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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:
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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:
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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.
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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)
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
NO(g)
O2(g)
Oxidação de NO(g) com O2(g)
CLICAR
Reparar na alteração da cor do gás na seringa(formação de NO2)
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
Barquinha com NaNO2
Preparação de NO e NO2 em seringa
HCl(aq) aspirado para a seringa
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
CLICAR
Barquinha com NaNO2(s)
Preparação de NO e NO2 em seringa
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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)
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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
CLICAR
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
CLICAR
Solução neutra
NO2(g)
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
NO2
KMnO4(aq)
CLICAR
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
CLICAR
Br2(aq)
NO2(g)
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
Água quente
Água fria
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
Temperatura mais alta
Temperatura mais baixa
Mais NO2
Menos NO2
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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.
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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
Carlos Corrêa – Dióxido de azoto
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