Dwutlenek (czterotlenek) azotu, N02 (N2O4)

Ciężar cząst. 46,008 (92,016), tt. = -11,2°C, tw. = -żl.lSC, dco“ = 1,493 g/cm3. Dwutlenek azotu powstaje przez połączenie tlenku azotu z tlenem w niezbyt wysokich temperaturach. Występuje on również obok tlenku (NO) wśród produktów katalitycznego spalania amoniaku:

– 4NH3 + 702 — 6HaO -T 4NOa, skąd może być wyodrębniony przez silne oziębienie lub też przez absorpcję w kwasie siarkowym, z którym tworzy kwas nitrozylosiarkowy, ONO SO3H (por. § 151), Przez ogrzanie związek ten wydziela z powrotem dwutlenek azotu.

Na małą skalę można otrzymać N02 przez ogrzewanie dokładnie wysuszonego azotanu ołowiawego: – 2Pb(N03)a = 2PbO + 02 + 4NOa.

W nieco podwyższonej temperaturze dwutlenek azotu stanowi czer- wonobrunatny gaz, silnie trujący, o charakterystycznym zapachu, W 22°C daje się skroplić na brunatną ciecz, której barwa stopniowo blednie w miarę oziębiania. Poniżej 0°C jest ona bezbarwna, a poniżej —10°C krzepnie na bezbarwną masę krystaliczną. Podczas ogrzewania zmiany zabarwienia następują w odwrotnym porządku.

Pomiary gęstości gazu wykazały, że zmiany zabarwienia spowodowane są łączeniem się dwóch pojedynczych cząsteczek N02 w cząsteczki podwójne N20/, zgodnie z równaniem: – 2N02 Na04 + 14,7 kcal.

W każdej temperaturze ustala się stan równowagi pomiędzy obu rodzajami cząsteczek, określony równaniem. W myśl zasady Le Chateliera równowaga jest przesunięta tym bardziej na korzyść cząsteczek podwójnych, im niższa temperatura i im wyższe jest ciśnienie. Pod ciśnieniem ogólnym 1 atmosfery procentowy udział cząsteczek pojedynczych w ogólnej ilości dwutlenku wyraża się dla różnych temperatur następującymi liczbami:

Około 150°C rozpad na pojedyncze cząsteczki jest praktycznie całkowity. Dlatego natężenie barwy, pochodzącej od cząsteczek N02, jest największe pomiędzy 100 a 150°C. Powyżej tej temperatury rozpoczyna się odwracalny rozpad dwutlenku azotu na tlenek NO i wolny tlen, o czym była mowa wyżej (§ 178).