ثنائي أكسيد النيتروجين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
ثنائي أكسيد النيتروجين
Nitrogen dioxide
ثنائي أكسيد النيتروجين

ثنائي أكسيد النيتروجين

الاسم النظامي (IUPAC)

ثنائي أكسيد النيتروجين

أسماء أخرى

ثاني أكسيد النيتروجين

المعرفات
رقم CAS 10102-44-0
بوب كيم 3032552  تعديل قيمة خاصية معرف بوب كيم (P662) في ويكي بيانات

الخواص
صيغة جزيئية NO2
الكتلة المولية 46.0055 غ/مول
المظهر غاز بني
الكثافة 1443 كغ/م3 (سائل) ، 3.4 كغ/م3 (غاز)
نقطة الانصهار -11.2 °س
نقطة غليان 21.1 °س
الذوبانية في ماء ? غ/100 مل ماء عند ؟؟ °س
المخاطر
توصيف المخاطر
مؤكسد/مسبب للحرائق O


مادة سامّة جداً T+


مادة أكّآلة C
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)

ثنائي أكسيد النيتروجين أحد من أكاسيد النيتروجين العديدة، له الصيغة NO2. وهو غاز في الحالة الطبيعية، لونه بني- محمر له رائحة نفاذة حادة. ثاني أكسيد النيتروجين من أهم ملوثات الهواء وأكثرها شيوعاً ، ويسبب التسمم عند استنشاقه .و تعتبر الانبعاثات المرورية هي المصدر الأساسي لأكاسيد النيتروجين بينما تنتج بعض التركيزات الصغيرة من محطات الكهرباء وبعض المصادر الصناعية الاخري الا أن الانبعاثات الصادرة من محطات الكهرباء والمناطق الصناعية تكون في معظم الأحوال مرتفعة عن محطات الرصد ويساعد ارتفاعها علي سرعة انتشار الملوثات في الجو لذلك تعتبر الانبعاثات المرورية هي المصدر الأساسي. وهذه المعادلة الكيميائية له NO2+ + e− → NO2.

تحضيره[عدل]

يتم تحضير ثاني اكسيد النتروجين بتفاعل النحاسCu أو الفضهAg أو الرصاص Pb أو الزئبق.Hg مع حمض النتريك HNO3. أو بتفاعل نتريت الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك. أولا ينطلق غاز اكسيد النتروجين، ويتحول عند تلامسه مع الهواء إلى ثاني اكسيد النتروجين.[2]

  • (NaNO2+HCl------NaCl+HNO2 )
  • (3HNO2-----HNO3+H2O+2NO. )
  • (2NO +O2----2NO2)

خواصه[عدل]

ثاني أكسيد النيتروجين هو غاز بني محمر فوق 21.2 درجة مئوية (70.2 درجة فهرنهايت، 294.3 كالفين) ذو طعم لاذع ورائحة، ويصبح سائل بنيًا مصفرًا في درجة حرارة 21.2 درجة مئوية (70.2 درجة فهرنهايت، 294.3 كالفين)، ويتحول لرباعي أكسيد النتروجين تحت درجة حرارة 11.2 درجة مئوية (11.8 درجة فهرنهايت ؛ 261.9 كالفين).[2]

تصل الرابطةالكيميائية بين ذرة النيتروجين وذرة الأكسجين إلى 119.7 بيكومتر. يتطابق طول الربطة مع رتبة الرابطة بين واحد واثنين.

و على عكس الأوزون، O3، فالحالة القاعية لمستويات الطاقة لثاني أكسيد النيتروجين هي الحالة الثنائية، لأن النيتروجين له إلكترون واحد غير متزاوج،[3] مما يقلل من تأثير ألفا مقارنةً مع النتريت ويخلق تفاعل ارتباط ضعيف مع أزواج الأكسجين الوحيدة. لذا يتم كتابة صيغة لاني أكسيد النيتروجين NO في كثير من الأحيان.

يظهر اللون البني المحمر نتيجة لامتصاص الطيف الأزرق من الضوء(400-500 نانومتر)، على الرغم من أن الامتصاص يمتد (عند أطوال موجية أقصر) وفي الأشعة تحت الحمراء (في الموجات الأطول). يحدث امتصاص الضوء بأطوال موجية أقصر من 400 نانومتر ويؤدي إلى التحلل الضوئي (لتشكيل NO + O، الأكسجين الذري)؛ في الغلاف الجوي، كما تؤدي إضافة ذرة الأكسجين المتكونة إلى O2 إلى تكوين الأوزون.

علم البيئة[عدل]

يتكون ثنائي أكسيد النيتروجين في البيئة من خلال الأسباب الطبيعية، بما في ذلك الستراتوسفير، والتنفس الجرثومي، والبراكين، والبرق. تجعل هذه المصادر ثنائي أكسيد النيتروجين في صورة غاز نزر في الغلاف الجوي للأرض حيث أنها تلعب دورًا في امتصاص أشعة الشمس وتنظيم كيمياء الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير، وخاصةً في تحديد تركيزات الأوزون.[4]

استخدامات[عدل]

يستخدم ثنائي أكسيد النيتروجين كمادة وسيطة في تصنيع حمض النتريك، وكعامل النترتة في تصنيع المتفجرات الكيميائية، ومثبط البلمرة للأكريلات، وكعامل تبييض الدقيق[5] وكعامل تعقيم درجة حرارة الغرفة.[6] كما يستخدم أيضًا كمؤكسد في وقود الصواريخ. استخدم في صواريخ تيتان، لإطلاق مشروع الجوزاء (مشروع جمناي)، في دفاعات المناورة لمكوك الفضاء، وفي رحلات المسبار الفضائي الاستكشافية التي أُرسلت إلى مختلف الكواكب.[7]

المصادر التي يتعرض من خلالها الإنسان للغاز[عدل]

تشمل أبرز مصادر ثنائي أكسيد الميتروجين التي يتعرض لها عامة الناس:

  • محركات الاحتراق الداخلي
  • حرق الوقود الأحفوري[8]
  • في الهواء الطلق، لايمكن أن يكون نتيجة لحركة المرور من السيارات.[9]
  • في داخل البيوت، من التعرض لدخان السجائر،[10] والبيوتان وسخانات الكيروسين والمواقد.[11]
  • يتعرض العمال في الصناعات للغاز أيضًا؛ لذا تم حظر استخدامه كي تقل فرص الإصابة بأمراض الرئة المهنية، وقثًا لمعايير السلامة التي حددها المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. تُوفي رواد الفضاء في مشروع اختبار أبولو-سويوزعندما استنشقوا غاز ثنائي أكسيد النيتروجين عن طريق الخطأ في المقصورة.[7]
  • يمكن أيضًا أن يتعرض العمال الزراعيون لثنائي أكسيد النيتروجين الناتج عن تحلل الحبوب في الصوامع. ويمكن أن يؤدي التعرض المزمن إلى تلف الرئة في حالة تسمى "مرض الصومعة الحشوي".[12][13]

تاريخيًا، كان ينتج ثاني أكسيد النيتروجين عن طريق اختبار الأسلحة النووية، وكانس المسؤول عن سحابة عيش الغراب.[14]

سمية الغاز[عدل]

من المحتمل أن يحدث الضرر الحاد نتيجة التعرض لثنائي أكسيد النيتروجين فقط في الإعدادات المهنية. يمكن أن يسبب التعرض المباشر للجلد تهيجات وحروق. تسبب بعض التركيزات العالية جدًا فقط 10-20 جزء في المليون تهيج خفيف من الأنف والحلق، ويمكن للتركيزات 25-50 جزء في المليون أن تسبب وذمة تؤدي إلى التهاب الشعب الهوائية أو الالتهاب الرئوي، ومستويات أعلى من 100 جزء في المليون يمكن أن يسبب الموت بسبب الاختناق من السوائل في الرئتين. لا توجد أعراض في كثير من الأحيان في وقت التعرض إلا بسبب السعال العابر، والتعب أو الغثيان، ولكن مع مرور ساعات قد يحدث التهاب الئتين أو الوذمة.[15][16]

عند تعرض الجلد أو العين، يتم مسح المنطقة المصابة بالمحلول الملحي. وفي حالات الاستنشاق، يتم إعطاء الأكسجين، ويمكن إعطاء موسعات القصبات أيضًا إذا كان هناك علامات ميتهيموغلوبينية الدم، كما في حالات تأثير المركبات النيتروجينية على الهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء، يمكن استخدام أزرق الميثيلين.[17][18]

يُصنف ثنائي أكسيد النيتروجين على أنها مادة خطرة للغاية في الولايات المتحدة كما هو محدد في المادة 302 من الولايات المتحدة التخطيط للطوارئ وحق المجتمع في المعرفة قانون (42 جامعة جنوب كاليفورنيا 11002)، ويخضع لشروط صارمة في التقارير المقدمة من المنشآت التي تنتج أو تتاجر، أو تستخدمه بكميات كبيرة.[19]

مراجع[عدل]

  1. أ ب ت معرف بوب كيم: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/3032552 — تاريخ الاطلاع: 5 أكتوبر 2016 — العنوان : Nitrogen peroxide — الرخصة: محتوى حر
  2. أ ب Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001) Inorganic Chemistry. Academic Press: San Diego. (ردمك 0-12-352651-5).
  3. ^ Greenwood، Norman N.؛ Earnshaw، Alan (1997). Chemistry of the Elements (الطبعة الثانية). Butterworth-Heinemann. صفحة 455. ISBN 0-08-037941-9. 
  4. ^ WHO Air Quality Guidelines - Second Edition. Chapter 7.1 Nitrogen Dioxide نسخة محفوظة 15 ديسمبر 2017 على موقع واي باك مشين.
  5. ^ Subcommittee on Emergency and Continuous Exposure Guidance Levels for Selected Submarine Contaminants; Committee on Toxicology; Board on Environmental Studies and Toxicology; Division on Earth and Life Studies; National Research Council. Chapter 12: Nitrogen Dioxide in Emergency and Continuous Exposure Guidance Levels for Selected Submarine Contaminants. National Academies Press, 2007. (ردمك 978-0-309-09225-8) نسخة محفوظة 09 أبريل 2016 على موقع واي باك مشين.
  6. ^ "Mechanism Overview, June 2012" (PDF). noxilizer.com. Noxilizer, Inc. تمت أرشفته من الأصل (PDF) في 12 أبريل 2016. اطلع عليه بتاريخ 02 يوليو 2013. 
  7. أ ب Cotton, Simon (21 March 2013) Nitrogen dioxide. RSC Chemistry World نسخة محفوظة 09 أبريل 2016 على موقع واي باك مشين.
  8. ^ قالب:EPA content
  9. ^ "WHO | Air quality guidelines - global update 2005". www.who.int. تمت أرشفته من الأصل في 31 ديسمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2016. 
  10. ^ US Dept. of Health and Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Division of Toxicology. April 2002 ATSDR Nitrous Oxides نسخة محفوظة 01 مايو 2017 على موقع واي باك مشين.
  11. ^ "The Impact of Unvented Gas Heating Appliances on Indoor Nitrogen Dioxide Levels in 'TIGHT' Homes". ashrae.org. اطلع عليه بتاريخ 11 أبريل 2013. [وصلة مكسورة]
  12. ^ Chan-Yeung، M.؛ Ashley، M. J.؛ Grzybowski، S. (1978). "Grain dust and the lungs". Canadian Medical Association Journal. 118 (10): 1271–4. PMC 1818652Freely accessible. PMID 348288. 
  13. ^ Gurney، J. W.؛ Unger، J. M.؛ Dorby، C. A.؛ Mitby، J. K.؛ von Essen، S. G. (1991). "Agricultural disorders of the lung". Radiographics : a review publication of the Radiological Society of North America, Inc. 11 (4): 625–34. PMID 1887117. doi:10.1148/radiographics.11.4.1887117. 
  14. ^ Effects of Nuclear Explosions. Nuclearweaponarchive.org. Retrieved on 2010-02-08. نسخة محفوظة 12 يونيو 2018 على موقع واي باك مشين.
  15. ^ Toxnet Nitrogen dioxide: Human Health Effects Page accessed March 28, 2016 نسخة محفوظة 12 يونيو 2018 على موقع واي باك مشين.
  16. ^ CDC NIOSH International Chemical Safety Cards (ICSC): Nitrogen Dioxide Page last reviewed: July 22, 2015; Page last updated: July 1, 2014 نسخة محفوظة 12 يونيو 2018 على موقع واي باك مشين.
  17. ^ Agency for Toxic Substances and Disease Registry via the CDC Medical Management Guidelines for Nitrogen Oxides Page last reviewed: October 21, 2014; Page last updated: October 21, 2014 نسخة محفوظة 25 يونيو 2018 على موقع واي باك مشين.
  18. ^ University of Kansas Hospital, Poison Control Center Poison Facts: Medium Chemicals: Nitrogen Dioxide page accessed March 28, 2016 نسخة محفوظة 11 أبريل 2016 على موقع واي باك مشين.
  19. ^ "40 C.F.R.: Appendix A to Part 355—The List of Extremely Hazardous Substances and Their Threshold Planning Quantities" (PDF) (الطبعة July 1, 2008). Government Printing Office. اطلع عليه بتاريخ October 29, 2011.