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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、標準氣、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)過程，存放在谷倉中的青飼料或谷物經(jīng)缺氧發(fā)酵等過程中均產(chǎn)生氮氧化物。
在不同生產(chǎn)過程所產(chǎn)生硝煙的組成如下表所示。
|
生產(chǎn)過程 |
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(101.325kPa)： -11.2℃
沸 點(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) | |||
|
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
毒性級別： 3
易燃性級別：0
易爆性級別：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。在常溫常壓下它實標上是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，當溫度低于熔點時其組成幾乎都是N2O4分子。當液體二氧化氮在冷卻時，顏色逐漸變淺，最后凝固成無色的結(jié)晶體。氣體二氧化氮在加熱時顏色逐漸變暗，密度逐漸變小，當大于150℃時幾乎全部轉(zhuǎn)變成、NO2，顏色變?yōu)榘岛稚＜訜岬礁邷囟葧r它進一步分解，并在600℃時便完全分解成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，但它是強氧化劑，含有大量活性氧，是助長物質(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、鋸末等有機物質(zhì)和碳氫化合物時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，當與鉀、磷、硫、碳等可燃物質(zhì)接觸，而且受熱或受沖擊時立刻著火或爆炸。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等強氧化劑及高氮氧化物反應(yīng)。
與過氯酸、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也會產(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，無機鹽則除非與其反應(yīng)就不溶解在其中。與脂肪族、芳香族碳氫化合物、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)混合接觸時的危險性如下表所示：
|
混合接觸危險物質(zhì)名稱 |
化學(xué)式 |
危險等級 |
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
|
有猛烈著火的危險性
有猛烈著火的危險性
有猛烈著火的危險性
有爆炸的危險性
可能生成爆炸性物質(zhì)
有爆炸的危險性
有爆炸的危險性
有爆炸的危險性
有激烈反衄的危險性
有激烈反應(yīng)的危險性
有激烈爆炸反應(yīng)的危險性
可能生成爆炸性物質(zhì)
有著火的危險性
有著火的危險性
可能生成爆炸性物質(zhì)
加熱有激烈反應(yīng)的危險性
有激烈反應(yīng)的危險性
有爆炸的危險性
有爆炸的危險性 |
5.毒性
最高容許濃度： 5mg/m3
不同濃度二氧化氮對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
刺激性強烈,出現(xiàn)鼻喉疼痛、胸部灼熱感、
吸人0.5～1小時有生命危險
短時間可致死
一次吸入短時間內(nèi)就可致死 |
二氧化氮和四氧化二氮的毒性沒有根本的區(qū)別。氮的氧化物一般較難溶于水，因而它們對上呼吸道粘膜的刺激性不大，能夠進入呼吸道深部。到了細支氣管和肺泡以后，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)生強烈的刺激和腐蝕作用，增加毛細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)驗者在0.1ppm濃度時即可判斷出NO2的臭味，但是它能使嗅覺麻痹，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、運動失調(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)過一段潛伏期，至少需要觀察24小時，所以不管有什么借口，吸人患者均應(yīng)送往醫(yī)院進行治療。
6.安全防護
物料、容器要存放在通風處，要遠離可燃物、有機物和其它易燃材料。
無水NO2在常溫下對大多數(shù)金屬無腐蝕性，但能腐蝕銅和銅合金。當水分小于0.1%時可用碳鋼、不銹鋼、鋁、鎳、因科鎳合金。當水分大于0.1%時可以用不銹鋼(300系列)和鈦。可以使用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、石棉、耐酸陶瓷、硼硅酸玻璃、普通玻璃和石英。可以用乙烯基涂層的手套，由聚乙烯、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衣或者聚乙烯防護衣。
火災(zāi)時可用干砂、二氧化碳滅火劑，不可用水，因為遇水后生成腐蝕性更強的硝酸和亞硝酸。
漏氣要用排風機排送至水洗塔。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。
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