Dwutlenek azotu jest silnym środkiem utleniającym. Liczne pierwiastki, jak potas, fosfor, węgiel, siarka, palą się w nim podobnie jak w czystym tlenie. Mieszanina dwutlenku azotu i dwusiarczku węgla, CS-2, przez odpowiednie zapalenie może być doprowadzona do silnego wybuchu. Wodór wobec platyny lub rozdrobnionego niklu redukuje N02 na wodę i amoniak. W wodzie dwutlenek azotu rozpuszcza się, tworząc kwas azotowy i azotawy ten drugi reaguje dalej w myśl równania: – 3I1NO, = HNOa + HaO + 2NO.
Tlenek azotu w zetknięciu z tlenem powietrza znów przechodzi w dwutlenek, tak iż w końcu cała ilość dwutlenku tworzy kwas azotowy w myśl równania: – 4NO + 2H0 + 02 = 4HN03.
Działając natomiast dwutlenkiem azotu na roztwór zasady, otrzymuje się obok azotanów równoważną ilość azotynów: UNO, + 2UH = H20 + NOj + NOI. Obie te reakcje stanowią ogniwo końcowe łańcucha przemian, prowadzących do syntetycznego otrzymywania kwasu azotowego.
Czterotlenek azotu nie ma własności kwasowych rozpuszczając się w wodzie nadaje jej jednakże odczyn kwaśny i wskutek tego niesłusznie bywał nazywany kwasem podazotowym. Niektórzy badacze uważali go za bezwodnik mieszany, azotowo-azotawy, przyjmując w nim jeden atom azotu trój-, a drugi pięciododatni, zgodnie z wzorem budowy I:
Atom azotu i atomy tlenu położone są w jednej płaszczyźnie atom O połączony z wodorem znajduje się w odległości 1,41 A, a pozostałe dwa — w odległości 1,22 A od atomu azotu. Te ostatnie dwa wiązania N—O tworzą ze sobą kąt 130°. Wiązanie H—O jest skierowane prostopadle do płaszczyzny reszty kwasowej NO3.
Stężony HNO3 reaguje z niektórymi związkami organicznymi również w taki sposób, że jego grupa OH tworzy z jednym z atomów wodoru reagującego związku cząsteczkę wody, pozostała zaś grupa NOi (tzw. grupa nitrowa) wchodzi do związku organicznego na miejsce ato- NaNOa + H2S04 = HNO, -f NaHSO.
Wymiana drugiego atomu wodoru następuje dopiero w temperaturze znacznie wyższej, w której kwas azotowy ulega już daleko posuniętemu rozpadowi. Ze względu jednak na trudności związane z dowozem saletry od dawna były czynione próby uniezależnienia produkcji kwasu azotowego od importu tego surowca. Główną trudność stanowiło wynalezienie technicznie przydatnej metody wytwarzania tlenku azotu, gdyż dalsza jego przemiana na kwas azotowy albo azotany przebiega już samorzutnie. Próby te, jak już wspomniano (§ 178), zostały uwieńczone powodzeniem. Na początku bieżącego stulecia opracowana została metoda spalania powietrza w łuku elektrycznym, a nieco później — metoda Ostwalda katalitycznego utleniania amoniaku, według której otrzymuje się obecnie prawie całą ilość kwasu azotowego zużywaną w przemyśle (por. § 178 i 181).