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二氧化氮《氣體應(yīng)用大全》

2019-6-10 13:57:07

二氧化氮 NO₂或N₂O₄

1.別名·英文名

過(guò)氧化氮、四氧化二氮、四氧化氮Nitrogen dioxide、Nitro-gen peroxide、Dinitrogentetroxide、Nitrogentetroxide．

2.用途

制造硝酸、硝化劑、氧化劑、催化劑、丙烯酸酯聚合抑制劑、標(biāo)準(zhǔn)氣、火箭燃料、面粉漂白劑。

3.制法

(1)把干燥的硝酸鉛粉末在氧氣流中加熱。

(2)氪氧化生產(chǎn)硝酸時(shí)的中間產(chǎn)物。

(3)在電焊及電弧發(fā)光，礦井下用硝銨炸藥爆破，苯胺染料的重氮化等生產(chǎn)過(guò)程，存放在谷倉(cāng)中的青飼料或谷物經(jīng)缺氧發(fā)酵等過(guò)程中均產(chǎn)生氮氧化物。

在不同生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生硝煙的組成如下表所示。

生產(chǎn)過(guò)程	NO(%)	NO₂(%)
乙炔氣割電焊硝化炸藥爆炸硝化纖維燃燒金屬酸洗內(nèi)燃機(jī)廢氣	92 91 48 81 22 65	8 9 52 19 78 35

4.理化性質(zhì)

分子量： 46.01

熔點(diǎn)(101.325kPa)： -11.2℃

沸點(diǎn)(101.325kPa)： 21.2℃

液體密度(21.1℃，101.325kPa)： 1443kg/m³

氣體密度(21.1℃，101.325kPa)： 3.40kg/m³

相對(duì)密度(氣體，空氣=1，21.1℃，101.325kPa)：2.62

比容(21.1℃，101.325kPa)：0.2934m³/kg

氣液容積比(21.1℃，101.325kPa)：424L/L

臨界溫度：158.2℃

臨界壓力： 10132.5kPa

臨界密度： 557kg/m³

壓縮系數(shù)：

溫度(℃)	壓縮系數(shù)
溫度(℃)	10kPa	50kPa	100kPa	200kPa
15 50	0.998 0.999	0.995 0.996	0.992	0.985

熔化熱(-1l.20℃；18.6kPa)： 159.5kJ/kg

氣化熱(21.10℃，101.325kPa)： 430.4kJ/kg

比熱容(氣體，27～100℃，101.325kPa)：

Cp=831.5kJ/(kg·K)

蒸氣壓(-20℃)： 1lkPa

(0℃)： 37kPa

(20℃)： 102kPa

粘度(101.325kPa，25℃)：0.01 32mPa·S

粘度(液體，20℃)： 0.42mPa·s

表面張力(19.8℃)； 26.6mN/m

導(dǎo)熱系數(shù)(101.325kPa，50℃)：0.16747W/(m·K)

折射率(氣體，36℃)： 1.000503

(液體，20℃)： 1.46

毒性級(jí)別： 3

易燃性級(jí)別：0

易爆性級(jí)別：0

二氧化氮為具有窒息性刺激氣味的腐蝕性黃褐色有毒氣體。在常溫常壓下它實(shí)標(biāo)上是NO₂和N₂O₄的平衡混合物，它們隨溫度和壓力而相互轉(zhuǎn)化。(N₂O₄?2NO₂)在一個(gè)大氣壓下的解離度為27℃一20%，60℃一50%，100℃一90%。液化的二氧化氮呈黃色，當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時(shí)其組成幾乎都是N₂O₄分子。當(dāng)液體二氧化氮在冷卻時(shí)，顏色逐漸變淺，最后凝固成無(wú)色的結(jié)晶體。氣體二氧化氮在加熱時(shí)顏色逐漸變暗，密度逐漸變小，當(dāng)大于150℃時(shí)幾乎全部轉(zhuǎn)變成、NO₂，顏色變?yōu)榘岛稚?。加熱到更高溫度時(shí)它進(jìn)一步分解，并在600℃時(shí)便完全分解成NO和O₂(NO₂?NO+1/2O₂)。

二氧化氮與空氣混合能形成爆炸性混合物。它本身不燃燒，但它是強(qiáng)氧化劑，含有大量活性氧，是助長(zhǎng)物質(zhì)的燃燒，許多物質(zhì)能在其中燃燒而奪取其中的氧。它遇到棉花、衣物、鋸末等有機(jī)物質(zhì)和碳?xì)浠衔飼r(shí)能燃燒而可能造成火災(zāi)。它能與一些金屬、非金屬和非金屬低氧化合物作用。例如，當(dāng)與鉀、磷、硫、碳等可燃物質(zhì)接觸，而且受熱或受沖擊時(shí)立刻著火或爆炸。與汞、鉛在常溫下反應(yīng)生成硝酸鹽，與鎂、鋁、鋅等則作用生成氧化物。銅、鈷、鎳等在常溫下吸收NO₂，在高溫則變成氧化物。與H₂、CO、H₂S、甲烷、丁烷混合也可發(fā)生爆炸。與氨混合，即使在-80℃也能發(fā)生爆炸，并生成硝酸氨和NO。與O₃、H₂O₂等強(qiáng)氧化劑及高氮氧化物反應(yīng)。

(X=C1.Br)

與過(guò)氯酸、磷酸、硫酸反應(yīng)生成各自的亞硝酰鹽。與二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烯、1.2-二氯乙烷、1，1，1三氯乙烷、三氯乙烯、過(guò)氯乙烯、氯仿、四氯化碳等氯代烴猛烈反應(yīng)，并在受熱和受沖擊時(shí)也會(huì)產(chǎn)生爆炸。與氟化硼、氟化硅、氟化磷反應(yīng)生成加成化合物。與偏二甲肼(VDMH)接觸能自燃。

液體N₂O₄也是氧化劑，能使金屬等氧化。

液體N₂O₄能溶解Cl₂、Br和I₂，無(wú)機(jī)鹽則除非與其反應(yīng)就不溶解在其中。與脂肪族、芳香族碳?xì)浠衔?、鹵素置換體、酸、酮等不起反應(yīng)而易于溶解，但與具有羥基和胺基的物質(zhì)起激烈反應(yīng)。

二氧化氮溶于二硫化碳和氯仿，與水、堿性溶液作用生成硝酸、亞硝酸和相應(yīng)鹽的混合物。

二氧化氮與一些物質(zhì)混合接觸時(shí)的危險(xiǎn)性如下表所示：

混合接觸危險(xiǎn)物質(zhì)名稱(chēng)	化學(xué)式	危險(xiǎn)等級(jí)	摘要
磷硫鎂異戊間二烯二氯乙烷正己烷苯甲基環(huán)己烷毗啶喹啉二甲亞砜三氯甲烷碳化鎢碳化二鎢二氯乙烯三氯乙烯氨臭氧乙炔銫	P S Mg CH₂C(CH₃)CHCH₂ C₂H₄Cl₂ C6H14 C₆H₆ C₆H₁₁CH₃ C₅H₅N C₉H₇N (CH₃)₂SO CHCl₃ WC W₂C CH₂=CCl₂ Cl₂C=CHCl NH₃ O₃ CH≡CCs	A A A A A A A A A A A B A A A A A A	有猛烈著火的危險(xiǎn)性有猛烈著火的危險(xiǎn)性有猛烈著火的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性可能生成爆炸性物質(zhì) 有爆炸的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性有激烈反衄的危險(xiǎn)性有激烈反應(yīng)的危險(xiǎn)性有激烈爆炸反應(yīng)的危險(xiǎn)性可能生成爆炸性物質(zhì) 有著火的危險(xiǎn)性有著火的危險(xiǎn)性可能生成爆炸性物質(zhì) 加熱有激烈反應(yīng)的危險(xiǎn)性有激烈反應(yīng)的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性有爆炸的危險(xiǎn)性

5.毒性

最高容許濃度： 5mg/m³

不同濃度二氧化氮對(duì)人體的作用如下表所示。

濃度ppm	作用
0.5 20 20～50 60～150 100～150 200～700 5OO～1000	能感到其特殊臭味稍感刺激刺激眼粘膜刺激性強(qiáng)烈,出現(xiàn)鼻喉疼痛、胸部灼熱感、吸人0.5～1小時(shí)有生命危險(xiǎn) 短時(shí)間可致死一次吸入短時(shí)間內(nèi)就可致死

二氧化氮和四氧化二氮的毒性沒(méi)有根本的區(qū)別。氮的氧化物一般較難溶于水，因而它們對(duì)上呼吸道粘膜的刺激性不大，能夠進(jìn)入呼吸道深部。到了細(xì)支氣管和肺泡以后，由于濕度增加反應(yīng)加快：與水作用生成硝酸和亞硝酸，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，增加毛細(xì)血管和肺泡壁的通透性，引起支氣管肺泡的充血和水腫。

在體內(nèi)水解產(chǎn)生的酸最終在組織中被堿中和而形成硝酸鹽和亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可使血管擴(kuò)張、血壓下降引起頭痛眩暈等，也能與血紅蛋白結(jié)合形成高鐵血紅蛋白引起組織缺氧，導(dǎo)致紫紺、呼吸困難及中樞神經(jīng)損傷。

有經(jīng)驗(yàn)者在0.1ppm濃度時(shí)即可判斷出NO₂的臭味，但是它能使嗅覺(jué)麻痹，使人很快判斷不出臭味的性質(zhì)。

局部作用能引起結(jié)膜炎、眼瞼水腫、角膜潰瘍、皮膚頭發(fā)牙齒變褐色、刺激皮膚等。

急性中毒時(shí)的癥狀在呼吸道系統(tǒng)方面表現(xiàn)為胸痛、呼吸困難、咳嗽、吐黃痰或血、發(fā)紺、發(fā)熱、氣喘、呼吸率增加、氣管支氣管炎、肺炎、肺水腫。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面表現(xiàn)為頭痛、暈眩、虛弱、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、譫妄、人事不省、驚厥。腸胃消化系統(tǒng)方面表現(xiàn)為酸味、惡心、嘔吐、腹痛。在循環(huán)系統(tǒng)方面表現(xiàn)為脈搏率增加、血壓降低、心臟無(wú)節(jié)律、虛脫。

慢性中毒的癥狀有：頭痛、失眠、口鼻潰瘍、食欲不振及不消化、齒糜爛、虛弱、慢性支氣管炎、肺氣腫等。

從吸入到出現(xiàn)癥狀要經(jīng)過(guò)一段潛伏期，至少需要觀(guān)察24小時(shí)，所以不管有什么借口，吸人患者均應(yīng)送往醫(yī)院進(jìn)行治療。

6.安全防護(hù)

物料、容器要存放在通風(fēng)處，要遠(yuǎn)離可燃物、有機(jī)物和其它易燃材料。

無(wú)水NO₂在常溫下對(duì)大多數(shù)金屬無(wú)腐蝕性，但能腐蝕銅和銅合金。當(dāng)水分小于0.1%時(shí)可用碳鋼、不銹鋼、鋁、鎳、因科鎳合金。當(dāng)水分大于0.1%時(shí)可以用不銹鋼(300系列)和鈦?？梢允褂镁鬯姆蚁?、聚三氟氯乙烯、石棉、耐酸陶瓷、硼硅酸玻璃、普通玻璃和石英?？梢杂靡蚁┗繉拥氖痔祝删垡蚁?、聚氯乙烯塑料或GR-S橡膠制成的高腰靴和乙烯基涂層的玻璃纖維防護(hù)衣或者聚乙烯防護(hù)衣。

火災(zāi)時(shí)可用干砂、二氧化碳滅火劑，不可用水，因?yàn)橛鏊笊筛g性更強(qiáng)的硝酸和亞硝酸。

漏氣要用排風(fēng)機(jī)排送至水洗塔。漏液可用碳酸氫鈉或碳酸鈉水溶液沖洗后再用水沖洗。洗液要經(jīng)酸液處理后排放。

廢液量少時(shí)可讓它蒸發(fā)排人大氣，或在坑中用石灰或純堿中和。量大時(shí)在嚴(yán)格控制下用煤油等燃料燃燒之。

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