Wat zijn de bronnen van stikstofmonoxide?

Inhoud

• Ostwald-proces
• straal
• Automotoren
• Je lichaam

Stikstofmonoxide behoort tot een klasse van zeer reactieve moleculen die vrije radicalen worden genoemd. Net als andere vrije radicalen heeft het een ongepaard elektron; bijgevolg leeft het zeer weinig tijd in de meeste milieu's. Wanneer het wordt geproduceerd door verbranding in automotoren, reageert het bijvoorbeeld snel met zuurstof om stikstofdioxide te vormen. Verschillende bronnen genereren stikstofoxide in de natuur en in de industrie.

De verbranding van benzine in automotoren produceert de ideale geleiding voor de vorming van stikstofoxide (Thomas Northcut / Photodisc / Getty Images)

Ostwald-proces

Voor industriële doeleinden is stikstofmonoxide een ander ongewenst bijproduct van verbrandingsreacties dan een gewenst eindproduct. Een van zijn grootste industriële toepassingen is als onderdeel van het Ostwald-proces, waarbij ammoniak verbrandt of wordt gecombineerd met zuurstof om stikstofmonoxide en water te vormen. Het oxide wordt vervolgens gebruikt om stikstofdioxide te maken, dat wordt gecombineerd met water om salpeterzuur te vormen. Salpeterzuur heeft verschillende toepassingen in de chemische industrie, vooral bij de productie van meststoffen zoals ammoniumnitraat, dat wordt geproduceerd door salpeterzuur te combineren met ammoniak.

straal

Bij kamertemperatuur reageren stikstof en zuurstof niet. Er zijn hoge temperaturen nodig om deze reactie te laten plaatsvinden (en hoge temperaturen zijn precies wat in de buurt van een blikseminslag is). Net als in het Ostwald-proces reageert het stikstofoxide dat wordt gevormd door de straal snel met zuurstof om stikstofdioxide te vormen. Gezien hun nauwe verwantschap worden stikstofmonoxide en stikstofdioxide soms gezamenlijk NOx of stikstofoxiden genoemd.

Automotoren

Een andere plaats waar een vergelijkbare opeenvolging van reacties plaatsvindt, is in de cilinders van een auto, waar hoge temperaturen veroorzaken dat stikstof en zuurstof reageren om stikstofmonoxide te vormen. Stikstofdioxide dat wordt geproduceerd door automotoren en elektriciteitscentrales, is het belangrijkste onderdeel van stedelijke vervuiling. Stikstofdioxide kan reageren met water en zowel salpeterig als salpeterzuur vormen; deze zuren kunnen de pH van regenwater verlagen en bijdragen aan zure regen.

Je lichaam

Stikstofmonoxide is een reactieve verbinding die zich vermengt met zuurstof tot een lelijke bruine vervuiler. Het lijkt op het eerste gezicht contra-intuïtief dat dit onaangename kleine molecuul een rol zou spelen in zijn biologie. In feite echter, sommige cellen in uw lichaam synthetiseren stikstofmonoxide uit arginine (een aminozuur) met behulp van een enzym genaamd NO-synthase. Stikstofmonoxide werkt voornamelijk als een signaalmolecuul dat responsen in nabijgelegen cellen activeert. Onder de verschillende routes met stikstofoxidesignalering zijn vaatverwijding (ontspanning van de spier rond bloedvaten) en erectie van de penis. Sommige bloedcellen produceren stikstofoxide om bacteriën of virussen te vernietigen nadat ze zijn omsingeld.