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Stickstoffdioxid, NO2

Darstellung: Stickstoffdioxid, NO2, wird großtechnisch als Zwischenprodukt der Salpetersäure-Darstellung (Ostwald-Verfahren) durch Oxidation von NO gewonnen:

2NO+ O2 2NO2

Im Labormaßstab wird NO2 durch Reduktion von konzentrierter Salpetersäure mit Kupfer oder durch Erhitzen von Schwermetallnitraten erhalten:

2Pb(NO3)2 2PbO+ 4NO2+ O2

NO2 ist ein braunrotes, charakteristisch riechendes, äußerst korrosives, stark giftiges Gas, das sich leicht zu einer rotbraunen Flüssigkeit verdichten lässt (Siedepunkt: 21 °C). Diese wird beim weiteren Abkühlen immer heller und erstarrt bei -9 °C zu farblosen Kristallen. Der Farbwechsel resultiert aus dem Gleichgewicht zwischen dem paramagnetischen NO2 (Radikal) und dem diamagnetischen Distickstofftetroxid, N2O4, das sich bei fallender Temperatur zunehmend zugunsten des farblosen N2O4 verschiebt:

2NO2 N2O4

Bei 50 °C liegen ca. 40 % des N2O4 gespalten vor, bei 100 °C etwa 90 %.

Abb.1
Stickstoffdioxid
Abb.2
Distickstofftetroxid

NO2 gibt sein ungepaartes Elektron leicht unter Bildung des mit Kohlendioxid, CO2, isoelektronischen, linear gebauten Nitryl-Kations, NO2+, ab.

Abb.3
Struktur des Nitrylkations, NO2+

Ab 150 °C beginnt NO2 unter Abgabe von Sauerstoff zu zerfallen:

2NO2 2NO+ O2

NO2 ist ein kräftiges Oxidationsmittel, das die Verbrennung lebhaft unterhält und mit organischen Verbindungen z.T. explosionsartig reagieren kann.