Carlos Corrêa – Dióxido de azoto

Dióxido de azoto

Carlos CorrêaDepartamento de Química (FCUP)

Centro de Investigação em Química (CIQ)

Carlos Corrêa – Dióxido de azoto

O dióxido de azoto, NO2, é um gás castanho-avermelhado que pode facilmente ser observado quando se trata cobre metálico com ácido nítrico concentrado, na presença de ar.

O = N = O N – N OO

OO2

2 HNO3(conc.) + 3 Cu(s) + 6 H+(aq) 3 Cu2+(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)

2 NO(g) + O2 (ar) 2 NO2(g)

NO O134º

119 pm 119 pm NO O

Incolor

Castanho-avermelhado

O NO2 tem um electrãodesemparelhado; é um

radical livre.

Pode dimerizar, dando N2O4:

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NO2¯(aq) + H+(aq) HNO2(aq)

HO-N=O(aq) + H+(aq) HO––N=O (aq)

NO2¯+ NO+ NO(g) + NO2(g)

H2O(l) + NO+ (aq)

+

H

O anião nitrito, em meio ácido, é protonado sucessivamente:

O ácido nitroso protonado decompõem-se dando o catião NO+ (agente de nitrosação de aminas):

HO––N=O (aq)H

+

que reage com NO2¯ dando NO e NO2:

Pode, também, preparar-se a partir de nitrito em meio ácido:

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Já se referiu que o monóxido de azoto, NO (ou óxido nítrico), é rapidamente oxidado a NO2

pelo oxigénio do ar.

2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)

Vamos preparar NO numa seringa e observar a formação de NO2 (acastanhado) quando se mistura O2.

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Cu(s)

Barquinha

HNO3 + Cu2+

NO(g)

Preparação de NO a partir de HNO3 conc. + Cu

8 HNO3(conc.) + 3 Cu(s) 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)

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NO(g)

O2(g)

Oxidação de NO(g) com O2(g)

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Reparar na alteração da cor do gás na seringa(formação de NO2)

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Barquinha com NaNO2

Preparação de NO e NO2 em seringa

HCl(aq) aspirado para a seringa

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Barquinha com NaNO2(s)

Preparação de NO e NO2 em seringa

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Propriedades ácidas do NO2

2 NO2(g) + H2O(l) HNO2(aq) + HNO3(aq)

HNO2(aq) + H2O(l) NO2¯(aq) + H3O+(aq)

HNO3(aq) + H2O(l) NO3¯(aq) + H3O+(aq)

Dismutação+4 +5+3

NO2(g)

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O NO2 e outros óxidos de azoto, quando libertados para a atmosfera, contribuem para a ocorrência de

chuvas ácidas

Solução levemente alcalina (c/ Indicador

Universal)

NO2

NO2

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Solução neutra

NO2(g)

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Oxidação do NO2 pelo KMnO4

MnO4 ¯ + 8 H+ + 5 e¯ Mn2+ + 4 H2O

NO2 + H2O NO3¯ + 2 H+ + e¯

MnO4 ¯ + 5 NO2 + H2O Mn2+ + 5 NO3¯ + 2 H+

(× 5)

(× 1)

Rosa Incolor

Rosa Incolor

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NO2

KMnO4(aq)

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Oxidação do NO2 pelo Br2

Br2 + 2 e¯ 2 Br ¯

NO2 + H2O NO3¯ + 2 H+ + e¯(×2)

(× 1)

Br2 + 2 NO2 + 2 H2O 2 Br ¯ + 2 NO3¯ + 4 H+

IncolorAmarelo-acastanhado

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Br2(aq)

NO2(g)

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Equilíbrio 2 NO2(g) N2O4(g)

A reacção é exotérmica (H = -57,2 kJ / mol) pois forma-se uma ligação; o equilíbrio é deslocado no sentido directo quando se baixa a temperatura.

2 NO2(g) N2O4(g)Castanho Amarelo ténue

Arrefecendo a mistura, a cor torna-se menos intensa, como veremos a seguir.

O = N = O N – N OO

OO2

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Água quente

Água fria

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Temperatura mais alta

Temperatura mais baixa

Mais NO2

Menos NO2

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A reacção dá-se com diminuição do número de moléculas no estado gasoso:

Quando se aumenta a pressão, o equilíbrio desloca-se no sentido directo (menor número

de moléculas) para se opor ao aumento da pressão.

2 NO2(g) N2O4(g)

Vamos verificar isto experimentalmente.

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Pressão mais alta

Maior quantidade de NO2

O efeito não é tão nítido como no caso

da alteração da temperatura

Pressão mais baixa Pressão mais baixa

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