El dióxido de nitrógeno y el tetróxido de dinitrógeno no pueden existir puros en condiciones normales

En condiciones normales, el NO₂no puede existir puro. Tampoco el N₂O₄. Aunque cualquiera de estos gases se sintetice puro, acabará convirtiéndose en el otro en parte, quedando ambos mezclados en equilibrio químico. Curiosamente, el primero es marrón oscuro y el otro es incoloro.

Precauciones

Los óxidos de nitrógeno son muy tóxicos. Trabajar en campana extractora para evitar respirarlos.

Materiales y procedimiento

Primero de todo hay que sintetizar el gas NO₂. Hay muchas formas de hacerlo. Aquí describiremos una muy simple. Hay que realizarla en campana extractora.

Añadir un poco de ácido nítrico concentrado a un tubo de ensayo provisto de un tapón perforado en el que se ha introducido un tubo de vidrio en forma de U o V (la idea es conectar el tubo de ensayo con un matraz. Aquí puede verse el dispositivo).
Añadir un trozo de cobre y cerrar inmediatamente el tubo. Se generará un gas marrón (NO₂) que acabará pasando por el tubo al matraz. Por ser el NO₂ más denso que el aire, este quedará desplazado y el matraz lleno de NO₂.

Para el experimento se necesita:

3 recipientes cerrados herméticamente que contengan la mezcla dióxido de nitrógeno / tetróxido de dinitrógeno (pueden ser tubos sellados)
Dos vasos grandes
Hielo
Agua recién hervida (temperatura próxima a 100 grados)

Llenar un vaso con agua hirviendo otro con hielo.
Colocar un tubo o recipiente cerrado herméticamente y conteniendo la mezcla NO₂ / N₂O₄ en un vaso de agua hirviendo y otro en el vaso de precipitados con una mezcla de agua y hielo. Un tercer tubo servirá de control.
Después de varios minutos, retirar los tubos de los vasos y observar los colores.
Se pueden intercambiar los tubos y ver cuánto tiempo tardan en cambiar de color; esto dará una idea de la cinética del proceso.

Bibliografía

Wajrak, Magdalena; Harrison, Tim. Chemical Demonstrations Booklet; Edith Cowan University, 2016, “Demonstration 10 – Nitrogen dioxide and dinitrogen tetroxide”, pp. 21-22.
Gavira Vallejo, José Mª; Paredes Roibás, Denís. Química insólita. Certificado de Formación del Profesorado (Cursos de Formación Permanente de la UNED); Dpto. Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas, 2018.

Imagen de cabecera: davidjohnewart.com.