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二氧化氮
鎖定
二氧化氮分子結構
判斷NO2分子的結構
在NO2分子中,N周圍的價電子數為5,根據價層電子對互斥理論(VSEPR理論),氧原子不提供電子,因此,中心氮原子的價電子總數為5,相當於三對電子對.。其中有兩對是成鍵電子對,一個成單電子當作一對孤電子對。氮原子價層電子對排布應為平面三角形。所以,NO2分子的結構為V字形,O-N-O鍵角約為120度。
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二氧化氮物理性質
外觀與性狀 | 黃褐色液體或棕紅色氣體,其固體呈無色,有刺激性氣味。 |
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飽和蒸氣壓(kPa) | 101.32(22℃) |
臨界温度(℃) | 158 |
臨界壓力(MPa) | 10.13 |
二氧化氮性質與穩定性
當温度高於150℃時開始分解,到650℃時完全分解為一氧化氮和氧氣。與水反應生成硝酸和一氧化氮;與濃硫酸反應生成亞硝基硫酸,與鹼反應生成等摩爾硝酸鹽和亞硝酸鹽。二氧化氮在氣相狀態下有疊合作用,生成四氧化二氮,它總是與四氧化二氮在一起呈平衡狀態存在。
二氧化氮化學性質
二氧化氮(NO2)在21.1℃温度時為棕紅色刺鼻氣體。常温下化學性質較穩定。
二氧化氮自身的化合
二氧化氮加壓時很容易聚合。通常情況下與其二聚體形式四氧化二氮(無色抗磁性氣體)混合存在,構成一種平衡態混合物:二氧化氮轉化成四氧化二氮放熱。升高温度,平衡向二氧化氮生成的方向移動;降低温度,平衡向四氧化二氮生成的方向移動。
二氧化氮和水的反應
二氧化氮溶於水並與水反應生成硝酸或硝酸和一氧化氮。但二氧化氮溶於水後並不會完全反應所以會有少量二氧化氮分子存在,為黃色。由於硝酸同時會分解,所以可以看作可逆反應。因二氧化氮溶於水後還生成一氧化氮,所以不是硝酸的酸酐。
二氧化氮氧化性
二氧化氮中氮元素化合價為+4,有氧化性。
二氧化氮可以和氧氣一樣支持某些金屬和非金屬的燃燒:(現象:固體在紅棕色氣體中繼續燃燒,發出耀眼的光芒,氣體的紅棕色逐漸褪去)
例如與氨氣反應:
二氧化氮來源
二氧化氮除自然來源外,主要來自於燃料的燃燒、城市汽車尾氣。此外,工業生產過程也可產生一些二氧化氮。據估計,全世界人為污染每年排出的氮氧化物大約為5300萬噸。
另外閃電也可以產生NO2,在閃電時由於空氣中電場極強,空氣中的一些物質的分子被撕裂而導電,雷電電流通過時產生大量的熱,使已經呈遊離狀態的空氣成分N2、O2結合。
二氧化氮用途
二氧化氮危險性
二氧化氮健康危害
侵入途徑:吸入。
健康危害:氮氧化物主要損害呼吸道。吸入初期僅有輕微的眼及上呼吸道刺激症狀,如咽部不適、乾咳等。常經數小時至十幾小時或更長時間潛伏期後發生遲發性肺水腫、成人呼吸窘迫綜合症,出現胸悶、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫紺等。可併發氣胸及縱隔氣腫。肺水腫消退後兩週左右可出現遲發性阻塞性細支氣管炎。
二氧化氮毒理學資料及環境行為
急性毒性:LC50:126mg/m3,4小時(大鼠吸入)
致突變性:微生物致突變:鼠傷寒沙門氏菌6ppm。哺乳動物體細胞突變:大鼠吸入15ppm(3小時),連續。
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒濃度(TCLo):8.5µg/m3,24小時(孕1-22天),引起胚胎毒性和死胎。
危險特性:本品不燃燒,但可助燃。具有強氧化性,遇衣物、鋸末、棉花或其它可燃物能立即燃燒。與一般燃料或火箭燃料以及氯代烴等猛烈反應引起爆炸。遇水有腐蝕性,腐蝕作用隨水分含量增加而加劇。
燃燒(分解)產物:氮氧化物。
二氧化氮急救措施
接觸部分 | 急救措施 |
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皮膚接觸 | 脱去污染的衣着,用流動清水沖洗。 |
眼睛接觸 | 立即提起眼瞼,用流動清水沖洗。 |
吸入 | 迅速脱離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。 |
食入 | 飲足量温水,催吐,就醫。 |
二氧化氮防護措施
防護部分 | 防護措施 |
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工程控制 | 嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。提供安全淋浴和洗眼設備。 |
呼吸系統防護 | 空氣中濃度超標時,佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴空氣呼吸器。 |
眼睛防護 | 呼吸系統防護中已作防護。 |
身體防護 | 穿膠布防毒衣。 |
手防護 | 戴橡膠手套。 |
其他 | 工作現場禁止吸煙、進食和飲水。保持良好的衞生習慣。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。 |
二氧化氮泄漏處理
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。若是氣體,合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。若是液體,用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。若大量泄漏,構築圍堤或挖坑收容;噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。
消防措施
滅火方法:不燃。消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服。在上風處滅火。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。
滅火劑:乾粉、二氧化碳、禁止用水、鹵代烴滅火劑滅火。
二氧化氮操作處置與儲存
操作注意事項:嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿膠布防毒衣,戴橡膠手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。防止氣體或蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與還原劑接觸。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。
儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫温不宜超過15℃。應與易(可)燃物、還原劑、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。
運輸注意事項:採用鋼瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。嚴禁與易燃物或可燃物、還原劑、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。
二氧化氮接觸防護
中國 | PC-TWA(mg/m3) | 5[NOX,含NO和NO2] |
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PC-STEL(mg/m3) | 10[NOX,含NO和NO2] | |
前蘇聯 | MAC(mg/m3) | 2 |
TLVTN | ACGIH 3ppm,5.6mg/m3 | |
TLVWN | ACGIH 5ppm,9.4mg/m3 |
二氧化氮法規信息
法規信息 化學危險物品安全管理條例(1987年2月17日國務院發佈),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.3 類有毒氣體;劇毒物品分級、分類與品名編號(GA 57-93)中,該物質的液化或壓縮品被劃為第一類 A級無機劇毒品。
危險化學品重大危險源辨識(GB18218-2009)中,該物質的臨界量為1噸,滿1噸即成為重大危險源。
- 參考資料
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- 1. 宋天佑,程鵬,王杏喬,徐家寧.無機化學(第二版)上冊.北京:高等教育出版社,2009年9月第二版:184-184
- 2. 過氧化鈉與一氧化氮、二氧化氮反應探究 .CNKI
- 3. 二氧化氮 .化源網[引用日期2022-10-13]