TLENEK DIAZOTU

Tlenek diazotu (podtlenek azotu), N₂O, otrzymuje się ogrzewając ostrożnie azotan amonu:

NH₄NO₃=N₂O+2H₂O

Podtlenek azotu, otrzymuje się również w wyniku reakcji kwasu sulfaminowego z czystym kwasem azotowym:

HNO₃+H₂NSO₃H=N₂O+H₂SO₄+H₂O

Jest on bezbarwnym gazem o słodkawym zapachu, można łatwo go skroplić na ciecz, wrzący w temperaturze -88 ˚C i krzepnący w temp. 91˚C z utworzeniem białych kryształów. Ulega łatwo rozkładowi i wydzieleniem tleny, dzięki czemu podtrzymuje palenie, a mieszanina H₂N₂O wybucha podobnie jak gaz piorunujący. Wzór di tlenku azotu mógłby wykazywać, że jest on bezwodnikiem kwasu dioksodiazotowego, H₂N₂O₂. W rzeczywistości jednak N2O z wodą nie reaguje, aczkolwiek się w niej rozpuszcza. Roztwory takie mają odczyn obojętny.

Cząsteczka N₂O ma budowę liniową:

N__112pm__N__119pm__O

Kształt cząsteczki wskazuje na hybrydyzację sp centralnego atomu azotu. Przedstawiając strukturę cząsteczki N₂O na podstawie teorii orbitali molekularnych zakłada się utworzenie 2 zlokalizowanych orbitali cząsteczkowych (sigma), wiążących atom centralny z atomami skrajnymi, oraz 2 z de lokalizowanych trój centrowych orbitali (pi).

Tlenek diazotu, wdychany działa podniecająco i oszałamiająco, a równocześnie znieczulająco ( „gaz rozweselający” ). Dzięki temu gaz ten znajdował zastosowanie jako środek znieczulający w zabiegach dentystycznych. Obecnie używa się go niekiedy w prostych zabiegach chirurgicznych.

TLENEK AZOTU

Tlenek azotu, NO, jest bezbarwnym gazem skraplającym się w niebieską ciecz, wrzącą w temp. -152 st. C i krzepnącą w temp. -164 st. C.
Tlenek azotu No, jest związkiem, który można otrzymać przeprowadzając bezpośrednią syntezę z pierwiastków w temp. 5000 st. C w łuku elektrycznym.

N₂+O₂=₂NO ΔH=182,4 kJ * mol ¯¹

Reakcja ta jest endotermiczna, równowaga w temperaturach niskich przesunięta jest więc bardzo silnie w lewą stronę.
Obecnie otrzymuje się NO w skali przemysłowej metodą katalitycznego spalania amoniaku. W laboratoriach wytwarza się NO poprzez redukcję kwasu azotowego miedzi:

8HNO₃ + 3Cu 3Cu (NO₃)²+ 4H₂O + 2NO

Po zetknięciu się NO z powietrzem powstaje brunatna para NO₂:

2NO + O₂ = 2NO₂ (DELTA)H = -113 KJ * mol¯¹

Kwas chromowy i nadmanganian potasu utleniają NO do kwasu azotowego. Sole chromu (II) NO w roztworze obojętnym do NH₃.

PENTATLENEK DIAZOTU

Pentatlenek diazotu otrzymuje się przez odwodnienie kwasu azotowego pentatlenkiem fosforu:

2HNO₃ + P₂O₅ = 2HPO₃ + N₂O₅

Otrzymywany produkt jest ciałem stałym, bezbarwnym, topiącym się w temp. ok. 314 K, łatwo ulegającym rozkładowi na tetra tlenek di azotu oraz tlen. Z wodą łączy się energicznie, tworząc kwas azotowy (V).

N₂O₅ rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym, w którym ulega dysocjacji według równania:

N₂O₅ + 3H₂SO₄ = 2NO₂⁺ + 3H₂SO₄¯ + H₃O⁺

Obecnością jonu NO ⁺wyjaśnia się silne działanie nitrujące mieszaniny stężonego HNO₃ i H₂SO₄ w stosunku do licznych związków organicznych ( nitrowanie benzenu, C₆H₆, do nitrobenzenu, C6H5NO2, otrzymywanie nitrocelulozu i nitrogliceryny).

Jon nitroilowy pojawia się w stanie stałym, solach nitroilowych , np. w chloranie (VII) nitroilu
[NO₂ ]+[ClO₄] – lub we fluorofosforanie nitroilu [NO₂]+[PF₆]- .

W cząsteczce N₂O₅ w stanie gazowym przypisuje się budowę odpowiadającą wzorowi :
O₂N – O – NO₂. W stanie stałym pentatlenek di azotu ma strukturę jonową [NO₂]+[NO₃]- i można go nazwać azotanem nitroilu.

DITLENEK AZOTU I TETRATLENEK DIAZOTU:

Ditlenek azotu NO₂ , powstaje w reakcji pomiędzy tlenkiem azotu NO i tlenem ( zachodzącej natychmiast po zmieszaniu obu gazów ) :

2NO + O₂ = 2NO₂

W ten sposób otrzymuje się NO₂ na skalę techniczną , z tlenku azotu uzyskanego za pomocą utleniania amoniaku metoda Ostwalda . Stanowi on jeden z produktów pośrednich z przemysłowej produkcji kwasu azotowego.
W celu wytworzenia małych ilości NO₂ na skalę laboratoryjną wykorzystuje się reakcję termicznego rozkładu azotanu ołowiu ( II ) .
Ditlenek azotu jest gazem o barwie czerwono brunatnej, charakterystycznym, nieprzyjemnym zapachu, silnie trującym . W temp. 420 K ulega p[polimeryzacji z utworzeniem bezbarwnego
tetra tlenku diazotu :

2NO₂ = N₂O₄ ΔH = -61,5 kJ/mol

Ilość powstającego N2O4 stopniowo wzrasta w miarę obniżenia temperatury. W temp 373 K i pod ciśnieniem atmosferycznym, zawartość N₂O₄ wynosi 11%, w temp. 300 K dochodzi do 80 %. Mieszanina obu gazów skrapla się w temp. 295,6 K na czerwonobrunatną ciecz, która podczas dalszego oziębiania stopniowo przybiera coraz jaśniejszy odcień i krzepnie w temp. 263 K na bezbarwne ciało stałe, zawierające tylko cząsteczki tetra tlenku.
Cząsteczka dimeru N₂O₄ nie zawiera niesparowanych elektronów, ma budowę płaską.
Mieszanina NO₂ i N₂O₄, obecna w fazie gazowej wykazuje wyraźne właściwości utleniające. Utlenia Cu, Fe, Co, Ni:

2Cu + NO₂ = Cu₂O + NO

Oraz liczne związki nieorganiczne :

Co + NO₂ = CO₂ + NO

SO₂ + NO₂ = SO₃ + NO

Z chlorem i fluorem tworzy związki nitrofilowe zawierające grupę NO₂ związaną kowalencyjnie:

Cl₂ + 2NO₂ = 2NO₂Cl

Podczas rozpuszczania w wodzie tetra tlenku diazotu powstaje mieszanina kwasu azotowego (V) i azotowego (III), jest on więc bezwodnikiem mieszanym:

N₂O₄ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

Reakcja ta stanowi jeden z etapów przemysłowego wytwarzania kwasu azotowego (V).

Ciekły N₂O₄ ma dość interesujące właściwości. Ulega on słabej autojonizacji, prowadzącej do utworzenia jonu nitrozylowego NO⁺, oraz jonu azotanowego NO₃¯ :

N₂O₄ = NO⁺+ NO₃¯

Według teorii Lewisa NO⁺ to kwas natomiast NO₃¯ to zasada.

TRITLENEK DIAZOTU

Tritlenek diazotu , N₂O₃ występuje w stanie wolnym tylko w niskich temperaturach jako niebieska ciecz ( temp. Wrzenia 3 ˚C ), która krzepnie w temperaturze – 102 ˚C tworząc niebieskie kryształy.
W temp. Powyżej -10 ˚C N₂O₃ rozkłada się na NO i NO₂.

N₂O₃ (g) = NO (g) + NO₂(g) ΔH = 39,7 kJ/mol

N₂O₃ powstaje w wyniku redukcji średnio stężonego kwasu azotowego tlenkiem arsenu (III):

As₂O₃ +2HNO₃ + 2H₂O = N₂O₃ + 2H₃AsO₄

N₂O₃ jest formalnie bezwodnikiem kwasu azotawego.