Dióxido de nitrógeno
Keywords: Dióxido de nitrógeno, Amoníaco, Catalizador, Densidad, Electrón, Estados Unidos, Masa molar
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El dióxido de nitrógeno (NO2) es el principal contaminante entre varios óxidos de nitrógeno ya que se forma como subproducto en todas las combustiones llevadas a cabo a altas temperaturas. El dióxido de nitrógeno es de color marrón amarillento. Se forma de los procesos de combustión a altas temperaturas, como en los vehículos motorizados y las plantas eléctricas. También es un gas tóxico, irritante y precursor de la formación de partículas de nitrato. Estas llevan a la producción de ácido y elevados niveles de PM-2.5 en el ambiente. Afecta principalmente al sistema respiratorio. La exposición a corto plazo en altos niveles causa daños en las células pulmonares, mientras que la exposición a más largo plazo en niveles bajos de dióxido de nitrógeno puede causar cambios irreversibles en el tejido pulmonar similares a un enfisema.
El límite anual de la UE es 40 microgramos/m3 para la protección de la salud pública. Estados Unidos tiene sólo un ECA anual para el dióxido de nitrógeno, 100 microgramos/m3. Actualmente se cumple en todas las áreas del país. Estados Unidos ha sido criticado por no tener un estándar a corto plazo, considerando que los niveles de las emisiones de dióxido de nitrógeno son las únicas emisiones que no han sido reducidas significativamente desde 1984. Sin embargo, las mediciones de aire ambiente han demostrado una reducción del 14% desde 1988. La UE ha adoptado un valor anual de 200 microgramos/m3 NE más de 24 veces en un año calendario. Japón tiene un promedio diario (24 horas) de óxido de nitrógeno que debe estar dentro o debajo del rango de 75 a 113 microgramos/m3. El rango de valores para otros países estudiados es bastante diverso en comparación con otros contaminantes. El estándar anual para la mayoría de países latinoamericanos es idéntico al de Estados Unidos, 50 microgramos/m3.
Propiedades físicas y químicas
Densidad: 1,449 kg/m3
Masa molar: 46,1 g/mol
Punto de fusión: -11,20 °C
Punto de ebullición: 21,2 °C
Presión de vapor: 0,334 bar bar a 0ºC
El dióxido de nitrógeno presenta buena solubilidad en agua formando ácido nítrico:
3 NO2 + H2O -> 2 HNO3 + NO
Por esta reacción es un intermedio en la producción de este ácido. Industrialmente se generaba por la reacción de una corriente de aire en un arco eléctrico. (A altas temperaturas se forma monóxido de nitrógeno que reacciona con el exceso de oxígeno dando el dióxido de nitrógeno) Debido al elevado coste energético este proceso ha sido sustituido por la combustión de amoníaco en presencia de un catalizador de platino/rodio. (Proceso de Ostwald)
En el laboratorio se puede generar este gas calentando nitratos de metales pesados (por ejemplo el nitrato de plomo Pb(NO3)2:
2 Pb(NO3)2 -> 2 PbO + O2 + 4 NO2
Además se forma al disolver metales en ácido nítrico concentrado:
Zn + 4 HNO3 -> Zn(NO3)2 + 2 H2O + 2 NO2
(Equación aproximada. Según la temperatura y la concentración se forman también cantidades variables de NO y H2)
El dióxido de nitrógeno está en equilibrio con el tetraóxido de dinitrógeno (N2O4). El equilibrio es desplazado por las bajas temperaturas o las altas presiones hacia el lado del dímero.
Por irradiación el dióxido de nitrógeno puede liberar un átomo de oxígeno altamente reactivo que da lugar a la formación del ozono troposférico y al fotosmog.
El dióxido de nitrógeno es paramagnético debido a un electrón libre. A veces se utiliza como "trampa para radicales" ya que reacciona fácilmente con sustancias orgánicas radicalrias.
Referencias externas
- Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química del dióxido de nitrógeno.