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Ossido di azoto

Caratteristiche e proprietà dell'ossido di azoto

L'ossido di azoto (o monossido di azoto) è un composto con formula chimica NO.

E' un gas (temperatura critica = -93°C) , che a pressione atmosferica liquefa a -151,8°C e solidifica a 163,6°C.

E' poco solubile in acqua: 1 cm3 di acqua scioglie, alla pressione di 1 atm, 0,074 cm3 di NO a 0°C e 0,04 cm3 a 25°C.

La molecola NO è debolmente dipolare (μ = 0,17 D), ed è paramagnetica: misure di paramagnetismo indicano la presenza in essa di un elettrone dispari (cioè non appaiato con un altro elettrone per formare un orbitale completo). Si ritiene che la molecola NO risuoni fra le forme

struttura ossido di azoto

delle quali la seconda e la terza sono quelle di maggiore peso.

La presenza di un elettrone dispari in una molecola impartisce ad essa carattere di radicale e quindi, di norma, elevata reattività e tendenza a formare molecole dimere nelle quali due molecole monomere appaiano i loro elettroni dispari; nel caso dell'NO, invece, non si hanno dimeri in fase gassosa (esistono dimeri, diamagnetici, in fase liquida e solida).

Questo comportamento viene spiegato con l'elevato valore dell'energia di risonanza delle forme precedentemente viste, che impegna fortemente, nella formazione del legame a tre elettroni, l'elettrone dispari.

Preparazione dell'ossido di azoto

La molecola NO è termodinamicamente instabile (ΔG°f = 86,7 kJ/mol) e quindi la reazione:

N2 + O2 → 2 NO

non è spontanea (si veda: spontaneità di una reazione chimica).

Tale reazione può farsi avvenire all'arco elettrico: a temperature superiori a 4000°C si ottiene circa il 14 % di NO (all'inizio del XX secolo tale metodo fu impiegato industrialmente - processo Birkeland-Eyde - nella preparazione dell'acido nitrico).

L'ossido di azoto può prepararsi in laboratorio per riduzione, con rame, di acido nitrico diluito a temperatura 0°C:

3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO↑ + 4 H2O

Aumentando la concentrazione dell'HNO3 e/o la temperatura, aumenta la percentuale di NO2 che si forma assieme all'NO.

Reazioni caratteristiche dell'ossido di azoto

L'ossido di azoto NO, nelle sue reazioni, può:

1) scambiare un elettrone formando composti di nitrosile, a carattere prevalentemente covalente.

Ad esempio con cloro forma cloruro di nitrosile NOCl:

2 NO + Cl2 <==> 2 NOCl

2) acquistare un elettrone formando metallo-nitrosile.

Ad esempio con Na forma sodio-nitrosile (Na+NO-).

3) perdere un elettrone formando composti di nitrosonio, diamagnetici, come ad esempio il perclorato di nitrosonio e l'idrogenosolfato di nitrosonio (NO+ClO4- ; NO+HSO4-).

Una reazione dell'NO che avviene spontaneamente a condizioni ambiente è quella fra NO ed O2; l'ossido di azoto è infatti capace di addizionare ossigeno formando NO2:

2 NO + O2 → 2 NO2 (ΔG° = - 69,9 kJ)

A questa reazione si accompagna una decisa variazione cromatica, perché NO è un gas incolore ed NO2 è un gas colorato in rosso.

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