Oxidos de Nitrogeno

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2018

Los Óxidos de Nitrógeno (NOx´s) son los Compuestos Químicos formados por átomos de Nitrógeno en diferentes combinaciones con átomos de Oxigeno. La variedad de estas combinaciones químicas depende de la Valencia del Nitrógeno y de las condiciones del ambiente, como la Presión y la Temperatura.

Tipos de Compuestos del Nitrógeno

El átomo Neutro del Nitrógeno tiene 5 electrones en su último nivel de energía. Esta configuración explica los diversos tipos de compuestos del nitrógeno.

Por ejemplo, la falta de tres electrones para dar una configuración completa hace comprender la formación del Amoniaco y sus derivados, compuestos en los cuales el Nitrógeno tiene una valencia de -3.

En condiciones adecuadas de oxidación, el Nitrógeno forma cinco óxidos diferentes y dos ácidos de importancia, en los que figura con valencias que van desde +1 hasta +5. Se explican a continuación los Óxidos.

Tabla General de los Óxidos de Nitrógeno

Nombre

Fórmula

Propiedades Físicas

Óxido Nitroso

N2O

Gas incoloro. Hierve -89.5°C

Óxido Nitrico

NO

Gas incoloro. Hierve -151.8°C

Trióxido de Nitrógeno

N2O3

Gas pardo-rojizo. Liquido azul. Hierve 3.5°C

Tetróxido de Dinitrógeno o Dióxido de Nitrógeno

N2O4 --> 2NO2

Gas pardo-rojizo. Liquido amarillo. Hierve a 21.3°C.

Pentóxido de Nitrógeno

N2O5

Sólido Blanco. Estable a bajas temperaturas.

 

Las moléculas del Óxido Nítrico (NO) y del Dióxido de Nitrógeno (NO2) contienen un número impar de electrones y son las más estables.

Óxido Nitroso N2O

Joseph Priestley preparó este gas por primera vez en 1772, pero no fue hasta veintisiete años más tarde que Sir Humphry Davy determinó su composición y estudió sus propiedades. Comprobó que cuando se respiraba por breve rato producía un estado de excitación histérica, acompañado muchas veces de estrepitosa hilaridad. Debido a esto, suele llamarse Gas Hilarante.

Se prepara habitualmente calentando Nitrato Amónico:

NH4NO3 --> 2H2O + N2O

Esta es una reacción de Oxidación-Reducción en que se oxida el Amoniaco y se reduce el ácido Nitrico (partes que constituyen el Nitrato Amónico). Al preparar óxido Nitroso con Nitrato Amónico hay que tener mucho cuidado de no recalentar la sal, pues podría producirse una violenta explosión.

El Óxido Nitroso es un gas incoloro, de olor débil y agradable y sabor dulzaino. Es moderadamente soluble en Agua: 60 volúmenes en 100 de agua a 25°C. Se licua fácilmente por compresión, y se vende en tal forma en cilindros de acero, lo que facilita su adquisición para usarlo como anestésico en intervenciones sencillas.

Oxido Nitroso como Anestésico

Su Fórmula es N2O, tiene un Peso Molecular de 44.016 g/mol; su Punto de Congelación es a -102.4°C, su Punto de Ebullición es a los -89.5°C.

Aunque bastante estable en las condiciones ordinarias, el gas se descompone con el calor, produciendo una mezcla de Nitrógeno y Oxigeno con una mayor proporción de este último elemento que el aire.

En consecuencia, ciertas oxidaciones son más rápidas en este gas que en el aire. Así, un ascua de madera se inflama al introducirla en este gas; el azufre y el fósforo arden con llama blanca en su seno, y el hidrógeno forma con él una mezcla explosiva.

Aunque se le considera a menudo como anhídrido del ácido hiponitroso H2N2O2, el Óxido Nitroso no se combina con el agua, si bien se forma al descomponerse el ácido en disolución:

H2N2O2 --> H2O + N2O

Óxido Nítrico NO

Este gas fue preparado por primera vez por J. B. van Helmont a principios del siglo XVII, pero fue Priestley quien primeramente lo estudió. Se obtiene reduciendo el Ácido Nítrico por mediación de varios agentes.

Tratando Cobre Cu con Ácido Nítrico HNO3 diluido (33% densidad 1.2), se produce Óxido Nítrico:

3Cu + 8H3O+ + 2NO3- --> 3Cu+2 + 2NO + 12H2O

La ecuación molecular balanceada es:

3Cu + 8HNO3 --> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Sin embargo, el gas obtenido por este método puede estar fácilmente contaminado con otros óxidos de Nitrógeno.

Se forma Óxido Nítrico sometiendo el aire a las descargas eléctricas. Es el primer producto que resulta al fijar el Nitrógeno atmosférico por el procedimiento del arco eléctrico.

El Oxido Nítrico es un gas incoloro, muy poco soluble en agua. Es el más estable de los Óxidos de Nitrógeno; puede calentarse hasta el rojo mate sin descomponerse. El fósforo ardiendo continúa encendido en el gas, mientras que el azufre se apaga. Una mezcla de vapores de sulfuro de carbono (CS2) y Óxido Nítrico (NO) arde con llama azulada deslumbradora.

El Oxido Nítrico se combina con el Oxígeno en frio para formar Dióxido de Nitrógeno pardo-rojizo:

2NO + O2 --> 2NO2

El Oxido Nitrico se utiliza como suplemento para la actividad fisica

Trióxido de Nitrógeno N2O3

El gas Trióxido de Nitrógeno (N2O3) es inestable. A temperatura ordinaria su composición viene expresada por la siguiente ecuación:

N2O3 --> NO + NO2

Cuando se enfría la mezcla de estos gases, el equilibrio se desplaza hacia la formación de N2O3, y se forma un líquido azul; al seguir enfriando se obtiene un sólido azul. El N2O3 en estado líquido y en estado sólido es de color azul.

Dióxido de Nitrógeno N2O4 = NO2

Este compuesto se forma cuando el Óxido Nítrico se pone en contacto con aire u oxígeno. Se prepara también calentando los nitratos de los metales pesados:

2Cu(NO3)2 --> 2CuO + 4NO2 + O2

O por reacción del cobre con ácido Nítrico concentrado:

Cu + 4H3O+ + 2NO3- --> Cu+2 + 2NO2 + 6H2O

A 140°C, el gas tiene un color pardo intenso, que se va debilitando al bajar la temperatura, lo mismo que al elevarla a partir de 156°C; por encima de 600°C, el gas es incoloro.

Los cambios de color van acompañados de variaciones en la densidad del gas.

  • A bajas temperaturas, cuando el gas es ligeramente coloreado, su densidad corresponde a la fórmula N2O4.
  • A 140°C, el gas pardo tiene una densidad correspondiente a la fórmula NO2.
  • Por encima de 156°C, la densidad disminuye a medida que el color se debilita
  • A 600°C, el gas incoloro tiene una densidad que es aproximadamente 2/3 de la correspondiente a 140°C.
  • A temperaturas por encima de 22°C, el gas es una mezcla en equilibrio; a dicha temperatura se condensa en un líquido amarillo.
  • Si la temperatura continua disminuyendo, el color palidece más y más, hasta que a -9.3°C se forma un sólido cristalino blanco.

Cuando se disuelve Dióxido de Nitrógeno en Agua Fría, se obtienen ácidos Nitroso HNO2 y Nítrico HNO3.

2NO2 + 3H2O --> 2H3O+ + NO2- + NO3-

Coloración por Dióxido de Nitrógeno

Pentóxido de Nitrógeno N2O5

Este compuesto resulta de la acción del cloro seco sobre Nitrato de Plata asimismo seco:

4AgNO3 + 2Cl2 --> 4AgCl + 2N2O5 + O2

También se produce por la acción de un poderoso deshidratante, tal como el Pentóxido de Fósforo P2O5, sobre ácido Nítrico concentrado:

P2O5 + 2HNO3 --> 2HPO3 + N2O5

El producto se destila a calor suave, y se condensa en un recipiente refrigerado en un sólido blanco cristalino, inestable por encima de 30°C. y que se descompone según la ecuación:

2N2O5 --> 4NO2 + O2

Con el Agua se combina, dando Ácido Nítrico:

2N2O5 + H2O --> 2HNO3

Otros Óxidos de Nitrógeno

También existen el Trióxido de Nitrógeno (NO3) y el Heptóxido de Dinitrógeno (N2O7), pero son formas inestables que no permanecen, sino que se transforman en los otros Óxidos.

Ejemplos de Óxidos de Nitrógeno

Óxido Nitroso N2O

Oxido Nítrico NO

Trióxido de Dinitrogeno N2O3

Trióxido de Nitrogeno NO3

Dióxido de Nitrógeno N2O4 o NO2

Pentóxido de Dinitrógeno N2O5

Heptóxido de Dinitrógeno N2O7

(Son todos los Oxidos de Nitrógeno)

Citado APA: (A. 2018,02. Oxidos de Nitrogeno. Revista Ejemplode.com. Obtenido 02, 2018, de https://www.ejemplode.com/38-quimica/4875-oxidos_de_nitrogeno.html)

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2018

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