二酸化窒素 wikipedia|無料辞書
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二酸化窒素(にさんかちっそ、英:nitrogen dioxide)は NO
2 という組成をもつ
窒素酸化物で、赤褐色の
気体または
液体である。窒素の
酸化数は+IV。
窒素と
酸素の混合気体に
電気火花を飛ばすと生成する。環境汚染の大きな要因となっている化合物である。
赤煙硝酸の赤色は二酸化窒素の色に由来している。
◆生成
種々の物質の
燃焼過程、
硝酸等の物質の製造過程などでの副生成物として意図せず発生する。この燃焼では
窒素酸化物の大部分が
一酸化窒素として発生するが、大気中での
光反応などにより
酸化され生成する。その他、
生物活動に由来する自然発生があり、地球規模で考えるとこれが発生源の大部分となっている。都市地域の
固定発生源や
移動発生源などによる高密度の発生が知られており、これが
大気汚染の原因のひとつとなっている。
大気汚染の原因物質である
一酸化窒素の空気酸化により、二酸化窒素が生成する。
空気中で
アンモニアを
白金触媒と共に850に加熱すると、空気酸化により二酸化窒素が生成する。
:4NH3 + 7O2 → 4NO2 + 6H2O
硝酸に
銅や
銀などの金属を反応させることによっても生成する。
:2HNO3 + Ag → AgNO3 + NO2 + H2O
◆反応
::2 NO2 N2O4 ΔG = 45.53 kJ/mol
この平衡は高温になるにつれ二酸化窒素側に偏っていく。液体窒素などで急速に冷却すると固体の二酸化窒素が生成するが、この固体中にも四酸化二窒素は含まれている。
二酸化窒素は
二酸化硫黄と反応し、一酸化窒素と三酸化硫黄を生成する。
:
また
水(冷水)と反応すると、
硝酸や
亜硝酸が生成する。この反応が酸性雨の原因となっている。
:
:
◆構造と結合
二酸化窒素は
不対電子を持つ
ラジカルであり、常磁性分子である。電子遷移のエネルギーが低いため、可視領域に吸収を持ち着色して見える。二酸化窒素は直線状分子ではなく、結合長や
結合角は対応するアニオンおよびカチオンの中間の値を取る
[Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.]。
◆ 汚染状況
汚染状況について、
1970年代頃までは経年的に著しい増加傾向にあったが、その後、種々の
排出ガス規制の効果による減少と自動車保有台数の増加による増加が拮抗して、年平均値は長期的にほぼ横ばいの状況が続いている。
環境基準の達成状況は、特に
幹線道路の沿線で改善が進んでいない状況にある。日本では
大気汚染防止法により特定物質に指定されている。
◆ 健康への影響
人の健康影響については、主に
呼吸器系統への影響が知られている。二酸化窒素は
環境基準が定められており、「1日平均値が 0.04–0.06
ppm の範囲内またはそれ以下であること、またゾーン内にある地域については原則として現状程度の水準を維持しまたはこれを大きく上回らないこと」としている。
◆関連項目
◆参考文献
◆ 外部リンク
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