Tetraòxid de dinitrogen

Tetraòxid de dinitrogen

Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	91,986 Da
Rol	Oxidant
Estructura química
Fórmula química	N₂O₄
SMILES canònic	Model 2D [N+](=O)([N+](=O)[O-])[O-]
Identificador InChI	Model 3D
Propietat
Densitat	1,443 g/cm³
Índex de refracció	1,0012
Moment dipolar elèctric	0 D
Punt de fusió	−11,2 °C −9,3 °C
Punt d'ebullició	21,1 °C 21,15 °C (a 101,325 kPa)
Moment dipolar elèctric	0 D
Entalpia estàndard de formació	9,16 kJ/mol
Pressió de vapor	96 kPa (a 20 °C)
Perill
NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response ()
Identificador Kemler	265

Estructura de la molècula de tetraòxid de dinitrogen.

El tetraòxid de dinitrogen és un compost químic de fórmula N₂O₄. És un dímer del diòxid de nitrogen NO₂. És un líquid d'incolor a marró groguenc segons la concentració de diòxid de nitrogen que contingui. Forma una barreja en equilibri químic amb el diòxid de nitrogen:

N₂O₄ ⇌ 2 NO₂

Les temperatures més altes empenyen l'equilibri cap al diòxid de nitrogen. En estat líquid es troba com a forma principal la del dímer N₂O₄.

També s'estudia aquest compost per a la producció d'energia, pel procés de dissociació de gas pel cicle de Brayton, gràcies a la seva tendència a descompondre's reversiblement en NO₂.

És un antioxidant molt potent, corrosiu i tòxic.

Propietats

Pes molecular: 92,02

Líquid de color groc per sota dels 22 °C

Líquid incolor, equilibri amb NO₂

Punt d'ebullició: 21,15 °C

Punt de fusió: –9,3 °C

Líquid corrosiu

Temperatura crítica: 431 K, pressió crítica: 10,1 MPa

Entalpia molar de vaporització: 38,12 kJ / mol a 21,15 °C

Reacciona amb aigua

Pressió de vapor: 9,04 × 10² mmHg a 25 °C

Preparació

El tetraòxid de dinitrogen es produeix per oxidació catalitzada de l'amoníac en vapor d'aigua.

N₂O₄ +H₂O ⇌HNO₂ + HNO₃

Però la forma habitual és obtenir el tetraòxid de dinitrogen com subproducte d'una planta d'àcid nitric. S'oxida en l'aire l'òxid de nitrogen, NO, produït a diòxid de nitrogen. Quan es refreda forma el seu dímer, el tetraòxid de dinitrogen.

Síntesi de metalls nitrats:

2N₂O₄ +M ⇌2 NO+ M (NO₃)₂

on M = Cu, Zn o Sn.

Aplicacions

El tetraòxid de dinitrogen és un dels propulsors de coets més important, es tracta d'un propulsor hipergòlic, és a dir que els dos cremen quan es posen en contacte sense una font d'ignició separada. Un dels seus primers usos va ser en els coets TITAN utilitzats com a míssils balístics intercontinentals i després com a vehicles en els llançaments de naus espacials (Apolo, Gemini). Actualment, sembla que la NASA continuarà utilitzant aquest oxidant en la pròxima generació de vehicles tripulats que substituiran a les llançadores. També és l'oxidant del principal coet rus "Protón". El tetraóxid de dinitrogen s'anomena simplement amb l'abreviatura "NTO". Normalment, s'utilitza addicionant un petit percentatge d'àcid nítric, que inhibeix la corrosió pels aliatges de titani, llavors, el NTO amb qualitat de propulsor es coneix com "MON ". La majoria de naus utilitzen ara el MON després de l'incident del 24 de juliol de 1975 on el NTO quasi mata per enverinament als tres astronautes de l'Apollo-Soyuz durant el descens final. La tripulació va ser hospitalitzada per pneumònia i edema pulmonar.

Toxicitat

El tetraòxid de nitrogen es troba en equilibri amb el diòxid de nitrogen, les propietats tòxiques observades en casos clínics i toxicològics no han distingit entre els dos. Hi ha poques dades sobre toxicitat relacionats directament amb tetraòxid de nitrogen.

Medi Ambient

A temperatures altes es troba en forma de diòxid de nitrogen, aquest fet agreujà "smog" de les zones urbanes.

Enllaços externs

• International Chemical Safety Card 0930
• National Pollutant Inventory - Oxides of nitrogen fact sheet Arxivat 2004-02-05 a Wayback Machine.
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards: Nitrogen tetroxide
• Air Liquide Gas Encyclopedia: NO₂ / N₂O₄ Arxivat 2016-03-10 a Wayback Machine.