гремучую смесь. Легко окисляется кислородом, галогенами, Cr₂O₃, HMnO₇ и др. При окислении галогенами NO образует оксогалид азота (III) NOHal.

При взаимодействии с наиболее активными металлами в жидком аммиаке NO сам выступает как окислитель.

Диоксид азота (NO₂)

Диоксид азота (IV) – красно-бурый газ, имеющий характерный запах, токсичен и состоящий из собственно двуокиси азота и ее бесцветного полимера – четырех окиси азота (N₂O₄) – азотноватого ангидрида. Двуокись азота при понижении температуры легко сгущается в красно-бурую жидкость, кипящую при t_кип. = 21,4^о C и затвердевающую в бесцветные кристаллы при t_пл = минус 11,2^о C. Растворяется в воде с образованием азотистой и азотной кислот.

Молекулы NO₂ даже в парах частично димеризованы. Энергия ионизации у NO₂ равна 9,78 эВ (может терять электроны) и сродство к электрону 1,62 эВ (может приобретать электроны).

Диоксид азота химически активен. В его атмосфере горят уголь, сера, фосфор. В лаборатории NO₂ получают взаимодействием меди с концентрированной азотной кислотой, воздействием серной кислоты на нитриты калия или натрия.

Диоксид азота применяют как нитрующий агент, в частности, для получения безводных нитратов.

На фотографии представлены парогазовые смеси с количеством NO₂: 80, 60, 40, 20 мг.

Для Восточной Азии предрекают повышения уровня двуокиси азота

Оксид азота III (N₂O₃)

Темно-синяя жидкость, затвердевающая при t = минус 103^оC в голубые кристаллы. Его получают охлаждением смеси NO₂ и NO. Согласно данным, полученным с помощью инфракрасной спектрометрии полагают, что кристаллы N₂O₃ состоят из стабильной модификации ONNO₂ и нестабильной ONONO.

Оксид азота (III) – ангидрид азотной кислоты, легко поглощается щелочами, образуя нитриты.

При взаимодействии оксида азота (III) с концентрированными кислотами можно получить солеподобные вещества t_пл = 200^о C [NO]Hal₄, [NO]₂SeO₄.

Закись азота (N₂O)

Закись азота, он же «веселящий газ», средство для ингаляционного наркоза (Nitrogenium oxydulatum) – бесцветный газ, тяжелее воздуха (удельный вес 1,527) с легким характерным запахом и сладковатый на вкус, растворим в воде (1:2), t_кип = минус 89⁰ С, t_замерз= минус 102⁰ С. При t = 0 и давлении 30 атмосфер сгущается в бесцветную жидкость. Не воспламеняется, но при высоких температурах поддерживает горение. Смеси закиси азота с диэтиловым эфиром, пропаном, и хлорэтилом, также как и смеси с кислородом, в определенных концентрациях взрывоопасны.

Рис. Баллон для закиси азота 10л ГОСТ 949-73

Получают N₂O разложением аммиачной селитры:

Установка для получения оксида азота(I) состоит из штативов, пробирки, пробки с газоотводной трубкой, кристаллизатора, цилиндра и спиртовки, как показано на рис. 1. В сухую пробирку помещают нитрат аммония, закрывают пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагревают. Газ собирают в цилиндр, наполненный водой.

Рис. Получение оксида азота(I) в лаборатории

Пятиокись азота (N₂O₅)

Пятиокись азота (азотный ангидрид) –бесцветное летучее кристаллическое вещество, возгоняющееся при 32,4С при атмосферном давлении (температура возгорания 32^о C), образованное ионами NO₂^- и NO₃^-.

Это белое вещество (кристаллы) имеет плотность 1,63, а при t = 30^о C плавится в желтую, слегка разлагающуюся жидкость, разложение усиливается при нагревании и при действии света, t_кип = 50^о C. С водой образует сильную, довольно устойчивую кислоту (азотную), со щелочами – соли этой кислоты, нитраты. В опытах на животных N2O5 токсичнее NO2 и в три раза ядовитее О3. При совместном действии N2O5 и О3 (наиболее возможный в, производственных условиях вариант) токсичность их складывается.

Азотный ангидрид получают осторожным обезвоживанием HNO₃ (например, с помощью P₂O₅) или окислением NO₂ озоном. В обычных условиях N₂O₅ постепенно разлагается на NO₂ и O_2, при нагревании взрывается.

При нагревании азосоединения непосредственно соединяются со многими металлами, образуя нитриды металлов, например: Li₃N, Mg₃N₂, AlN и др. Многие из них разлагаются водой с образованием аммиака.

Тетраоксид азота (N₂O₄)

Тетраоксид азота в паре с алкилгидразинами образует самовоспламеняющуюся ракетную топливную пару с периодом задержки около 0,003 с. При обычных условиях тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:

N₂O₄↔2NO₂+∆H.

Состав смеси зависит от температуры и давления. С увеличением температуры равновесие смещается в сторону диоксида азота – окислитель окрашивается в бурый цвет. При увеличении давления при постоянной температуре степень диссоциации N₂O₄ уменьшается. N₂O₄ практически полностью диссоциирован при 140⁰ С. Далее в, соответствии с таблицей, показаны физико-химические свойства отетраксида азота.

Таблица - Физико – химические свойства тетраоксида азота.

Физико–химические величины	Значения
Плотность жидкости при 293 К, кг/м^3
Температура, К:
кипения	294,3
кристаллизации	262,0
Давление насыщенных паров при 293 К, кПа	96,5
Физико –химические величины	Значения
Вязкость при 298 К, Мпа ▪ с	0,39
Параметры критического состояния:
температура, К	431,4
давление, МПа	10,1
Теплота, кДж/моль:
испарения при 294,3 К	38,1

Тетраоксид азота и вода имеют ограниченную взаимную растворимость. Так, при 0⁰С смесь расслаивается. Растворяясь в воде, тетраоксид азота вступает с ней во взаимодействие, образуя азотную и азотистую кислоты:

N₂O₄ + H₂O → HNO₃ + HNO₂.

Образовавшаяся азотистая кислота разлагается по реакции:

3HNO₂ ↔ HNO₃ + 2NO + H₂O.

В свою очередь, монооксид азота также нестоек и легко окисляется до диоксида азота, что способствует образованию новых количеств коррозионно-активной азотной кислоты. Это свойство окислителя учитывается при его транспортировке и хранении, всячески исключается контакт паров компонента с влагой воздуха. Добавление в тетраоксид азота оксида азота смещает равновесие реакции влево и снижает коррозионную активность окислителя.

Оксид азота взаимодействует с тетраоксидом азота с образованием триоксида азота:

2NO + N₂O₄ ↔ 2N₂O₃.

Триоксид азота придает окислителю голубовато-зеленую окраску и снижает температуру кипения и кристаллизации. Тетраоксид азота имеет малую вязкость (0,468….0,599 МПа▪с), примерно в два раза ниже, чем окислители на основе азотной кислоты. Поэтому этот окислитель легко перекачивается насосами или передавливается.

Тетраоксид азота - плохой проводник электричества, он не подвергается ионизации, а растворимость в нем неорганических соединений, в частности солей металлов, очень мала.

Многие органические соединения хорошо растворяются в тетраоксиде азота – алифатические и ароматические углеводороды, галогеноводороды, нитрофенолы, эфиры, кетоны и другие. Смеси тетраоксида азота с органическими соединениями взрывоопасны. Тетраоксид азота очень сильный окислитель, с гидразином и НДМГ образует самовоспламеняющиеся ракетные топлива.

Большинство металлов при контакте с тетраоксидом азота пассивируются вследствие образования на их поверхности оксидной пленки и плохо растворимых солей металлов. Однако с увеличением содержания воды в N₂O₄ всегда повышается равновесное количество азотной кислоты и возрастает коррозионная активность окислителя. В окислителе, содержащем не более 0,1% H₂O, стойкими являются легированная и углеродистая стали, никель, алюминий и его сплавы; нестойкими при обычных температурах в условиях хранения и транспортирования – серебро, медь, цинк, кадмий и свинец, титан и его сплавы значительно корродируют в этих условиях. Добавление к окислителю до 1,0% NO снижает скорость коррозии указанных металлов и позволяет использовать их для изготовления топливных баков космических аппаратов.

Тетраоксид азота является токсичным и агрессивным веществом. При попадании на кожу человека он подобно концентрированной азотной кислоте вызывает сильные ожоги. Особенно опасны пары тетраоксида азота. Они сильно раздражают дыхательные пути и легкие, разрушают роговицы глаз, зубы, а также оказывают общее отравляющее действие на организм. В тяжелых случаях отравления происходит отек легких..

Для защиты баков ракет с окислителем, которые изготавливаются из алюминия, используют йод, фтористый водород, фосфорную кислоту. При их добавлении в баки происходит пассивация поверхностей баков, которая надолго защищает алюминий от воздействия АТ. Йод в добавках 1% лучше пассивирует сталь, хуже алюминий (рисунок). Фтористый водород лучше защищает алюминий, образуя пленку иона F^- В практике используют (0,5-0,75) % раствор плавиковой кислоты. С увеличением воды в АТ защита становится неэффективной. Поэтому требования к качеству АТ очень высоки.

Рисунок. Общий вид баков окислителя и топлива баллистических ракет

(баки с АТ –синего цвета).

При добавлении в баки раствора фосфорной кислоты происходит образование хлопьев фосфорнокислого алюминия, которые защищают поверхность баков.

Дата добавления: 2014-01-20