Kluczowa różnica między N2O4 i NO2 polega na tym, że N2O4 jest diamagnetyczny, podczas gdy NO2 jest paramagnetyczny.
N2O4 to tetratlenek diazotu, a NO2 to dwutlenek azotu. Chociaż wzór chemiczny N2O4 można uzyskać poprzez podwojenie wartości stechiometrycznych wzoru chemicznego NO2, te dwa są różnymi związkami chemicznymi o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych.
Co to jest N2O4?
N2O4 to czterotlenek diazotu. Powszechnie nazywamy to czterotlenkiem azotu. Związek ten występuje w postaci bezbarwnej cieczy i jest bardzo przydatnym odczynnikiem w procesach syntezy chemicznej. Związek ten może tworzyć równowagową mieszaninę z dwutlenkiem azotu. Ponadto tetratlenek diazotu jest silnym środkiem utleniającym, który jest również hipergoliczny. Jest hipergoliczna w kontakcie z różnymi formami hydrazyny (to sprawia, że mieszanina hydrazyny i tetratlenku diazotu jest powszechnym dwupropelentem dla rakiet).
Rysunek 01: Molekularne gromadzenie się cząsteczki czterotlenku diazotu
Możemy rozważyć cząsteczkę czterotlenku dwuazotu jako dwie połączone ze sobą grupy nitrowe. I ta konkretna reakcja tworzy równowagową mieszaninę czterotlenku diazotu i dwutlenku azotu. Możemy również zaobserwować cząsteczkę czterotlenku diazotu jako płaską cząsteczkę mającą słabe wiązanie między dwoma atomami azotu. Dzieje się tak, ponieważ to wiązanie chemiczne jest znacznie dłuższe niż zwykłe wiązanie chemiczne N-N.
Rozważając właściwości magnetyczne tej cząsteczki, jest ona diamagnetyczna, ponieważ na żadnym atomie tej cząsteczki nie ma niesparowanych elektronów. Co więcej, ta ciekła substancja jest zwykle bezbarwna, ale może również występować żółte zabarwienie ze względu na obecność NO2 w zależności od równowagi, o której mowa powyżej. Co ważniejsze, w podwyższonych temperaturach równowaga przesuwa się w kierunku NO2 zamiast N2O4.
Tetrtlenek diazotu może być wytwarzany przez katalityczne utlenianie amoniaku, gdzie para jest używana jako rozcieńczalnik w celu obniżenia temperatury spalania. W tym procesie reakcji pierwszy etap obejmuje utlenianie amoniaku do tlenku azotu, a drugi etap to utlenianie tlenku azotu do dwutlenku azotu, po którym następuje dimeryzacja do tetratlenku azotu.
Co to jest NO2?
NO2 to dwutlenek azotu. Jest jednym z kilku tlenków azotu. Możemy zaobserwować go jako półprodukt w przemysłowej syntezie kwasu azotowego, który ma znaczenie w produkcji nawozów. Ponadto NO2 jest gazem brązowym o zapachu podobnym do chloru. Po dodaniu do wody związek ten ulega hydrolizie. Jednak ta gazowa substancja przekształca się w żółtawo-brązową ciecz w niskich temperaturach. I ta zmiana koloru następuje z powodu konwersji NO2 do N2O4.
Rysunek 02: Struktura chemiczna NO2
Charakterystycznie, atom azotu w cząsteczce NO2 ma jeden niesparowany elektron, podczas gdy w cząsteczce znajdują się dwa wiązania N=O. Dlatego ten związek jest paramagnetyczny; co oznacza, że może zostać przyciągnięty do zewnętrznego pola magnetycznego. Co więcej, ten pojedynczy niesparowany elektron oznacza również, że jest związkiem wolnorodnikowym.
Rozważając przygotowanie substancji NO2, zwykle powstaje ona poprzez utlenianie tlenku azotu przez tlen w powietrzu. Również ta substancja powstaje w większości procesów spalania z wykorzystaniem powietrza jako utleniacza.
Istnieje kilka różnych zastosowań NO2, w tym jako półprodukt w produkcji kwasu azotowego, jako czynnik nitrujący w produkcji chemicznych materiałów wybuchowych, jako inhibitor polimeryzacji akrylanów, jako wybielacz mąki agent itp.
Jaka jest różnica między N2O4 a NO2?
N2O4 to tetratlenek diazotu, a NO2 to dwutlenek azotu. Kluczową różnicą między N2O4 a NO2 jest to, że N2O4 jest diamagnetyczny, podczas gdy NO2 jest paramagnetyczny. Ponadto N2O4 występuje jako ciecz, podczas gdy NO2 jest substancją gazową. Ponadto N2O4 jest bezbarwną cieczą, podczas gdy NO2 jest gazem brązowym.
Poniższa grafika informacyjna przedstawia więcej różnic między N2O4 i NO2 w celu bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – N2O4 kontra NO2
N2O4 to czterotlenek diazotu. NO2 to dwutlenek azotu. Rozważając właściwości chemiczne tych dwóch związków, bardzo ważne są właściwości magnetyczne. Kluczową różnicą między N2O4 a NO2 jest to, że N2O4 jest diamagnetyczny, podczas gdy NO2 jest paramagnetyczny. Diamagnetyczny oznacza, że cząsteczki N2O4 nie są przyciągane do zewnętrznego pola magnetycznego, ponieważ w tej cząsteczce nie ma niesparowanych elektronów. Paramagnetyczny oznacza, że cząsteczka jest przyciągana do zewnętrznego pola magnetycznego, ponieważ w cząsteczce NO2 znajduje się niesparowany elektron.
