Tetróxido de dinitrógeno

Tetraóxido de dinitrógeno
Dinitrogen tetroxide Tetraóxido de dinitrógeno
Dinitrogen tetroxide
General
Nom sistemàtic	Tetraóxido de dinitrógeno Òxit de nitrogen(IV)
Fòrmula química	N2O4
Massa molecular	92.011 o
Apariència	Gas incoloro
Número CAS	10544-72-6
Enllaç MSDS	Air Liquide MSDS (PDF)
Propietats físiques
Densitat	1443 kg/m³
Solubilidad	Reacciona en aigua
Propietats en estat sòlit
Entropía molecular (S0sòlit)	150.38 J/(mol•K)
Densitat	1,44 g/cm³
Seguritat
Ingestió	?
Inhalació	Corroent i tòxic
Contacte en la pell	Corroent
Ulls	Corroent
OSHA Exposició permesa (PEL)	5 ppm
NIOSH Perillós per a la vida i salut (IDLH)	20 ppm
Precaucions
Protecció personal	Pell: previndre contacte. Ulls: previndre contacte. Llavar pell: si va haver contacte.
Reacciona en	Material combustible Aigua Composts organoclorados Disulfuro de carbono Amoníac
NFPA 704

El tetraóxido de dinitrógeno o òxit de nitrogen(IV) (N₂O₄) (sigles en anglés NTO) és un dímer del diòxit de nitrogen (NO₂). Per això amprant l'antigament cridada nomenclatura d'Estoc, hui nomenclatura sistemàtica (IUPAC) de composició en números romans, existix una dificultat en la denominació per a diferenciar abdós composts ya que abdós semblen ser un òxit de nitrogen(IV). Ademés abdós composts es troben normalment en un equilibri químic depenent de la pressió i la temperatura.

És un poderós oxidant, altament tòxic i corroent. El N₂O₄ va rebre molta atenció com comburente d'eixides degut a que reacciona de forma hipergólica en la hidracina, i derivats, i es pot almagasenar en facilitat. En este àmbit se li sol conéixer en la sigla anglesa NTO. També és un poderós reactiu en síntesis química.

Estructura i propietats

És una molècula plana en un enllaç N-N en una distància d'1,78 Å i els enllaços N-O en distàncies d'1,19 Å. El N₂O₄. A diferència de el NO₂, el N₂O₄ és una molècula diamagnética. En estat pur a 25 °C és un gas incoloro, corroent i molt oxidant. La seua temperatura crítica és 157,85 °C i la seua pressió crítica 10MPa.

Les molècules de NO₂ es combinen per a donar el seu dímer N₂O₄ i estes es descomponen en NO₂. Este procés esta en equilibri:

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\rightleftharpoons 2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{\Delta }\text{H}=+57\text{kJ/mol}$

En aumentar la pressió, aumenta la concentració de N₂O₄, mentres que disminuïx la de NO₂

$K_d=\frac{p_{\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{)}}^2}{p_{\mathrm{(}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{)}}}$

El valor de la constant de dissociació depén significativament de la temperatura.

T en °C	0	8,7	25	35	45	50	86,5	101,5	130,8
Kd en atm	0,0177	0,0374	0,174	0,302	0,628	0,863	7,499	16,18	59,43

A altes temperatures l'equilibri es desplaça cap a la dreta, aumentant la concentració de NO₂. Com este últim és de color pardo la mescla adquirix una tonalitat del rojosa virando a un pardo més intens quant major siga la descompoción. A temperatura superiors a 80 °C la dissociació aumenta ràpidament i a 140 °C esta casi completament disociado. Es pot apreciar l'efecte invers en disminuir la temperatura.

L'estat líquit consistix principalment en el dímer N₂O₄. És un líquit volàtil en una olor acre de color marró groguenc, per la mescla de diòxit de nitrogen. El punt d'ebullició a pressió atmosfèrica, +21,15 °C, solidificació a -11 °C. El sòlit a temperatures inferiors a -12 °C és incoloro. Reacciona en l'aigua per a formar una mescla de àcit nítric i nitroso: 2NO₂ + H ₂ O = HNO ₃ + HNO ₂

Les seues mescles en substàncies orgàniques són explosives.

Propietats Termodinàmiques

Una particular termodinàmica del Tetróxido de Dinitrógeno, és que presenta un factor de compresibilidad en un patró de comportament molt diferent al dels gasos normals i decorreguts, sent un dels pocs en la naturalea en presentar esta desviació.