Tlenek azotu V — wzór i właściwości

Tlenek azotu V ma wzór N₂O₅. Jest tlenkiem kwasowym, a w reakcji z wodą daje kwas azotowy V.

Właściwości

• Wzór — N₂O₅, stopień utlenienia azotu równy V
• Stan skupienia — białe ciało stałe
• Charakter — tlenek kwasowy
• Trwałość — niewielka, łatwo rozkłada się do NO₂ i tlenu

Nietrwałość odróżnia go od tlenku siarki VI, który zachowuje się znacznie stabilniej. Z tego powodu N₂O₅ nie ma większego znaczenia przemysłowego, mimo że formalnie jest bezwodnikiem ważnego kwasu.

Tlenki azotu — przegląd

• N₂O — tlenek azotu I, gaz rozweselający
• NO — tlenek azotu II, bezbarwny
• NO₂ — tlenek azotu IV, brunatny, silnie trujący
• N₂O₅ — tlenek azotu V, bezwodnik kwasu azotowego V

Azot tworzy wyjątkowo wiele tlenków, bo występuje na kilku stopniach utlenienia. To odróżnia go od większości pierwiastków i bywa źródłem pomyłek przy nazewnictwie.

Jak nazywać tlenki azotu

Liczba rzymska w nazwie oznacza stopień utlenienia azotu, a nie liczbę atomów tlenu. W NO₂ azot ma stopień IV, mimo że atomy tlenu są dwa.

Stopień wylicza się z założenia, że tlen ma zwykle stopień minus dwa, a suma stopni w cząsteczce obojętnej wynosi zero. Dla NO₂ daje to: x plus dwa razy minus dwa równa się zero, czyli x wynosi IV.

Znaczenie środowiskowe

Tlenki azotu powstają przy spalaniu paliw w wysokiej temperaturze, głównie w silnikach. Wraz z tlenkami siarki odpowiadają za kwaśne opady oraz za powstawanie smogu fotochemicznego.

Dwutlenek azotu jest przy tym gazem drażniącym drogi oddechowe, a jego stężenie należy do wskaźników jakości powietrza monitorowanych w miastach. Ograniczenie emisji osiąga się przez katalizatory w pojazdach, które przekształcają tlenki azotu z powrotem w azot cząsteczkowy.

Kwas azotowy V

Powstaje z reakcji N₂O₅ z wodą, ale w przemyśle otrzymuje się go metodą Ostwalda, przez katalityczne utlenianie amoniaku. Jest kwasem mocnym i silnym utleniaczem.

Mieszanina kwasu azotowego i solnego, zwana wodą królewską, rozpuszcza złoto — czego nie potrafi żaden z tych kwasów osobno. To klasyczny przykład na to, że właściwości mieszaniny nie muszą wynikać wprost z właściwości składników.

Azot w przyrodzie

Azot stanowi około 78 procent powietrza, ale w postaci cząsteczkowej jest bardzo mało reaktywny. Wiązanie potrójne między atomami wymaga do rozerwania dużej energii.

Dlatego rośliny nie mogą korzystać z azotu atmosferycznego bezpośrednio. Wiążą go bakterie brodawkowe żyjące w symbiozie z roślinami motylkowymi oraz procesy przemysłowe — to właśnie synteza amoniaku umożliwiła produkcję nawozów na skalę, od której zależy dzisiejsze rolnictwo.