Stikstofdioxide

Stikstofdioxide staat onder vrijwel alle omstandigheden in evenwicht met het kleurloze dimeer distikstoftetraoxide:

${\displaystyle \mathrm {2\ NO_{2}\ \rightleftharpoons \ N_{2}O_{4}} }$

Deze reactie verloopt volledig in de gasfase en is exotherm (ΔH = −57,23 kJ/mol). Wanneer een vacuüm getrokken reactievat wordt gevuld met stikstofdioxide zal de initiële roodbruine kleur in intensiteit verminderen door dimerisatie tot distikstoftetraoxide. Echter, zelfs na lange tijd wachten zal het reactievat niet kleurloos worden. Dit is een formele indicatie dat er zowel stikstofdioxide als distikstoftetraoxide aanwezig zijn en dat de dimerisatiereactie niet volledig aflopend is. Door het principe van Le Chatelier toe te passen, in dit geval de temperatuur te verlagen of te verhogen kan het evenwicht naar links of naar rechts verschoven worden.

Boven 150 °C ontleedt stikstofdioxide tot stikstofmonoxide en zuurstofgas:

${\displaystyle \mathrm {2\ NO_{2}\ \longrightarrow \ 2\ NO\ +\ O_{2}} }$

Deze reactie is endotherm (ΔH = 114 kJ/mol).

Het ontstaat door uitstoot van elektriciteitscentrales, zware industrie en wegtransport, evenals door verbranding van biomassa. Ook bij bliksem wordt het geproduceerd. Omdat bij contact met water salpeterzuur wordt gevormd, is het een van de veroorzakers van zure regen:

${\displaystyle \mathrm {3\ NO_{2}\ +\ H_{2}O\ \longrightarrow \ 2\ HNO_{3}\ +\ NO} }$

Stikstofdioxide wordt gebruikt om watervrije nitraatzouten te vormen, uitgaande van het overeenkomstig metaaloxide. Zo reageert koper(II)oxide tot koper(II)nitraat:[1]

${\displaystyle \mathrm {CuO\ +\ 3\ NO_{2}\ \longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}\ +\ NO} }$

Wanneer stikstofdioxide in reactie wordt gebracht met metaaljodiden, ontstaan de overeenkomstige nitrieten. Een voorbeeldreactie is die van titanium(IV)jodide:

${\displaystyle \mathrm {TiI_{4}\ +\ 4\ NO_{2}\ \longrightarrow \ Ti(NO_{2})_{4}\ +\ 2\ I_{2}} }$

De reactie met alkalimetaalhydroxiden, zoals natrium- of kaliumhydroxide, leidt tot vorming van een equimolair mengsel van het overeenkomstig nitriet- en nitraatzout:

${\displaystyle \mathrm {2\ NO_{2}\ +\ 2\ NaOH\ \longrightarrow \ NaNO_{2}\ +\ NaNO_{3}\ +\ H_{2}O} }$

De reactie met alkyljodiden levert nitrietesters:

${\displaystyle \mathrm {2\ CH_{3}I\ +\ 2\ NO_{2}\ \longrightarrow \ 2\ CH_{3}NO_{2}\ +\ I_{2}} }$