Was ist Stickstoffoxid?
Stickstoffoxid ist ein Sammelbegriff für Stickstoffoxide.
Es gibt verschiedene Arten von Stickstoffoxiden mit Oxidationszahlen von I bis V. Beispiele sind Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Stickstofftrioxid (NO3), Distickstoffmonoxid (N2O), Distickstofftrioxid (N2O3), Distickstofftetroxid (N2O4) und Distickstoffpentoxid (N2O5).
Anwendungen von Stickstoffoxid
Stickstoffoxid ist der Oberbegriff für Stickstoffoxide, von denen Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und Distickstoffmonoxid (N2O) die am häufigsten verwendeten sind.
1. Stickstoffmonoxid
Stickstoffoxid wird als Bleichmittel in Zellwolle und als Rohstoff für die Herstellung von Halbleitern verwendet. Es wird auch als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Salpetersäure verwendet.
2. Stickstoffdioxid
Stickstoffdioxid wird auch als Auflösungs- und Zersetzungsmittel für analysierte Proben sowie als Bleichmittel, Katalysator und Nitrocodierungsmittel für metallorganische Verbindungen verwendet. Es wird auch als Oxidationsmittel in Sprengstoffen, Raketentreibstoff und Polymerisationsinhibitoren verwendet.
Weitere Verwendungszwecke sind synthetische Rohstoffe und Zwischenprodukte für andere Verbindungen wie Salpetersäure.
3. Distickstoffmonoxid
Distickstoffmonoxid wird häufig zur Anästhesie in der Zahnmedizin und Chirurgie sowie in der Geburtshilfe und Gynäkologie verwendet. Außerdem wird es in der Industrie als Halbleitermaterial und Trägergas für die Atomabsorptionsanalyse sowie zur Lecksuche, als Kühlmittel und zum Befüllen von Luftballons und Reifen mit Gas verwendet.
Eigenschaften von Stickstoffoxid
Stickstoffoxid weist je nach Typ unterschiedliche Eigenschaften auf. Die Eigenschaften der gebräuchlichsten Arten sind wie folgt:
1. Stickstoffmonoxid
Bei Raumtemperatur ein farbloses Gas mit einem Schmelzpunkt von -164 °C und einem Siedepunkt von -152 °C, die Flüssigkeit und der Feststoff sind blau. Bei Kontakt mit Luft wird es sofort zu Stickstoffoxid oxidiert.
Stickstoffmonoxid wird auch im Körper produziert und zur glatten Muskulatur der Arterien transportiert. Stickstoffmonoxid erhöht die Flexibilität der glatten Muskulatur und beugt Atherosklerose vor.
Die Flexibilität der Blutgefäße verhindert Fettablagerungen in den Blutgefäßen und die Verschlechterung des Blutflusses.
2. Stickstoffdioxid
Ein rötlich-braunes Gas, das beim Erhitzen von Schwermetallnitraten entsteht, mit einem Schmelzpunkt von -9,3 °C und einem Siedepunkt von 21,3 °C. Die Flüssigkeit ist gelb, der Feststoff farblos. Sie löst sich in Wasser auf und bildet ätzende Salpetersäure, weshalb die Feuchtigkeit bei der Lagerung und Verwendung streng kontrolliert werden muss.
Es entsteht durch die Mischung von Luft (Sauerstoff) mit Stickstoffoxid, das durch die katalytische Oxidation von Ammoniak erzeugt wird.
3. Stickstofftrioxid
Stickstofftrioxid ist ein instabiles, dunkelblaues Gas. Es entsteht bei der Reaktion von Stickstoffoxid mit Ozon, das sehr instabil ist.
4. Distickstoffmonoxid
Dieses farblose Gas, auch Stickstoffoxid genannt, hat einen Schmelzpunkt von -91 °C und einen Siedepunkt von -89 °C. Es ist ein nicht entflammbares, stabiles Gas. Es hat eine betäubende und schmerzstillende Wirkung und wird auch als Lachgas bezeichnet, weil es beim Einatmen ein Zucken der Gesichtsmuskeln hervorruft, was den Anschein eines Lachens erweckt.
Es wird industriell hergestellt, indem der Ausgangsstoff, eine 80 %ige Ammoniumnitratlösung, in einem Reaktionsbehälter, der auf etwa 250 °C gehalten wird, zersetzt wird, indem die Lösung mit konstantem Durchsatz eingetropft wird, oder durch direkte Oxidation von Ammoniak mit einem Katalysator.
5. Distickstofftrioxid
Braunes Gas bei Raumtemperatur mit einem Schmelzpunkt von -102 °C, einem Siedepunkt von 3,5 °C und einer blauen Farbe in flüssiger und fester Form. In Wasser gelöst bildet es salpetrige Säure, die sich weiter in Salpetersäure, Stickstoffoxid und Wasser zersetzt.
6. Distickstofftetroxid
Es ist ein blassgelbes Gas mit einem Schmelzpunkt von -9,3 °C und einem Siedepunkt von 21,2 °C. Festes Distickstofftetroxid wird durch Abkühlen von Stickstoffoxid gewonnen.
7. Distickstoffpentoxid
Ein farbloser, zerfließender Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 30 °C. Er zersetzt sich bei 47 °C in Stickstoffoxid und Sauerstoff, ist aber bei Lagerung im Dunkeln unter 0 °C stabil. Mit Wasser reagiert es heftig unter Bildung von Salpetersäure.
Weitere Informationen über Stickstoffoxid
Auswirkungen von Stickstoffoxiden auf die Umwelt und lebende Organismen
Unter den Stickstoffoxiden werden Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid in Bezug auf die Luftverschmutzung reduziert, da sie photochemischen Smog und sauren Regen verursachen. Zu den Quellen von Stickstoffoxiden gehören Fabriken, Wärmekraftwerke, Fahrzeuge und Haushalte.
Stickstoff in Erdöl, Kohle und chemischen Rohstoffen kann durch die Verbindung mit Sauerstoff entstehen oder dadurch, dass Stickstoff in der Atmosphäre mit Sauerstoff reagiert, wenn er hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Stickstoffoxid wird von Luftsauerstoff allmählich zu Stickstoffdioxid oxidiert, so dass man davon ausgeht, dass Stickstoffmonoxid, auch wenn es unmittelbar nach seiner Entstehung vorhanden ist, in der Umgebungsatmosphäre hauptsächlich aus Stickstoffdioxid besteht.
Hohe Konzentrationen von Stickstoffoxid erhöhen das Risiko von Husten, Auswurf und der Entwicklung von Atemwegserkrankungen. Stickstoffoxid reagiert auch mit Feuchtigkeit in der Atmosphäre zu Salpetersäure, die in Verbindung mit Regen und Schnee zu saurem Regen führt.
Darüber hinaus wird Stickstoffoxid ultravioletter Strahlung ausgesetzt, was zu photochemischen Reaktionen führt, bei denen photochemische Oxidantien (Ox) entstehen. Wenn die Konzentration dieser photochemischen Oxidantien in der Atmosphäre ansteigt, entsteht eine weiße, verschwommene Erscheinung, die als photochemischer Smog bezeichnet wird. Photochemische Oxidantien können Augenschmerzen, Kopfschmerzen und Übelkeit verursachen.