Óxidos de nitrógeno y de carbono: propiedades y aplicaciones

Óxidos de Nitrógeno

Existen muchos óxidos de nitrógeno, pero los más importantes son N₂O, NO y NO₂.

• El óxido nitroso, N₂O (gas hilarante), es un gas incoloro, soluble en agua, de olor agradable y sabor dulce. Se utiliza como anestésico dental y en otras cirugías menores. La intoxicación produce un cuadro con euforia y oscilaciones en el estado de ánimo, que varía desde la estupidez hasta la ira. Fue el primer anestésico moderno, utilizándose por primera vez en cirugía en 1837. Se obtiene por calentamiento del nitrato amónico a 270 ºC:

NH₄NO₃ (s) → N₂O (g) + 2 H₂O (g)

• El óxido nítrico, NO, es un gas incoloro. La molécula tiene un número impar de electrones, siendo, por tanto, paramagnética. En nuestro organismo, el NO actúa como neurotransmisor y toxina celular contra bacterias dañinas, siendo sintetizado por diferentes tipos de células (del cerebro, hígado, páncreas, tracto gastrointestinal y vasos sanguíneos). Su implicación en el fenómeno de la relajación muscular es fundamental en la acción de la nitroglicerina como fármaco.

La nitroglicerina alivia el dolor (angina de pecho) ocasionado por una breve interrupción del flujo sanguíneo al corazón. La nitroglicerina produce NO, el cual provoca que los músculos se relajen, las arterias se dilaten y que la sangre fluya más fácilmente.

N₂(g) + O₂(g) → 2 NO (g)

2 NO (g) + O₂(g) → 2 NO₂ (g)

Contaminación atmosférica

• El dióxido de nitrógeno, NO₂, es un gas amarillento, sumamente tóxico y de olor sofocante. Es uno de los componentes principales de la contaminación atmosférica. Es una molécula paramagnética.

En la atmósfera, el NO surge a partir de la ignición de combustibles fósiles, así como de la reacción entre el nitrógeno y el oxígeno en los motores de los automóviles a alta temperatura. El NO expuesto al aire forma rápidamente NO₂.

El NO₂ tiene tendencia a dimerizarse:

2 NO₂ ⇌ N₂O₄

N N

O O

O O

Óxidos de Carbono

Entre los diversos óxidos de carbono, los más importantes son CO y CO₂.

• El monóxido de carbono, CO, se forma por la combustión incompleta del carbono o de compuestos que tienen carbono:

2 C (s) + O₂ (g) → 2 CO (g)

2 C₈H₈ (l) + 17 O₂ (g) → 16 CO (g) + 18 H₂O (l)

octano

Sin embargo, con exceso de oxígeno:

2 C₈H₈ (l) + 25 O₂ (g) → 16 CO₂ (g) + 18 H₂O (l)

Es un gas incoloro e inodoro. Es muy venenoso debido a que tiene una afinidad por la hemoglobina 300 veces mayor que el dioxígeno.

• El dióxido de carbono, CO₂, es un gas incoloro e inodoro, no tóxico. Se utiliza en bebidas gaseosas, en la fabricación de bicarbonato sódico y en extintores de incendio.

Oxiácidos

Combinaciones de no metal, oxígeno e hidrógeno.

Ácidos: Hipo… -oso, -oso, -ico, per… -ico

Aniones: Hipo… -ito, -ito, -ato, per… -ato

Los oxiácidos más importantes son HNO₃, H₂SO₄, HClO₄ (ácidos fuertes) y H₃PO₄ (ácido débil).

• H₃PO₄: el ácido puro es un sólido incoloro (p.f: 42.2 ºC). El ácido fosfórico que se utiliza en el laboratorio generalmente es una disolución al 82% (p/p). A nivel industrial, tiene aplicaciones en los detergentes, dentífricos, fertilizantes y como amortiguador en las bebidas carbonatadas.
• H₂SO₄: el ácido puro es un líquido incoloro viscoso (p.f: 10.4 ºC). El ácido sulfúrico que se utiliza en el laboratorio tiene una pureza del 98% (p/p) y una densidad de 1.84 g/cm³. Posee numerosas aplicaciones en la industria (producción de otros productos químicos, de fertilizantes, blanqueador, electrolito en las baterías de los automóviles, etc.). Su principal aplicación en el laboratorio es como agente oxidante, que se acentúa al estar concentrado y en caliente.
• HNO₃: es un líquido (p.e: 86 ºC), que no existe en estado puro ya que descompone en cierta proporción liberando NO₂, H₂O y O₂. El ácido que se utiliza en el laboratorio tiene una pureza del 68% (p/p) y una densidad de 1.42 g/cm³. Sus principales aplicaciones en la industria estriban en la producción de fertilizantes, fármacos y explosivos. En el laboratorio destaca por su poder oxidante.