ההבדל העיקרי בין N2O4 ל-NO2 הוא ש-N2O4 הוא דיאמגנטי, בעוד ש-NO2 הוא פרמגנטי.
N2O4 הוא דיניטרוגן טטרוקסיד ואילו NO2 הוא דו תחמוצת החנקן. למרות שניתן להשיג את הנוסחה הכימית N2O4 על ידי הכפלת הערכים הסטוכיומטריים של הנוסחה הכימית NO2, שני אלו הם תרכובות כימיות שונות בעלות תכונות כימיות ופיזיקליות שונות.
מה זה N2O4?
N2O4 הוא דיניטרוגן טטרוקסיד. בדרך כלל אנו קוראים לזה חנקן טטרוקסיד. תרכובת זו מתרחשת כנוזל חסר צבע ומהווה מגיב שימושי מאוד בתהליכי סינתזה כימית. תרכובת זו יכולה ליצור תערובת שיווי משקל עם חנקן דו חמצני.יתר על כן, דיניטרוגן טטרוקסיד הוא חומר חמצון רב עוצמה שהוא גם היפרגולי. הוא היפרגולי במגע עם צורות שונות של הידרזין (זה הופך את התערובת של הידראזין ודיניטרוגן טטרוקסיד לחומר דו-מונע נפוץ לרקטות).
איור 01: הצטברות מולקולרית של מולקולת דיניטרוגן טטרוקסיד
אנו יכולים להתייחס למולקולת הדיניטרוגן טטרוקסיד כשתי קבוצות ניטרו המחוברות זו לזו. ותגובה מסוימת זו יוצרת תערובת שיווי משקל של דיניטרוגן טטרוקסיד וחנקן דו חמצני. כמו כן, אנו יכולים לראות את מולקולת הדיניטרוגן טטרוקסיד כמולקולה מישורית בעלת קשר חלש בין שני אטומי חנקן. הסיבה לכך היא שהקשר הכימי הזה ארוך משמעותית מהקשר הכימי הרגיל N-N.
כאשר בוחנים את התכונות המגנטיות של מולקולה זו, היא דיאמגנטית מכיוון שאין אלקטרונים לא מזווגים באף אטום של מולקולה זו.יתרה מכך, חומר נוזלי זה הוא בדרך כלל חסר צבע, אך יכול להיות גם צבע צהוב עקב נוכחות NO2 בהתאם לשיווי המשקל שהוזכר לעיל. חשוב מכך, בטמפרטורות גבוהות, שיווי המשקל נדחף לכיוון NO2 ולא N2O4.
ניתן לייצר דיניטרוגן טטרוקסיד על ידי חמצון קטליטי של אמוניה, כאשר קיטור משמש כמדלל להפחתת טמפרטורת הבעירה. בתהליך תגובה זה, השלב הראשון כולל חמצון אמוניה לחנקן תחמוצת, והשלב השני הוא חמצון של תחמוצת החנקן לחנקן דו חמצני, ולאחר מכן דימריזציה לחנקן טטרוקסיד.
מה זה NO2?
NO2 הוא דו תחמוצת החנקן. זהו אחד מכמה תחמוצות חנקן. אנו יכולים לראות בו כתוצר ביניים בסינתזה התעשייתית של חומצה חנקתית, החשובה בייצור דשנים. יתר על כן, NO2 הוא גז חום בעל ריח דמוי כלור. כאשר מוסיפים למים, תרכובת זו עוברת הידרוליזה.עם זאת, חומר גזי זה הופך לנוזל חום צהבהב בטמפרטורות נמוכות. ושינוי צבע זה מתרחש עקב ההמרה של NO2 ל-N2O4.
איור 02: מבנה כימי של NO2
באופן אופייני, לאטום החנקן של מולקולת NO2 יש אלקטרון אחד לא מזווג בעוד שיש שני קשרים N=O במולקולה. לכן, תרכובת זו היא פרמגנטית; כלומר, זה יכול להימשך לשדה מגנטי חיצוני. יתר על כן, האלקטרון הבודד הבלתי מזווג הזה אומר גם שהוא תרכובת רדיקלים חופשיים.
כאשר בוחנים הכנת חומר NO2, הוא נוצר בדרך כלל באמצעות חמצון של תחמוצת חנקן על ידי חמצן באוויר. כמו כן, חומר זה נוצר ברוב תהליכי הבעירה תוך שימוש באוויר כחומר המחמצן.
יש מעט שימושים שונים ב-NO2, כולל השימוש בו כתוצר ביניים בייצור חומצה חנקתית, כחומר חנקה בייצור חומרי נפץ כימיים, כמעכב פילמור לאקרילטים, כהלבנת קמח סוכן וכו'
מה ההבדל בין N2O4 ל-NO2?
N2O4 הוא דיניטרוגן טטרוקסיד ואילו NO2 הוא דו תחמוצת החנקן. ההבדל העיקרי בין N2O4 ל-NO2 הוא ש-N2O4 הוא דיאמגנטי, ואילו NO2 הוא פרמגנטי. יתר על כן, N2O4 מתרחש כנוזל, בעוד NO2 הוא חומר גזי. יתר על כן, N2O4 הוא נוזל חסר צבע בעוד NO2 הוא גז חום.
גרפיקת המידע הבאה מציגה הבדלים נוספים בין N2O4 ל-NO2 להשוואה זו לצד זו.
סיכום – N2O4 לעומת NO2
N2O4 הוא דיניטרוגן טטרוקסיד. NO2 הוא דו תחמוצת החנקן. כאשר בוחנים את התכונות הכימיות של שתי התרכובות הללו, תכונות מגנטיות חשובות מאוד. ההבדל העיקרי בין N2O4 ל-NO2 הוא ש-N2O4 הוא דיאמגנטי, ואילו NO2 הוא פרמגנטי.דיאמגנטי פירושו שמולקולות ה-N2O4 אינן נמשכות לשדה מגנטי חיצוני מכיוון שאין במולקולה זו אלקטרונים בלתי מזווגים. פרמגנטי פירושו שהמולקולה נמשכת לשדה מגנטי חיצוני מכיוון שיש אלקטרון לא מזווג במולקולת NO2.
