חנקן דו-חמצני

חנקן דו-חמצני
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, ו CCl4
טמפרטורת היתוך	11.2- °C ; -261.95 K
טמפרטורת רתיחה	21.2 °C ; 294.35 K
מקדם שבירה	1.449

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.

מבחנה לדגימת חנקן דו-חמצני כמזהם אוויר בלונדון.

הכנה

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

$2NO+O_{2}\Rightarrow 2NO_{2}$

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

$2HNO_{3}\Rightarrow N_{2}O_{5}+H_{2}O$
$2N_{2}O_{5}\Rightarrow 4NO_{2}+O_{2}$

NO2 נוצר גם מפרוק תרמי של כמה מלחי ניטראט למשל:

$2Pb(NO_{3})_{2}\Rightarrow 2PbO+4NO_{2}+O_{2}$

מחיזור חומצה חנקתית על ידי נחושת

$Cu+4HNO_{3}\Rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2H_{2}O+2NO_{2}$

או בתגובה בין בדיל לחומצה חנקתית

$Sn+4HNO_{3}\Rightarrow H_{2}O+H_{2}SnO_{3}+4NO_{2}$

תגובות

NO₂ נמצא בשיווי משקל עם הדימר N₂O₄

$2NO_{2}\Leftrightarrow N_{2}O_{4}$

שינוי האנתלפיה בתגובה ΔH = −57.23 kJ/ mol 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.