Stikstofmonoxide

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Stikstofmonoxide
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van stikstofmonoxide
Structuurformule van stikstofmonoxide
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
NO
IUPAC-naam stikstofmonoxide
Andere namen RCRA P076
Molmassa 30,0061 g/mol
SMILES
[N]=O
InChI
1S/NO/c1-2
CAS-nummer 10102-43-9
EG-nummer 233-271-0
PubChem 145068
Beschrijving Kleurloos gas
Vergelijkbaar met stikstofoxide, salpeterzuur
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Oxiderend Drukhouder Corrosief Toxisch
Gevaar
H-zinnen H270 - H314 - H331
EUH-zinnen geen
P-zinnen P220 - P261 - P280 - P305+P351+P338 - P310
Carcinogeen ja
Omgang Gas niet inademen, contact vermijden
Opslag Indien in gasfles: niet boven 52°C laten uitkomen; verwijderd houden van hitte, vonken en open vlammen
VN-nummer 1660
ADR-klasse Gevarenklasse 2.3
MAC-waarde 25 ppm
30 mg/m³
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand gasvormig
Kleur kleurloos
Smeltpunt -163,6 °C
Kookpunt -151,7 °C
Oplosbaarheid in water 0,067 g/L
Slecht oplosbaar in water
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHog 90 kJ/mol
ΔfHol 87,7 kJ/mol
Sog, 1 bar 211 J/mol·K
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Stikstofmonoxide is een anorganische verbinding met als brutoformule NO. De stof komt voor als een kleurloos gas. Het ontstaat onder andere bij verbrandingsprocessen in auto's en elektriciteitscentrales.

Synthese[bewerken]

Op industriële schaal wordt stikstofmonoxide bereid door de oxidatie van ammoniak bij 750 tot 900°C, in aanwezigheid van platina als katalysator:

\mathrm{4\ NH_3\ +\ 5\ O_2\ \longrightarrow\ 4\ NO\ +\ 6\ H_2O }

Een alternatieve, maar veel energieverslindender methode, is het Birkeland-Eydeproces, waarbij gebruik wordt gemaakt van een vlamboog. Dit gebeurt in een sterk magnetisch veld zodat de vlamboog wordt afgevlakt tot een schijf. Het plasma in de schijf heeft een temperatuur van meer dan 3000°C. Men blaast dan lucht doorheen de schijf, waar een klein gedeelte van de zuurstof en stikstof in de lucht reageert tot stikstofmonoxide:

\mathrm{N_2\ +\ O_2\ \longrightarrow\ 2\ NO}

In het laboratorium wordt het gas bereid door reductie van kaliumnitriet met kaliumjodide in zuur milieu:

\mathrm{2\ KNO_2\ +\ 2\ KI\ +\ 2\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ 2\ NO\ +\ I_2\ +\ 2\ K_2SO_4\ +\ 2\ H_2O}

In plaats van kaliumjodide kan ook kaliumhexacyanoferraat(II) gebruikt worden:

\mathrm{KNO_2\ +\ K_4[Fe(CN)_6]\ +\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ NO\ +\ K_3[Fe(CN)_6]\ +\ K_2SO_4\ +\ H_2O}

Een eenvoudige methode is de reactie van natriumnitriet met zwavelzuur:

\mathrm{6\ NaNO_2\ +\ 3\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ 4\ NO\ +\ 2\ H_2O\ +\ 3\ Na_2SO_4\ +\ 2\ HNO_3}

Eigenschappen en reacties[bewerken]

Als stikstofmonoxide wordt opgelost in water, ontstaat een oplossing van het zeer onstabiele salpeterigzuur (HNO2):

\mathrm{4\ NO\ +\ O_2\ +\ 2\ H_2O\ \longrightarrow\ 4\ HNO_2}

In de lucht reageert stikstofmonoxide bij hoge concentraties snel met zuurstofgas tot stikstofdioxide (NO2):

\mathrm{2\ NO\ +\ O_2\ \longrightarrow\ 2\ NO_2}

Deze reactie treedt op wanneer bijvoorbeeld koper wordt opgelost in salpeterzuur. In eerste instantie wordt hierbij stikstofmonoxide gevormd:

\mathrm{3\ Cu\ +\ 8\ HNO_3\longrightarrow\ 3\ Cu(NO_3)_2\ +\ 4\ H_2O +\ 2\ NO}

Door oxidatie tot stikstofdioxiden komen bij deze reactie typische bruine nitreuze dampen vrij.

Stikstofmonoxide draagt bij aan luchtverontreiniging. Het draagt bij aan verzuring van regenwater (door de reactie met water tot salpeterigzuur, alsook door oxidatie tot salpeterzuur) en aan de afbraak van de ozonlaag.

Stikstofmonoxide komt voor als een vrij radicaal, dat zeer gemakkelijk en heftig reageert met de halogenen tot de overeenkomstige nitrosylverbindingen. Een voorbeeld is de vorming van nitrosylchloride:

\mathrm{2\ NO\ +\ Cl_2\ \longrightarrow\ 2\ NOCl}

Stikstofmonoxide reageert met aceton, in aanwezigheid van een alkoxide, tot een nitrosohydroxylamine:[1]

Verloop van de Traube-reactie

Deze reactie staat bekend als de Traube-reactie, naar de ontdekker van de reactie, de Duitse scheikundige Wilhelm Traube.

Rol van stikstofmonoxide in het lichaam[bewerken]

In de jaren '80 van de 20e eeuw werd ontdekt dat stikstofmonoxide een belangrijke intercellulaire signaalstof is. In het centrale zenuwstelsel is stikstofmonoxide een neurotransmitter, en in het autonome zenuwstelsel is het een neurotransmitter die gladde spiercellen ontspant, onder andere in het maag-darmkanaal en in de penis.

In de bloedvaten wordt stikstofmonoxide door de endotheelcellen aangemaakt als vasodilaterende stof. In 1987 werd deze endothelium-derived relaxing factor geïdentificeerd als stikstofmonoxide. Stikstofmonoxide wordt door zogenoemde stikstofmonoxidesythase-enzymen aangemaakt uit het aminozuur arginine.

Sommige immuuncellen produceren grote hoeveelheden stikstofmonoxide die toxisch zijn voor de onmiddellijke omgeving.

Nobelprijs en molecule van het jaar[bewerken]

In 1992 werd NO door het blad Nature uitgeroepen tot molecule van het jaar. In 1998 werd de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde uitgereikt aan Ferid Murad, Robert F. Furchgott en Louis Ignarro voor hun ontdekking van de biologische signaalfunctie van stikstofmonoxide.

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) W. Traube (1898) - Ueber Synthesen stickstoffhaltiger Verbindungen mit Hülfe des Stickoxyds, Justus Liebig's Annalen der Chemie, 300 (1), pp. 81-128