નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડો

નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડો : નાઇટ્રોજનનાં ઑક્સિજન સાથેનાં રાસાયણિક સંયોજનો. હવામાં આ બંને તત્વો હાજર હોવા છતાં સીધાં જોડાઈ શકતાં નથી; પરંતુ રાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા સંયોજાય છે. નાઇટ્રોજનના અનેક ઑક્સાઇડ જાણીતાં છે. નીચેના કોષ્ટકમાં જાણીતા ઑક્સાઇડ તેમનાં બંધારણો તથા બનાવવાની રીતો તથા પ્રત્યેકના ઉપચયન-આંક દર્શાવ્યા છે.

નાઇટ્રસ ઑક્સાઇડ તથા નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ : નાઇટ્રસ ઑક્સાઇડ સૂંઘવાથી નિશ્ચેતક અસર થાય છે. તેના દ્વારા આછા હિસ્ટીરિયા જેવી અસર થતી હોઈ તેને હાસ્યવાયુ કહે છે. તે રંગવિહીન, પાણીમાં દ્રાવ્ય તથા નાઇટ્રોજનના બધા ઑક્સાઇડમાં સૌથી ઓછો ક્રિયાશીલ વાયુ છે. 560° સે. તાપમાને તેનું નાઇટ્રોજન તથા ઑક્સિજનમાં વિઘટન થાય છે.

N₂ + O₂  ⇄ 2 NO

નાઇટ્રિક ઍસિડના વિદ્યુત-ઉત્પાદન(વિદ્યુત ચાપ પદ્ધતિથી)માં થોડે અંશે નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ બને છે. હવા અથવા હવામાંના ઑક્સિજન વડે નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ ઝડપથી નાઇટ્રોજન-ડાયૉક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ રંગવિહીન, જળદ્રાવ્ય વાયુ છે. તેના બંધારણ મુજબ તેમાં એકી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આ વાયુ એકાંગી (monomeric) છે. ઘન સ્થિતિમાં નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ વાદળી રંગનો તથા લગભગ સંપૂર્ણત: N₂O₂ સ્વરૂપમાં હોય છે. તેમાંના એકલ ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવતા અણુને લીધે તે એક ઇલક્ટ્રૉન ઝડપથી મેળવી કે ગુમાવી શકે છે. પરિણામે NO⁺ તથા NO^– આયનો બને છે. નાઇટ્રોસિલ સંયોજનોમાં આવાં આયનો હોય છે.

ડાઇનાઇટ્રોજન ટ્રાયૉકસાઇડ : શુદ્ધ ડાઇનાઇટ્રોજન ટ્રાયૉક્સાઇડ માત્ર ઘન અવસ્થામાં જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. 2° સે. તાપમાને તે ભૂરા પ્રવાહી (ઘ., 1.447) રૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સામાન્ય તાપમાને તેનું વિયોજન નીચે મુજબ થાય છે : N₂O₃ ⇌ NO + NO₂. તેને નાઇટ્રસ ઍસિડનો એન્હાઇડ્રાઇડ પણ કહી શકાય. N₂O₃ કે NO તથા NO₂નું  મિશ્રણ આલ્કલી દ્રાવણમાં ઓગાળવાથી નાઇટ્રાઇટ આયન બને છે.

નાઇટ્રોજન ડાયૉક્સાઇડ તથા ડાઇનાઇટ્રોજન ટેટ્રૉક્સાઇડ : નીચેનું સંતુલન તાપમાન તથા ભૌતિક સ્થિતિ ઉપર અવલંબે છે : N₂O₄ ⇌ 2NO₂. ડાયૉક્સાઇડ રાતા-ભૂખરા રંગનો ઝેરી વાયુ છે જ્યારે ટેટ્રોક્સાઇડ રંગવિહીન છે. પ્રવાહી તથા વાયુ સ્થિતિમાં ટેટ્રોક્સાઇડમાં થોડો ડાયૉક્સાઇડ હોય છે. આ રીતે પ્રવાહી ટેટ્રૉક્સાઇડમાં 0.1 %થી પણ ઓછો નાઇટ્રોજન-ડાયૉક્સાઇડ હોય તોપણ તે ભૂખરા રંગનો હોય છે. જેમ તાપમાન વધે તેમ વાયુનો રંગ ઘેરો બનતો જાય છે અને 100° સે. તાપમાને ટેટ્રૉક્સાઇડના 90 %નું ડાયૉક્સાઇડમાં વિઘટન થાય છે. 600° સે. તાપમાનથી વધુ તાપમાને નાઇટ્રોજન-ડાયૉક્સાઇડ નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડમાં વિઘટન પામે છે :

NO₂ ⇌ NO + 1O2

કોષ્ટક : નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડો

નામ	ઉપચયન–આંક	સૂત્ર તથા બંધારણ		ગ.બિં.સે.	ઉ.બિં.સે.	બનાવવાની રીત
નાઇટ્રસ ઑક્સાઇડ	+1	N2O	N=N=O	− 90.8	−88.5	એમોનિયમ નાઇટ્રેટને ગરમ કરતાં
નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ	+2	NO		−163.6	151.7	નાઇટ્રિક ઍસિડનું Cu વડે અપચયન
ડાઇનાઇટ્રોજન ટ્રાયૉક્સાઇડ	+3	N2O3		−103	3.5	NO તથા NO2 વાયુ મિશ્રણનું સંઘનન
ડાઇનાઇટ્રોજન ટેટ્રૉક્સાઇડ	+4	N2O4		−11.2	21.2	લેડ નાઇટ્રેટ ગરમ કરીને
( નાઇટ્રોજન ડાયૉક્સાઇડ)				−	−	−
નાઇટ્રોજન ડાયૉકસાઇડ	+4	NO2
ડાઇનાઇટ્રોજન	+5	1N2O5		41	−	N2O4ની ઓઝોન સાથેની પ્રક્રિયાથી
પેન્ટૉક્સાઇડ (વાયુ)
’’ (ઘન)		NO2 · NO3

ડાઇનાઇટ્રૉજન ટેટ્રૉક્સાઇડ પાણી સાથે ઝડપથી પ્રક્રિયા કરીને નાઇટ્રસ તથા નાઇટ્રિક ઍસિડનું સરખા અણુઓ ધરાવતું મિશ્રણ બનાવે છે. તાપમાન વધારતા જવાથી નાઇટ્રસ ઍસિડ, નાઇટ્રિક ઍસિડ તથા નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડમાં વિઘટન પામે છે. નાઇટ્રિક ઍસિડના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે આ પ્રક્રિયાઓ ખૂબ અગત્યની છે. ડાઇનાઇટ્રોજન ટેટ્રૉક્સાઇડ બ્રોમીન જેટલો જ ઉપચયનકર્તા છે અને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ બનાવવાની લેડ-ચૅમ્બર-વિધિમાં તે વપરાય છે. કાર્બનિક રસાયણમાં ટેટ્રૉક્સાઇડ વિશિષ્ટ ઉપચયનકર્તા તથા નાઇટ્રેટિંગ એજન્ટ તરીકે વપરાય છે (દા. ત., સલ્ફૉક્સાઇડ તથા ફૉસ્ફિન ઑક્સાઇડ બનાવવામાં). ટેટ્રૉક્સાઇડ ઘણાં કાર્બનિક દ્રાવકો  સાથે (દા. ત., એસ્ટર, ઈથર, કીટોન, નાઇટ્રાઇલ) આણ્વીય-યોગશીલ સંયોજનો બનાવે છે. તે રૉકેટ-ઇંધનોમાં ઑક્સિકારક તરીકે તેમજ ઍક્રાઇલેટની બનાવટમાં બહુલીકરણ-નિરોધક તરીકે વપરાય છે. એકલો કે કાર્બનિક દ્રાવકોમાં ભેળવેલો પ્રવાહી ડાઇનાઇટ્રોજન ટેટ્રૉક્સાઇડ સ્વત: આયનીકરણ પામે છે; દા. ત.,

N₂O₄ ⇌ NO⁺ + NO₃^– (સરખાવો : H₂O c H⁺ + OH^–)

પ્રવાહી ડાઇનાઇટ્રોજન ટેટ્રૉક્સાઇડ આલ્કલી તથા આલ્કલીય મૃદ-ધાતુઓ, તેમજ ઝિંક, કેડમિયમ તથા મરક્યુરી જેવી ધાતુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરી ધાતુના નાઇટ્રેટ બનાવી નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.

ડાઇનાઇટ્રોજન પેન્ટૉક્સાઇડ : N₂O₅ માટેનું ઘન સ્થિતિમાં બંધારણ આયોનિક નાઇટ્રોનિયમ નાઇટ્રેટ NO₂⁺·NO₃ મુજબ હોય છે જે તેના ઊંચા ગ. બિં.નું સૂચન કરે છે. સલ્ફયુરિક, નાઇટ્રિક કે ફૉસ્ફોરિક ઍસિડના દ્રાવણમાં પેન્ટોક્સાઇડનું બંધારણ આયનિક હોય છે. ઘન પેન્ટૉક્સાઇડ ઝડપથી બાષ્પીભૂત થાય છે. પ્રવાહી સ્થિતિમાં પેન્ટૉક્સાઇડ સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરી નાઇટ્રોજન-ડાયૉક્સાઇડ તથા સોડિયમ નાઇટ્રેટ આપે છે. વાયુમય પેન્ટૉક્સાઇડ સમીકરણ,

N₂O₅ ⇌ 2NO₂ + O₂, મુજબ વિઘટન પામે છે. તે પ્રબળ ઉપચયનકારક છે. પાણી સાથે તે નાઇટ્રિક ઍસિડ બનાવે છે.

NO₃ અસ્થિર (unstable) છે. 1993માં નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડોમાં આછાં પીળા રંગના નાઇટ્રોસિલ એઝાઇડ N₄O (અથવા NNNNO)નો ઉમેરો થયો છે.

જ. પો. ત્રિવેદી