أكسيد النيتريك مركب غير عضوي، ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (NO) ويسمى أيضًا أحادي أكسيد النيتروجين هو عبارة عن غاز سام عديم اللون يتكون من أكسدة النيتروجين، وهو ملوث خطير للهواء تولده محركات السيارات ومحطات الطاقة الحرارية.
أحادي أكسيد النيتروجين
- أكسيد النيتريك هو أكسيد النيتروجين وهو جذر حر يتكون كل جزيء منه من ذرة نيتروجين واحدة وذرة أكسجين، وله دور كناقل عصبي وجزيء إشارات وعامل موسع للأوعية وعامل موسع قصبي ومستقلب بشري ومستقلب (Escherichia coli) ومستقلب فأر.
- إن أول أكسيد النيتروجين عبارة عن مركب غير عضوي يمتلك الصيغة الكيميائية (NO)، وهذا الغاز هو جزيء إشارة مهم في جسم الثدييات بما في ذلك البشر وهو وسيط مهم للغاية في الصناعة الكيميائية، كما أنه أحد ملوثات الهواء السامة التي تنتجها محركات السيارات ومحطات الطاقة.
- لا ينبغي أن ينم الخلط بين أكسيد النيتريك (NO) وأكسيد النيتروز (N2O) أو مخدر عام أو ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) وهو ملوث هواء سام آخر، جزيء أكسيد النيتريك هو جذر حر وهو ذو صلة بفهم تفاعله العالي، ويتفاعل مع الأوزون الموجود في الهواء من أجل تكوين ثاني أكسيد النيتروجين، مما يشير إلى ظهور اللون البني المحمر.
- يعتبر أكسيد النيتريك وسيطًا مهمًا في إنتاج حمض النيتريك، حيث أنه يتفاعل الفلوروالكلور والبروم مع أكسيد النيتريك لتكوين هاليد النيتروسيل، ويستخدم أيضًا في صنع مخاليط لمعايير المعايرة لقياسات انبعاثات العادم الثابتة والمتحركة.
- أما عن الوصف بالقرب من درجة حرارة الغرفة فإن كثافة السائل عند 20 درجة مئوية 1.45 جم لكل سم مكعب، فإنه يُطلق على أول أكسيد النيتروجين (NO) عادةً اسم أكسيد النيتريك وأكسيد النيتريك عديم اللون وله رائحة حلوة حادة كما أنه عبارة عن غازات سامة غير قابلة للامتصاص، وهو رسول وارسال بيولوجي مهم.
- أما من ناحبة الخصائص الكيميائية لأكسيد النيتريك، المعروف أيضًا باسم أكسيد النيتروجين وأول أكسيد النيتروجين، هو غاز عديم اللون يتفاعل مع الأكسجين في درجة حرارة الغرفة لتكوين ثاني أكسيد النيتروجين وهو غاز بني محمر قابل للذوبان في كلا من الماء والكحول وهو يستخدم في المقام الأول من أجل تشكيل مركبات أخرى، وأكسيد النيتريك غاز بني بتركيز عالٍ في الهواء، ويتم شحنه كغاز مضغوط غير مسال.
- أما الخصائص الفيزيائية فهو غاز عديم اللون، شبه مغناطيسي، يمتلك كثافة مقدارها 1.3402 جم لكل لتر، أثقل قليلاً من الهواء، حيث أن كثافة الهواء 1.04 (الهواء = 1)، يسيل عند -151.8 درجة مئوية إلى سائل أزرق، ومعامل الانكسار للسائل مقداره 1.330 عند -90 درجة مئوية، أما كثافة السائل 1.269 جم لكل مل عند -150.2 درجة مئوية.
- يتجمد عند -163.6 درجة مئوية إلى مادة صلبة تشبه الثلج الأبيض المزرق، ودرجة الحرارة الحرجة -94 درجة مئوية، ضغط حرج 65 ضغط جوي وهو قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء، يذوب 4.6 مل من الغاز في 100 مل ماء عند 20 درجة مئوية بينما يذوب 7.34 مل و 2.37 مل في نفس الحجم من الماء عند 0 و 60 درجة مئوية على التوالي، وهو أكثر قابلية للذوبان في الكحول من الماء، وقابل للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون وفي محلول كبريتات الحديدوز (يتفاعل).
معلومات عامة عن أحادي أكسيد النيتروجين
- لقد تم تحضير مركب أكسيد النيتريك في عام 1772 ميلادي بواسطة جوزيف بريستلي (1733-1804) ووصف في مجلداته بعنوان تجارب وملاحظات لأنواع مختلفة من الهواء نُشرت بين عامي 1774 و 1786، وأطلق بريستلي اسم أكسيد النيتريك هواء النيتروز وثاني أكسيد النيتروجين وبخار حمض النيتروز وأكسيد النيتروز فلوجكتيك النيتروز الهواء، ولكن يشار إليه أيضًا باسم الهواء النيتروز المتناقص.
- ولاحظ تغير أكسيد النيتريك الصافي إلى ثاني أكسيد النيتروجين الأحمر، كما وأعد بريستلي أكسيد النيتريك عن طريق تفاعل حمض النيتريك مع معدن مثل النحاس:
3Cu (s) + 8HNO3 (aq) → 2NO (g) + 3Cu (NO3) 2 (aq) + 4H2O (l)
- يستخدم أكسيد النيتريك كوسيط في تصنيع حامض النيتريك وفي تحضير نيتروسيل المعادن وفي تبييض الحرير الصناعي وفي المصابيح المتوهجة، ويتم إنتاجه عن طريق تسخين الهواء في درجات حرارة عالية، يتم إنتاج أكسيد النيتريك كوسيط باستخدام طريقة أوستوالد لإنتاج حمض النيتريك، كما وتستخدم مركبات النيتروجين المنتجة من حمض النيتريك في تصنيع الأسمدة والمتفجرات والمواد الكيميائية الأخرى.
- أكسيد النيتريك عبارة عن غاز عديم اللون غير قابل للذوبان في الماء ولكنه يذوب في محلول يحتوي على أيونات الحديد (II) بسبب تكوين الأيون المركب (2+(FeNO))، كما ويمكن إطلاق أول أكسيد النيتروجين عن طريق التسخين، ويتم تحضير أول أكسيد النيتروجين عن طريق عمل حمض النيتريك على خراطة النحاس ويمكن تنقية المنتج غير النقي باستخدام محلول أيونات الحديد (II) لامتصاص المنتج.
- أما تجاريا فإنه يتم تحضير أول أكسيد النيتروجين عن طريق الأكسدة التحفيزية للأمونيا أو عن طريق الاتحاد المباشر للنيتروجين والأكسجين في قوس كهربائي، وأول أكسيد النيتروجين هو أكثر أكاسيد النيتروجين استقرارًا للحرارة، حيث يتحلل فقط فوق 1000 درجة مئوية، وفي درجات الحرارة العادية يتحد مباشرة مع الأكسجين لإعطاء ثاني أكسيد النيتروجين:
2NO (g) + O2 (g) → 2NO2 (g).
- ينتج أكسيد النيتريك تجاريًا عن طريق الأكسدة التحفيزية للأمونيا باستخدام محفز البلاتين:
4NH3 (g) + 5O2 (g) → 4NO (g) + 6H2O (g).
- من الممكن أن يعمل أكسيد النيتريك كعامل مؤكسد وكعامل مختزل، ويحافظ على احتراق مسحوق الألمنيوم ويشتعل أو ينفجر عند مزجه بأبخرة ثاني كبريتيد الكربون، كما أنه يتفاعل بقوة مع أول أكسيد الصوديوم فوق درجة حرارة مقدارها 100 درجة مئوية، بالإضافة إلى أنه يتفاعل عند ملامسته للأكسجين عند درجة حرارة الغرفة ليشكل ثاني أكسيد النيتروجين الغازي البني، ويتفاعل مع القلويات لتكوين النترات والنتريت.
- لا بد من التنويه أن السائل منه شديد الحساسية للانفجار في وجود الماء، ويدعم الخطر الاحتراق، وهو سام عن طريق الاستنشاق كما أنه مهيج قوي للجلد والأغشية المخاطية، ويؤدي إلى نقص الأكسجة / الزرقة، وإلى تكوين النتروزيل والهيموجلوبين، ومسببات تهيج الجهاز التنفسي العلوي.
- أما عن المخاطر الصحية لأكسيد النيتريك فهو عبارة عن مادة مهيجة للعينين والأنف والحنجرة، واستنشاق هذا الغاز يسبب ميتهيموغلوبينية الدم، وتشبه أفعاله إلى حد ما تلك الخاصة بأول أكسيد الكربون حيث يرتبط بالهيموجلوبين (Hb) في الدم لتكوين الميثيجلوبين (NOHb) مما يؤثر على نقل الأكسجين إلى أنسجة الجسم والأعضاء، كما وتشير التجارب على الحيوانات إلى أن أكسيد النيتريك أقل سمية بكثير من ثاني أكسيد النيتروجين، ويسبب الأكسدة العفوية لثاني أكسيد النيتروجين عالي السمية يجب أن يُنظر إلى أكسيد النيتريك على أنه خطر صحي شديد.
