Il Biossido di Azoto: Caratteristiche e Applicazioni
Il biossido di azoto è uno degli ossidi dell’azoto, con la formula NO2, presente come gas di colore rosso bruno sopra i 21.2 °C. Sotto questa temperatura diventa un liquido giallo-bruno e, a temperature inferiori a -11.2 °C, si trasforma nel dimero incolore N2O4.
Indice Articolo
Struttura Molecolare
La molecola di NO2 ha un numero dispari di elettroni che non rispettano la regola dell’ottetto. Con ogni atomo di ossigeno che contribuisce con sei e l’azoto con cinque elettroni, si ha un totale di 17 elettroni. La struttura molecolare è quindi un ibrido di risonanza tra due strutture. La lunghezza del legame tra ossigeno e azoto è di 119.7 pm, implicando un ordine di legame compreso tra uno e due.
Sintesi
Il biossido di azoto si ottiene nel processo di sintesi dell’acido nitrico dall’ammoniaca. Attraverso l’ossidazione dell’ammoniaca si forma il monossido di azoto, seguito dall’ossidazione ulteriore a biossido di azoto. In laboratorio, è possibile ottenere il NO2 con la disidratazione dell’acido nitrico e la decomposizione termica del pentossido di diazoto. Altre vie di sintesi coinvolgono la decomposizione termica di alcuni nitrati metallici o la reazione tra acido nitrico concentrato e rame.
Reazioni
Il biossido di azoto e il suo dimero N2O4 possono reagire complessivamente in vari modi. In acqua, ad esempio, il NO2 forma acido nitrico e monossido di azoto secondo un processo dinamico. Il biossido di azoto è coinvolto in molte reazioni chimiche e ha diverse applicazioni industriali, dal settore chimico a quello farmaceutico. La sua importanza come specie reattiva nell’atmosfera lo rende oggetto di attenta analisi nella ricerca sulla qualità dell’aria.
Reazioni chimiche coinvolgendo il biossido di azoto
Il biossido di azoto è coinvolto in diverse reazioni chimiche che portano alla formazione di composti come l’acido nitrico, l’acido nitroso e nitrocomposti. Ad esempio, la seguente reazione di disproporzione del dimero N2O4 in acqua porta alla formazione di acido nitrico e acido nitroso:
N2O4 + H2O → HNO3 + HNO2
Impatto ambientale
Il biossido di azoto è un inquinante atmosferico derivante da svariate fonti come la combustione dei combustibili fossili, i gas di scarico dei veicoli e la raffinazione della benzina. Questo composto contribuisce alla formazione dello smog fotochimico, che ha effetti dannosi sulla salute umana. Alcune fonti naturali di biossido di azoto includono fulmini, eruzioni vulcaniche e incendi boschivi.
Principali fonti di biossido di azoto
Le principali fonti di biossido di azoto derivano dalla combustione dei combustibili fossili, dai gas di scarico dei veicoli, dalla raffinazione della benzina e dai processi industriali come la produzione di elettricità da centrali a carbone.
Usi del biossido di azoto
Il biossido di azoto trova impiego come intermedio per la produzione di acido nitrico, agente ossidante, catalizzatore, agente nitrante di composti organici e combustibile per missili. È anche utilizzato come agente sbiancante per la farina e come inibitore per prevenire la polimerizzazione degli acrilati durante la distillazione.
Questo composto può provocare irritazioni agli occhi, al naso e alla gola, e tosse, soprattutto nelle persone sensibili come i bambini o gli individui asmatici. Pertanto, è importante monitorare e limitare le emissioni di biossido di azoto per preservare la qualità dell’aria e proteggere la salute pubblica.
