Stickstoffdioxid

Autor: Hans Lohninger

Stickstoffdioxid, NO₂, ist ein rotbraunes, giftiges Gas, das mit dem Dimer Distickstofftetroxid, N₂O₄, in Gleichgewicht steht. Das Gleichgewicht verschiebt sich bei Temperaturerhöhung zu NO₂, so dass bereits bei 100°C 90% NO₂ vorliegt. Ab etwa 150°C beginnt das NO₂ in Stickstoffmonoxid und Sauerstoff zu zerfallen:

2 NO₂ 2 NO + O₂

Stickstoffdioxid ist ein starkes Oxidationsmittel das mit organischen Substanzen explosionsartig reagieren kann und auch als Raketentreibstoff eingesetzt wird (z.B. flüssiges Hydrazin reagiert mit flüssigem Stickstoffdioxid in einer stark exothermen Reaktion zu Stickstoff und Wasser; diese Mischung wurde in der Mondlandefähre des Apollo-Programms verwendet).

Da das NO₂-Molekül eine ungerade Zahl von Elektronen aufweist, ist es paramagnetisch. Um eine gerade Anzahl an Elektronen zu erreichen, kann es entweder ein Elektron aufnehmen (Nitritanion NO₂^-) oder eines abgeben (Nitroniumkation NO₂⁺). Das Dimer N₂O₄ kann damit als Nitroniumnitrit, NO₂⁺NO₂^-, aufgefasst werden (das bei niedrigen Temperaturen stabil ist).

Mit Alkalilaugen reagiert Stickstoffdioxid in seiner dimeren Form zu einem Gemisch aus Nitraten und Nitriten:

N₂O₄ + 2 NaOH NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

Cu + 4 HNO₃ Cu(NO₃)₂ + 2 NO₂ + 2 H₂O

Großtechnisch tritt es als Zwischenprodukt bei der Salpetersäureherstellung auf (katalytische Verbrennung von Ammoniak) bzw. wird in reiner Form bei der Natriumnitratherstellung aus Natriumchlorid und Salpetersäure gewonnen.