Перегляд вихідного коду сторінки NOx

{{DISPLAYTITLE:NO<sub>x</sub>}}
{{otheruses|Nox}}
[[Файл:Aura OMI Nitrogen dioxide troposphere column.png|міні|праворуч|400пкс|Мапа світу із відображенням розповсюдження оксиду [[оксид азоту(IV)|NO<sub>2</sub>]] в атмосфері (2011)]]

'''NO<sub>x</sub>''' ({{lang-uk|ен-о-ікс}}, {{lang-en|nox}})&nbsp;— загальне позначення для оксидів азоту [[оксид азоту(II)|NO]] та [[оксид азоту(IV)|NO<sub>2</sub>]] в контексті їхньої ролі як забруднювачів [[атмосфера Землі|атмосфери]].

Основним компонентом NO<sub>x</sub> є оксид NO, який згодом окиснюється до NO<sub>2</sub>. У великих концентрація суміш газів має жовтувато-коричневий колір (це добре спостерігається у містах, що потерпають від [[смог]]у), оскільки поглинає [[видиме випромінювання]] в діапазоні поблизу 400&nbsp;нм.

Фотохімічні перетворення оксидів NO<sub>x</sub> в атмосфері призводять до появи [[фотохімічний смог|фотохімічного смогу]].

== Утворення ==
Оксиди NO<sub>x</sub> утворюються за трьома основними шляхами при високотемпературному спалювання [[паливо|палива]] на повітрі.

=== Термальний механізм ===
NO є продуктом спалювання атмосферного [[азот]]у у полум'ї при високих температурах (''термальний NO''):
: <math>\mathrm{ N_2 + O \longrightarrow NO + N }</math>
: <math>\mathrm{ N + O_2 \longrightarrow NO + O }</math>
Сумарна взаємодія:
: <math>\mathrm{ N_2 + O_2 \longrightarrow 2NO }</math>
Що вищою є температура полум'я, то більше оксиду утворюється.

=== Швидкий механізм ===
Згідно «швидкого» механізму утворення, паливо внаслідок [[піроліз]]у утворює вуглеводневі [[радикал (хімія)|радикали]] (наприклад, CH), котрі взаємодіють із азотом і окиснюються у полум'ї до NO<sub>x</sub> та інших часток:
: <math>\mathrm{ CH + N_2 \longrightarrow HCN + N}</math>
: <math>\mathrm{ N + H_2 \longrightarrow NH + H}</math>
: <math>\mathrm{ NH + H_2 \longrightarrow NH_3 }</math>
: <math>\mathrm{ HCN + O_2 \longrightarrow NO + HCO}</math>
Частина утвореного «швидкого» NO згодом окиснюється до NO<sub>2</sub> під дією пероксидного радикалу:
: <math>\mathrm{ H + O_2 \longrightarrow HOO}</math>
: <math>\mathrm{ NO + HOO \longrightarrow NO_2 + HO}</math>
Аналогічно можуть протікати і реакції руйнування NO<sub>2</sub>:
: <math>\mathrm{ NO_2 + H \longrightarrow NO + HO}</math>
: <math>\mathrm{ NO_2 + O \longrightarrow NO + O_2}</math>
Також відомі наукові роботи, в яких описується інакший механізм взаємодії вуглеводневого радикалу з азотом:<ref>{{Стаття|last=Moskaleva |first=L.&nbsp;V. |coauthors=Lin, M.&nbsp;C. |title=The spin-conserved reaction CH+N2→H+NCN: A major pathway to prompt no studied by quantum/statistical theory calculations and kinetic modeling of rate constant |url= |journal=Proceedings of the Combustion Institute |year=2000 |volume=28 |issue=2 |pages=2393—2401 |issn= |bibcode= |doi=doi:10.1016/S0082-0784(00)80652-9 }} {{ref-en}}</ref>
: <math>\mathrm{ CH + N_2 \longrightarrow NCN + H}</math>

=== Паливний механізм ===
Деяка частина NO утворюється при окисненні нітрогеновмісних компонентів палива (так званий ''паливний NO''). У [[природний газ|природному газі]] та багатьох промислових паливах вміст азоту малий, тому і викиди NO<sub>x</sub> у них не є значними. А от більш поширені рідкі вуглеводневі палива містять близько 0,01–0,5% азоту і при спалюванні можуть вносити від 20 до 80% від загальних обсягів NO<sub>x</sub> після згоряння.

== Реакції в атмосфері==
При надходженні до атмосфери, NO [[градієнт]]но окиснюється до NO<sub>2</sub> (від кількох хвилин до годин, в залежності від концентрації присутніх забруднювачів). Окиснення відбувається при взаємодії з [[озон]]ом або пероксидним радикалом, а також пряма повільна реакція з киснем:
: <math>\mathrm{ NO + O_3 \longrightarrow NO_2 + O_2}</math>
: <math>\mathrm{ NO + HOO \longrightarrow NO_2 + HO}</math>
: <math>\mathrm{ NO + O_2 \longrightarrow NO_2}</math>
Проте NO<sub>2</sub> є нестійким до [[ультрафіолетове випромінювання|ультрафіолетового випромінювання]] (A-типу)&nbsp;— під його дією відбувається зворотня реакція розкладання:
: <math>\mathrm{ NO_2 \xrightarrow{UV-A} \ NO + O}</math>
Саме через це концентрація NO<sub>2</sub> сягає свого максимуму вранці і поступово зменшується протягом сонячного дня.

Оксиди NO<sub>x</sub> беруть участь в утворенні компонентів [[фотохімічний смог|фотохімічного смогу]]&nbsp;— озону та [[нітратна кислота|нітратної кислоти]]: 
* суміш оксиду NO і [[леткі органічні сполуки|летких органічних сполук]] (ЛОС) фотохімічно окиснюється киснем до суміші O<sub>3</sub>, HNO<sub>3</sub> та інших органічних речовин;
* атомарний кисень, отриманий розкладанням NO<sub>2</sub> під дією світла, сполучається з молекулярним киснем:
: <math>\mathrm{ O + O_2 \longrightarrow O_3}</math>
* нітратна кислота утворюється внаслідок взаємодії оксиду NO<sub>2</sub> із гідроксидним радикалом або вологою:
: <math>\mathrm{ NO_2 + OH \longrightarrow HNO_3 }</math>
: <math>\mathrm{ NO_2 + H_2O \longrightarrow HNO_3 + NO}</math>

== Зменшення викидів ==
{| class="wikitable sortable" align="right"
|+ Обсяги викидів NO<sub>x</sub> країнами [[Євросоюз]]у за сферою діяльності (2011)<ref>{{cite web |url=http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/eea-32-nitrogen-oxides-nox-emissions-1/assessment.2010-08-19.0140149032-3 |title=How do different sectors and processes contribute to emissions of NOx? |author= |date=29 січня 2014 (оновлено 24 лютого 2015) |website=eea.europa.eu |publisher=European Environment Agency |accessdate=28 червня 2015 |archive-date=30 червня 2015 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150630182942/http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/eea-32-nitrogen-oxides-nox-emissions-1/assessment.2010-08-19.0140149032-3 }} {{ref-en}}</ref>
|-
! Сфера !! Обсяг викидів, {{comment|кт|кілотонн}}!! Внесок, %
|-
| Сільське господарство || 184&nbsp;871 || 1,80
|-
| Комерція і побут || 1&nbsp;309&nbsp;461 || 12,80
|-
| Виробництво і передача енергії || 2&nbsp;298&nbsp;969 || 22,50
|-
| Використання енергії у промисловості || 1&nbsp;289&nbsp;151 || 12,60
|-
| Промислові процеси || 242&nbsp;783 || 2,40 
|-
| Дорожній транспорт || 4&nbsp;142&nbsp;743 || 40,50
|-
| Інший транспорт || 751&nbsp;399 || 7,30
|-
| Відходи || 12&nbsp;404 || 0,10
|}

У процесах, де проводиться спалювання різних видів палива, чи на азотних виробництвах застосовують очисні системи, котрі дозволяють знизити обсяги викидів NO<sub>x</sub>.

=== Селективне каталітичне відновлення ===
Селективне каталітичне відновлення ({{lang-en|selective catalytic reduction}}, SCR) засноване на реакції відновлення оксидів NO<sub>x</sub> [[амоніак]]ом до азоту і води:
: <math>\mathrm{ 4NO + 4NH_3 + O_2 \longrightarrow 4N_2 + 6H_2O}</math>
: <math>\mathrm{ 2NO_2 + 4NH_3 + O_2 \longrightarrow 3N_2 + 6H_2O}</math>
Реакції проходять на поверхні [[каталізатор]]у за температури вище 232&nbsp;°C і в надлишку кисню. До найбільш поширених каталізаторів відносяться [[Оксид ванадію(V)|V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]], нанесений на поверхню [[Оксид титану(IV)|TiO<sub>2</sub>]] (ефективна температура 300–450&nbsp;°C), молекулярні [[цеоліти]] (300–600&nbsp;°C), а також дорогоцінні метали (200–300&nbsp;°C), які однак застосовуються досить рідко через велику ймовірність їхнього [[отруєння каталізатору|отруєння]].

=== Неселективне каталітичне відновлення ===
Неселективне каталітичне відновлення ({{lang-en|non-selective catalytic reduction}}, NSCR) проводиться за участі [[водень|водню]], [[вуглеводні]]в, [[монооксид вуглецю|монооксиду вуглецю]] в умовах недостатньої кількості кисню. У присутності каталізатора оксиди NO<sub>x</sub> відновлюються CO до азоту і [[діоксид вуглецю|CO<sub>2</sub>]]. Як каталізатор найчастіше застосовують суміш [[родій|родію]] і [[платина|платини]], також використовуються матеріали на основі [[паладій|паладію]]. Температурний режим відновлення&nbsp;— 350–800&nbsp;°C, із найбільш ефективним проміжком 426–650&nbsp;°C.

Зазвичай ступінь перетворення NO<sub>x</sub> складає близько 80–95%. До основних проблем цього методу відносять отруєння каталізаторів домішками нафтопродуктами, як-от цинку та фосфору, і слабкорегульовану систему контролю процесу.

Системи такого типу, так звані каталітичні конвертери, встановлюються автовиробниками у [[випускна система|випускні системи]] транспортних засобів попереду [[Глушник (акустичний фільтр)|глушника]]. Використовуючи поверхню, модифіковану [[паладій|паладієм]] та [[родій|родієм]], конвертер розкладає утворені оксиди азоту до простих речовин із використанням залишків неповного згоряння палива ([[монооксид вуглецю|CO]], [[водень|H<sub>2</sub>]]).

== Примітки ==
{{reflist}}

== Джерела ==
* {{книга|автор=Baird, C., Cann, M. |частина=|посилання частина= |заголовок=Environmental Chemistry |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання=5th |місце=New York |видавництво=W.&nbsp;H.&nbsp;Freeman and Company |рік=2012 |volume= |pages=76—101 |allpages= |серія= |isbn=978-1-4292-7704-4 |doi= |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор=Tsirulnikov, L., Guarco, J., Webster, T. |частина=Burners for Industrial Boilers |посилання частина= |заголовок=Industrial Burners Handbook |оригінал= |посилання=https://books.google.com.ua/books?id=cCJ_YyAEqnQC&pg=PA557#v=onepage&q&f=false |відповідальний=Baukal Jr., Charles E., editor |видання= |місце=Boca Raton, FL|видавництво=CRC Press |рік=2004 |volume= |pages= |allpages= |серія= |isbn=0-8493-1386-4 |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор=Allen, David T. |частина=Air Pollution |посилання частина= |заголовок=Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання=4th |місце=New York |видавництво=John Wiley & Sons |рік=2004 |volume=1 |pages=372 |allpages= |серія= |isbn=978-0-471-48517-9 |doi=10.1002/0471238961.01091823151206.a01.pub2 |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор=Berglund, Ronald L. |частина=Exhaust Control, Industrial |посилання частина= |заголовок=Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання=4th |місце=New York |видавництво=John Wiley & Sons |рік=2004 |volume=9 |pages=510—512 |allpages= |серія= |isbn=978-0-471-48517-9 |doi=10.1002/0471238961.0524080102051807.a01 |тираж=}} {{ref-en}}

{{ecology-stub}}
[[Категорія:Оксиди азоту]]
[[Категорія:Забруднювальні речовини]]
[[Категорія:Забруднення атмосферного повітря]]
[[Категорія:Атмосферна хімія]]