Stickstoffdioxid | |||
![]() ![]() ![]() Struktur von Stickstoffdioxid. |
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Identifizierung | |||
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IUPAC-Name | Stickstoffdioxid | ||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.030.234 | ||
N o EG | 233-272-6 | ||
N o RTECS | QW9800000 | ||
PubChem | 3609161 | ||
ChEBI | 33101 | ||
LÄCHELN |
[N +] (= O) = O , |
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InChI |
InChI: InChI = 1S / NO2 / c2-1-3 / q + 1 InChIKey: OMBRFUXPXNIUCZ-UHFFFAOYSA-N |
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Aussehen | rotbraunes Gas oder braune oder gelbe Flüssigkeit mit stechendem Geruch. | ||
Chemische Eigenschaften | |||
Brute Formel |
N O 2 [Isomere] |
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Molmasse | 46,0055 ± 0,0008 g / mol N 30,45%, O 69,55%, |
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Dipolares Moment | 0,316 ± 0,010 D. | ||
Physikalische Eigenschaften | |||
T ° Fusion | –11,2 ° C. | ||
T ° kochen | 21,2 ° C. | ||
Löslichkeit | in Wasser: Reaktion | ||
Volumenmasse | 1,45 g · cm & supmin ; ³ (flüssig) | ||
Sättigender Dampfdruck | bei 20 ° C : 96 kPa | ||
Kritischer Punkt | 157,85 ° C , 20,17 MPa | ||
Elektronische Eigenschaften | |||
1 re lonisierungsenergie | 9,586 ± 0,002 eV (Gas) | ||
Vorsichtsmaßnahmen | |||
SGH | |||
![]() ![]() ![]() Achtung H314, H330, H314 : Verursacht schwere Hautverbrennungen und Augenschäden. H330 : Tödlich beim Einatmen |
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WHMIS | |||
![]() ![]() ![]() ![]() A, C, D1A, D2B, E, A : Druckgas Absoluter Dampfdruck bei 50 ° C = 345 kPa C : Oxidierendes Material. Verursacht oder fördert die Verbrennung eines anderen Materials durch Freisetzung von Sauerstoff. D1A : Sehr giftiges Material mit schwerwiegenden unmittelbaren Auswirkungen Transport gefährlicher Güter: Klasse 2.3 D2B : Giftiges Material mit anderen toxischen Wirkungen. Mutagenität bei Tieren. E : Ätzendes Material. Transport gefährlicher Güter: Offenlegung der Klasse 8 zu 1,0% gemäß der Offenlegungsliste für Inhaltsstoffe. |
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Transport | |||
265 : giftiges und oxidierendes Gas (fördert das Feuer) UN-Nummer : 1067 : STICKSTOFFDIOXID; oder DIAZOTETETROXID Klasse: 2.3 Etiketten: 2.3 : Giftige Gase (entspricht Gruppen, die durch ein Großbuchstaben T gekennzeichnet sind, dh T, TF, TC, TO, TFC und TOC). 5.1 : Oxidierende Substanzen 8 : Ätzende Substanzen ![]() ![]() ![]() |
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Inhalation | Tödlich, Auftreten von Salpetersäure in der Lunge durch Reaktion mit Wasser | ||
Ökotoxikologie | |||
Geruchsschwelle | niedrig: 0,05 ppm hoch: 0,14 ppm |
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Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben. | |||
Das Stickstoffdioxid ist eine chemische Verbindung der Formel NO 2. Konzentriert präsentiert es sich als erstickendes giftiges rotbraunes Gas mit einem charakteristischen stechenden stechenden Geruch. Es ist ein Vorläufer der industriellen Herstellung von Salpetersäure HNO 3und ein Hauptschadstoff der Erdatmosphäre, der von Verbrennungsmotoren (hauptsächlich Diesel) und Wärmekraftwerken erzeugt wird ; als solches ist es für die Eutrophierung und Versauerung von ungeschwefeltem " saurem Regen " verantwortlich (NO 2 in Kombination mit anthropogenem troposphärischem Ozon bildet Nitrate, die in Wasser sehr gut löslich sind). Es ist auch für das Vorhandensein von Salpetersäure verantwortlich (wobei letztere durch Hydratation von NO 2 gebildet wird):
3 NEIN 2+ H 2 O.→ 2 HNO 3+ NEIN .Rein, hat es eine bräunliche Farbe ( glänzende Dämpfe ) und einen süßlichen Geruch. Es ist einer der Gerüche, die wir auf den vom Autoverkehr verschmutzten Straßen wahrnehmen .
Die stabilere Struktur von NO 2 ist ON · -O mit einem Winkel von 134 Grad und dem Punkt, der dieses einzelne Elektron auf dem Stickstoffatom darstellt, und rast zwischen den beiden NOs zusätzlich zur Existenz der Bindung "normales" NO. Die formellen Gebühren wären höher als die der vorgestellten Struktur; seine Anwesenheit am Stickstoffatom ist näher an der Realität, obwohl dies alles nur eine Frage der Wahrscheinlichkeitsdichte der Anwesenheit des fraglichen Elektrons ist. Er verbringt "mehr Zeit" mit Stickstoff als mit einem der beiden Sauerstoff.
Aufgrund seiner radikalischen Struktur reagiert es sehr reaktiv auf organische Moleküle.
Dieses Gas hat einen permanenten Gleichgewicht, sondern in Abhängigkeit von den Bedingungen der Temperatur und des Drucks, mit seinem Dimer , Stickstoffperoxid N 2 O 4 ::
2 NEIN 2 N 2 O 4 : Δ H = -57,23 kJ mol -1 .Diese exotherme Dimerisierung wird bei niedrigen Temperaturen bevorzugt. Stickstoffperoxid N 2 O 4 , diamagnetisch farblos im Körper, kann durch Schmelzen eines Feststoffs bei -11,2 ° C erhalten werden . Und es wird reversibel wieder zu NO 2das gefärbte paramagnetische Monomer in einer endothermen Reaktion bei höheren Temperaturen.
Das ungepaarte Elektron von Stickstoffdioxid ist es ein Oxidationsmittel und ein gewaltsamer poison : seine Inhalations gibt eine sofortige Reaktion mit dem Wasser der inneren Auskleidung der Lunge , zur Produktion von führenden Salpetersäure .
Stickstoffdioxid wird von den meisten Fahrzeugen, Wärmekraftwerken (hauptsächlich Kohle) und Industrietätigkeiten beständig emittiert und ist auch ein Vorläufer anderer Schadstoffe, insbesondere bodennahes Ozon (ein Schadstoff, der weltweit auf dem Vormarsch ist.) Europa trotz der Anstrengungen unternommen) und Nitrate , wobei letztere sauren Regen und infolgedessen Versauerung und Eutrophierung von Süßwasser verursachen.
Aus den Jahren 1960 bis Jahr 2002 , die Pegel von NO x und Ozon in den unteren Schichten der Troposphäre gemessen vergleichbare Kurven (wo wir atmen) gefolgt, in der Nähe der Kurve der Zunahme des Straßenverkehrs , die Ineffizienz des Reflektieren kalter katalytischer Konvertern, und die Verschmutzung durch einen großen Teil der Dieselmotoren, die von den Herstellern verborgen wurden, bis zum Skandal der Volkswagen-Affäre (Dieselgate), der durch die stetig steigende Anzahl von Fahrzeugen noch verstärkt wurde.
Insbesondere weil es ein Vorläufer des troposphärischen Ozons ist, erschien es interessant, es in der Luftsäule in einer höheren Höhe zu messen, was seit langem schwierig und teuer ist (Luftprobenehmer, Ballons usw. ). Dann wurden Satelliten mit Sensoren ausgestattet, die es ermöglichten, sie immer genauer zu messen.
2017 erstellten NASA-Wissenschaftler neue hochauflösende globale Satellitenkarten zur Luftqualität, die eine genauere Überwachung dieses Parameters in Raum und Zeit in verschiedenen Regionen und 195 Städten auf der ganzen Welt ermöglichen. Diese Arbeit wurde auf einem Treffen der American Geophysical Union in San Francisco vorgestellt und im Journal of Geophysical Research veröffentlicht . Es zeigt, dass die jüngsten Änderungen der Konzentration der meisten Schadstoffe und insbesondere von NO 2 "nicht zufällig" sind (Bryan Duncan, NASA-Wissenschaftler, Atmosphärenwissenschaft am Goddard Space Flight Center in Greenbelt , Maryland), Pilot dieser Arbeit) und "wann Regierungen beschließen, irgendwo zu bauen oder einen Schadstoff zu regulieren “, sind die Auswirkungen für Satelliten sichtbar. Duncan und sein Team untersuchten die von 2005 bis 2014 vom niederländisch-finnischen Ozonüberwachungsinstrument an Bord des NASA-Satelliten Aura gesammelten Daten . Dieses Instrument erkennt auch Stickstoffdioxid, das einen wesentlichen Beitrag zu städtischen Smogs leistet. NO 2- Verschmutzungs-Hotspots befinden sich fast in Industriegebieten und in und um Großstädte in Industrie- und Entwicklungsländern. Die NASA untersucht die jährlichen Trends bei NO 2 auf der ganzen Welt und versucht, diese zu erklären, indem sie Satellitenaufzeichnungen mit Informationen über die Emissionen und Vorschriften der Länder für Emissionskontrollen, das nationale Bruttoinlandsprodukt und das städtische Wachstum vergleicht. Frühere Studien und Karten, die auf Satellitendaten mit niedriger Auflösung basierten, konnten keine Abweichungen über kurze Entfernungen feststellen. Diese neue Karte enthält konsistentere Informationen zum Standort von Problemen und Verschmutzungsquellen und kann Schwellenländern oder Regionen ohne (oder mit wenigen) Bodenluftüberwachungsstationen helfen . Die Trends sind je nach Region sehr unterschiedlich.
In ihren Luftqualitätsrichtlinien bietet die WHO die folgenden Richtlinien für NO 2 an :
Diese Werte ähneln denen, die in Frankreich durch den Umgebungscode festgelegt wurden:
Aus diesen Gründen NO 2ist einer der Faktoren („Subindex“), die bei der Berechnung der Luftqualitätsindizes allgemein berücksichtigt werden (z. B. Atmo-Index in Frankreich). Laut Certu (2005) ist "gegenüber chronischer Verschmutzung der Schadstoff, der derzeit am wenigsten kontrolliert wird, Stickstoffdioxid" ; "Außerdem ist die Abnahme von NO 2ist nicht proportional zum Rückgang der Primärschadstoffe “ . Es trägt zu einer natürlichen Produktion von NO 2 bei, bei Waldbränden und in Wolken und in der mittleren Troposphäre bei Gewitteraktivität.
Als "giftiger Schadstoff" und weil es zunehmend in der Luft vorhanden ist (es ist insbesondere zu einem der Hauptschadstoffe in Paris geworden), wird Stickstoffdioxid überwacht, das von den Observatorien für Luftverschmutzung, für aktive Sensoren oder als Teil der Überwachung benötigt wird Netzwerke durch Passivsammler und es wird in der europäischen Richtlinie EWG geregelt n o 85-203 und die Erlass von25. Oktober 1991.
In Frankreich liegt der stündliche Grenzwert bei 200 µg / m 3 , der in Großstädten und in der Nähe von Hauptstraßen oder Flughäfen ohne Wind- oder Luftzirkulation häufig überschritten wird.
Das Zentrallabor der Polizeipräfektur betrachtet Stickstoffmonoxid NO als "einen sehr guten Indikator für die Verschmutzung durch Kraftfahrzeugquellen angesichts des wachsenden Anteils dieselbetriebener Fahrzeuge an der französischen Flotte", aber "die Maßnahmen, die eine Einschränkung der Bewegung vorsieht, hätten eher einen." reduzierte Wirkung auf den NO 2 -Gehalt “ . Die Dieselmotoren gelten als Hauptemissionsquellen dieses Gases. Satellitenkarten der NO 2 -Verschmutzungzeigen drei Hauptschwerpunkte als Quellen, aber auch, dass die Routen von Handelsschiffen und Kriegsschiffen von NO 2 verfolgt werdenvor allem im Roten Meer und im Indischen Ozean zwischen der Südspitze Indiens und Indonesiens . Über dem Meer ist die UV- Rate erhöht und Schiffsmotoren haben vom Fortschritt des Automobils nicht profitiert. Außerdem ist ihr Heizöl oft von schlechter Qualität (schwefelreicher und schwerer). In den französischen Großstädten werden laut CERTU das ganze Jahr über „die Empfehlungsschwellen für NO 2 kaum erreicht » , Während andere Schadstoffe oft saisonale Spitzen aufweisen.
In Europa nahm dieser Schadstoff, der stark mit dem Autoverkehr verbunden war, von den 1980er bis Ende der 1990er Jahre langsam in der Luft ab , dann hörte diese Verbesserung auf oder wurde sehr gering. Wenn der Verkehr in Europa zunehmen würde, würde die NO 2 -Verschmutzungkönnte wieder zunehmen. Ein europäisches Gesetz von 2014 (der Gerichtshof der Europäischen Union ) bestätigt die Einhaltung der Grenzwerte für NO 2Die Festlegung der europäischen Richtlinie zur Luftqualität ist für die Mitgliedstaaten eine „ Ergebnisverpflichtung “ .
Die Aktivkohle adsorbiert sehr effizient Stickstoffdioxid, da es nicht voll ist, aber es ist undenkbar, es zur Reinigung der Luft in Städten zu verwenden. Andererseits geht jede Begrenzung der Anzahl der Autos, des Verkehrs oder der Geschwindigkeit auf der Autobahn mit einer Verringerung von NO 2 einher .(sowie feine Mikropartikel PM 10 ).
Dies geschieht dank spezifischer Sensoren , nach denen wir mindestens seit den 2000er Jahren gesucht haben, um sie zu verbessern, einschließlich einer besseren Messung dieses Gases in Wärmekraftmaschinen und / oder in ihrem Katalysator , um den Betrieb des Motors rückwirkend anzupassen, um dies zu erreichen Es ist weniger umweltschädlich, was Echtzeitsensoren erfordert , effizienter, ermöglicht eine selektive Erfassung und ist beständig gegen die hohen Temperaturen der Abgase, um letztendlich (im Motor) besser zu reduzieren oder zu zerstören (in einer neuen Generation von Katalysatoren).
Es wurde verwendet XIX th Jahrhundert für Konservierung von Fleisch .