Oxid dusnatý

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Oxid dusnatý
2D schéma molekuly NO3D model molekuly NO
Obecné
Systematický název Oxid dusnatý
Anglický název Nitric oxide
Německý název Stickstoffmonoxid
Sumární vzorec NO
Vzhled Bezbarvý plyn
Identifikace
UN kód 1660
Číslo RTECS QX0525000
Vlastnosti
Molární hmotnost 30,006 1 g/mol
Teplota tání -163,6 °C (109,6 K)
Teplota varu -151,7 °C (121,4 K)
Hustota 1,269 g/cm³ (-150 °C)
0,001 340 2 g/cm³ (0 °C)
Index lomu nD= 1,000 294 7 (0 °C)
nD= 1,330 (-90 °C)
Kritická teplota Tk -93 °C (180 K)
Kritický tlak pk 6 485 kPa
Rozpustnost ve vodě 7,34 ml/100 g (0 °C)
2,37 ml/100 g (60 °C)
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
alkoholy
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech
sirouhlík
Relativní permitivita εr 1,000 593
Van der Waalsovy konstanty stavové rovnice a= 0,135 8 Pa.m6mol-2
b= 2,789•10-5 m3 mol-1
Měrná magnetická susceptibilita 0,765 3·10-6 cm3g-1
Ionizační energie 9,25 eV
Struktura
Tvar molekuly rovinná
Dipólový moment 0,15 D
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° 90,29 kJ/mol
87,7 kJ/mol (kapalný)
Entalpie tání ΔHt 76,6 J/g
Standardní molární entropie S° 210,75 J/mol·K
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° 86,61 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp 0,995 1 JK-1g-1
Bezpečnost
Toxický
Toxický (T)
Žíravý
Žíravý (C)
Oxidující
Oxidující (O)
R-věty R8, R23, R24, R25, R34, R44
S-věty S9, S17, S23, S26, S28, S36/37/39, S45

GHS06 – toxické látky
GHS06

GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05

GHS03 – oxidační látky
GHS03

GHS04 – plyny pod tlakem
GHS04

H-věty H270, H280, H314, H330
P-věty P220, P244, P260, P264, P271, P280, P284, P301+330+331, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P310, P320, P321, P363, P370+376, P403+233, P405, P410+403, P501
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
2
OX
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Oxid dusnatý (NO) je jedním z pěti oxidů dusíku. Je to za normální teploty bezbarvý, paramagnetický plyn, pro člověka jedovatý a za přítomnosti vlhkosti leptající. Zajímavostí je, že má poměrně významnou biologickou roli v organismu.

Výroba[editovat | editovat zdroj]

Průmyslově se vyrábí katalytickou oxidací amoniaku (jako katalyzátor se používá platinová čerň dopovaná 10% rhodia), což je zároveň i první krok při výrobě kyseliny dusičné:

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O.

Příprava oxidu dusnatého přímou oxidací dusíku kyslíkem je velmi obtížná, neboť je to reakce zvratná a je za normální teploty posunuta zcela vlevo, protože je silně endotermická. Teprve při teplotě kolem 3000 °C je v reakční směsi kolem 10 % oxidu dusnatého.

N2 + O2 ↔ 2 NO

Přesto se touto metodou, zvanou Birkelandova, v minulosti NO vyráběl vedením proudu vzduchu elektrickým obloukem, který vzduch zahřál na teplotu kolem 2000 °C. Směs se rychle ochladila a tím se zabránilo zpětnému rozkladu NO na původní prvky. Výtěžnost reakce byla kolem 2 %. Stejnou cestou vzniká oxid dusnatý i v motorech automobilů a uvolňuje se do ovzduší ve výfukových plynech, kde působí jako součást kyselých dešťů.

Laboratorně lze oxid dusnatý připravit redukcí zředěné kyseliny dusičné mědí:

8 HNO3 + 3 Cu → 2 NO + 3 Cu(NO3)2 + 4 H2O

Případně redukcí oxidem siřičitým:

2 HNO3 + 3 SO2 + 2 H2O → 2 NO + 3 H2SO4.

Jinou metodou je redukce dusičnanů v kyselém prostředí železnatými solemi, např. chloridem železnatým za přítomnosti kyseliny chlorovodíkové (solné)

2 NaNO3 + 6 FeCl2 + 8 HCl → 2 NO + 6 FeCl3 + 2 NaCl + 4 H2O.

nebo také redukcí kyseliny dusičné oxidem uhelnatým

4 HNO3 + 4 CO → 4 NO + 4CO2 + 2H2O + O2

Chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Přestože molekula NO má jeden volný nepárový elektron (má tedy radikálovou povahu), podobně jako oxid dusičitý, za normální teploty nevytváří dimer. Ten vzniká teprve za velmi nízkých teplot v kapalné fázi

2 NO ↔ N2O2,

čímž se vysvětluje skutečnost, že bod varu oxidu dusnatého je přibližně o 30 °C vyšší, než u látek s podobnými molekulami.

S vodou NO nereaguje, pouze se v ní mírně rozpouští.

Po chemické stránce je silným oxidovadlem, reagujícím s kovy, organickými látkami a řadou jiných chemických sloučenin. Snadno se oxiduje volným kyslíkem na oxid dusičitý (tato reakce je zároveň druhý krok při výrobě kyseliny dusičné):

2 NO + O2 → 2 NO2.

Reakcí s halogeny poskytuje halogenidy nitrosylu NOX (kde X je halogen).

NCl3 + 2 NO → NOCl + N2O + Cl2,
XeF2 + 2 NO → 2 NOF + Xe.

Reakcí s hydroxidy alkalických kovů vzniká dusitan, voda a podle koncentrace hydroxidu oxid dusný nebo dusík:

2 MOH + 4 NO → 2 MNO2 + N2O + H2O,
4 MOH + 6 NO → 4 MNO2 + N2 + 2 H2O.

Skupina NO také vystupuje jako nitrosylový ligand v mnoha komplexních sloučeninách. Např. v kvalitativní analytické chemii (a též jako léčivo[1]) se používá nitroprussid sodný Na2[Fe(CN)5NO]·2 H2O (dihydrát pentakyano-nitrosylželezitanu sodného). Většina nitrosylových komplexů má intenzivní rudou, hnědou nebo černou barvu.

Použití[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusnatý, respektive sloučeniny, při jejichž rozkladu se oxid dusnatý uvolňuje, našly využití v lékařství jako látky uvolňující hladkou svalovinu při křečích nebo astmatu. Při větších dávkách těchto látek (aplikuje se inhalačně nebo intramuskulárně) může ovšem dojít k chvilkové srdeční slabosti.

NO je důležitým meziproduktem při výrobě kyseliny dusičné a je používán také v potravinářském průmyslu, ale i při výrobě airbagů, polovodičů a paliv, které zvyšují výkon motorů závodních aut.[2]

Biologický význam[editovat | editovat zdroj]

Role v organismu[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusnatý má mnoho rolí v těle organizmů včetně člověka. Konkrétně způsobuje účinkem na hladké svalstvo cévy tzv. vazodilataci (rozšíření cév), dále erekci penisu a také uvolnění svalstva v trávicí soustavě, což hraje roli ve schopnosti střev posunovat potravu dále. Mimo to dochází k tvorbě oxidu dusnatého i v samotné centrální nervové soustavě, kde má zřejmě jistou roli v učení a vzniku paměti; každopádně zde má NO funkci neurotransmiteru. Mimoto byl oxid dusnatý identifikován i v dalších tkáních, jako je srdeční i kosterní svalovina.[3]

Oxid dusnatý se v těle vyrábí prostřednictvím syntáz oxidu dusnatého čili NO syntáz (NOS).

Využití výzkumu Oxidu dusnatého[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusnatý je poměrně neznámý mimo lékařské výzkumné laboratoře. Oxid dusnatý je velmi reaktivní plyn, který je přirozeně produkován v lidském těle. Oxid dusnatý je nejdůležitější signální molekula v těle. To má vliv na řadu fyziologických funkcí, včetně krevního oběhu, zánětu, učení a paměti, trávení, erekci, a uvolňování kyslíku v tkáních z červených krvinek. To hraje významnou roli v mnoha důležitých chemických reakcí. Většina lidí má nedostatek přirozené produkci oxidu dusnatého potřebné k udržení optimálního zdraví. Vzhledem k dnešnímu uspěchanému životnímu stylu a faktorům, jako je nedostatek pohybu, špatné stravovací návyky, půdní minerální vyčerpání, cigaretový kouř a další škodliviny, má u každého člověka zásadní význam potřeby vyšší hladiny oxidu dusnatého.

Jaké jsou přínosy oxidu dusnatého?[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusnatý pomáhá vyživovat, obnovovat a chránit téměř každou buňku lidského těla. Příznivě pak působí zejména při léčbě různých poranění a v boji proti bolesti, zánětům, zažívacím problémům, nespavosti či diabetu. Rovněž byla prokázána jeho přímá souvislost se zvýšením energie, zlepšením sexuálních funkcí a dokonce i s redukcí tělesné hmotnosti. To vše díky tomu, že se jedná o tak zvanou „signalizační molekulu“, jež vyvolává procesy zahrnující celou řadu fyziologických funkcí. Snad nejdůležitější funkcí oxidu dusnatého je ale to, že uvolňuje hladké svalstvo ve stěnách tepen, čímž umožňuje, aby krev lépe proudila k životně důležitým orgánům. Díky tomu se pak více kyslíku, živin, vitamínů a dalších činitelů dostává ke klíčovým bodům v těle.

Odkud se oxid dusnatý bere?[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusnatý vzniká v lidském těle primárně díky procesu přeměny argininu (jedna z 20 aminokyselin) na citrulin. Arginin, jež se v tenkém střevě uvolňuje z proteinů a jednoduchých peptidů, se poté společně s ostatními aminokyselinami vstřebává do krevního oběhu. Záhy se tak dostává ke každé buňce v těle, kde se část argininu použije na syntézu oxidu dusnatého a část na syntézu proteinů.

Také dnes víme, že rostlina NONI je prokazatelně velmi bohatá na substance, jejichž požitím se lidské tělo stimuluje k větší produkci oxidu dusnatého, jenž nás nejenom chrání (tím, že ničí téměř všechny bakterie, které jsme pozřeli společně s jídlem), ale navíc ještě proniká skrze stěny žaludku, aby se posléze vstřebal do červených krvinek nebo se navázal na proteiny.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]


Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. NIPRUSS - Databáze léčiv - kompendiální článek
  2. BIGELOW, Barbara C.; EDGAR, Kathleen J.. The UXL Encyclopedia of Drugs & Addictive Substances. [s.l.] : Thomson-Gale, 2006. ISBN 1-4144-0444-1.  
  3. Michael A. Marletta. ENCYCLOPEDIA OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, FOUR-VOLUME SET, 1-4. Příprava vydání Lennarz,W.J., Lane, M.D.. [s.l.] : [s.n.]. Kapitola Nitric Oxide Signaling.  

Využití výzkumu Oxidu dusnatého v praxi[editovat | editovat zdroj]

Kyäni - Kyäni Science

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.  
  • IGNARRO, Louis J.. Program Ano NO. 1. vyd. Praha : PRÁH. ISBN 80-7252-113-6.