¿Qué es el Dióxido de Nitrógeno?
El dióxido de nitrógeno es un óxido de nitrógeno, un gas de olor penetrante.
El dióxido de nitrógeno se forma cuando el monóxido de nitrógeno (NO), que se produce cuando las sustancias se queman a altas temperaturas, se oxida en la atmósfera. La fuente del dióxido de nitrógeno es el óxido nítrico emitido durante los procesos de combustión en las calderas industriales y domésticas y en los motores de los automóviles.
Lo provocan especialmente los motores de los automóviles, que queman combustible a alta presión, siendo los motores diésel una fuente particularmente elevada de emisiones. También afecta a la salud humana, incluida la respiratoria, y el dióxido de nitrógeno se conoce como un contaminante típico del aire.
Usos del Dióxido de Nitrógeno
Entre los usos del dióxido de nitrógeno se incluyen los disolventes y descomponedores de muestras en química analítica. También se utiliza como materia prima e intermedio sintético para compuestos nitrogenados como el ácido nítrico, así como agente blanqueador, catalizador y agente nitrocante para compuestos orgánicos. Además, puede utilizarse como materia prima para explosivos como agente oxidante y como inhibidor de la polimerización.
El dióxido de nitrógeno también se utiliza como agente oxidante para combustibles de cohetes, como el ácido nítrico fumante. De hecho, se utilizó en el cohete Titán, en los lanzamientos del Proyecto Gemini, en los propulsores laterales del Transbordador Espacial y en las sondas espaciales no tripuladas enviadas a los planetas.
Propiedades del Dióxido de Nitrógeno
Por encima de 21,2°C, el dióxido de nitrógeno es un gas marrón rojizo; por debajo de 21,2°C se convierte en un líquido amarillo. Por debajo de -11,2°C se convierte en tetróxido de dinitrógeno incoloro (N2O4). El tetróxido de dinitrógeno es un dímero del dióxido de nitrógeno.
El color marrón rojizo del dióxido de nitrógeno se debe a su absorción de luz azul a 400-500 nm; la luz con longitudes de onda inferiores a 400 nm provoca fotólisis, formando las especies atómicas de oxígeno O y NO. Especialmente en la atmósfera, los átomos de O se suman al O2 para formar ozono. El dióxido de nitrógeno tiene un electrón no apareado y es paramagnético.
Estructura del Dióxido de Nitrógeno
La fórmula química del dióxido de nitrógeno está representada por NO2, una molécula curva con simetría C2v. La longitud de enlace entre los átomos de nitrógeno y oxígeno es de 119,7 pm, lo que también concuerda con el orden de enlace entre 1 y 2. Los ángulos de enlace y las longitudes de enlace del dióxido de nitrógeno son intermedios entre los de los correspondientes cationes (NO2+) y aniones (NO2-).
Más Información sobre el Dióxido de Nitrógeno
1. Métodos de Síntesis del Dióxido de Nitrógeno
Industrialmente, el dióxido de nitrógeno se produce mezclando aire (oxígeno) con óxido nítrico, que se produce por la oxidación catalítica del amoníaco. El dióxido de nitrógeno también puede producirse haciendo reaccionar plata o cobre con ácido nítrico concentrado.
Sin embargo, el dióxido de nitrógeno es un subproducto no intencionado de la combustión y fabricación de diversas sustancias. Por ejemplo, el óxido nítrico producido por la combustión se oxida fotorreactivamente en la atmósfera para formar dióxido de nitrógeno.
También puede producirse de forma natural debido a la actividad biológica y, a escala mundial, la actividad biológica es la fuente mayoritaria. En las ciudades, el dióxido de nitrógeno se produce en altas densidades, incluyendo fuentes móviles y estacionarias, y es una de las principales fuentes de contaminación atmosférica.
2. Reacción del Dióxido de Nitrógeno
El dióxido de nitrógeno y el tetróxido de dinitrógeno están en equilibrio. Según el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplaza hacia el dióxido de nitrógeno a temperaturas más altas. Cuando se utiliza nitrógeno líquido para un enfriamiento rápido, el dióxido de nitrógeno se forma como sólido, pero el tetróxido de dinitrógeno está presente en el sólido.
La reacción con el agua también produce ácido nítrico y ácido nitroso, y esta reacción es responsable de la lluvia ácida. Además, la reacción del dióxido de nitrógeno con el dióxido de azufre produce óxido nítrico y trióxido de azufre.
3. Contaminación Ambiental Causada por el Dióxido de Nitrógeno
El dióxido de nitrógeno está designado como sustancia específica en la Ley de Control de la Contaminación Atmosférica; hasta aproximadamente la década de 1970, la contaminación por dióxido de nitrógeno aumentaba a medida que aumentaba el número de automóviles del parque. Desde entonces, debido en parte a los efectos de los controles de emisiones, los valores medios anuales se han mantenido estables a largo plazo. No se han cumplido las normas medioambientales, sobre todo en las carreteras principales.
Se han notificado efectos sobre la salud humana, principalmente en el sistema respiratorio; las normas medioambientales estipulan que los niveles medios diarios de dióxido de nitrógeno deben situarse entre 0,04 y 0,06 ppm o menos.