四氧化二氮的性质和注意事项

一、四氧化二氮的性质
（一）物理性质
四氧化二氮（化学式为N₂O₄）是一种无机化合物，常温常压下为红棕色气体，冷却或加压后会转变为黄棕色液体，其蒸气密度大于空气，会沿地面扩散，易在低洼处积聚。它本身无明显气味，易液化，在自身蒸气压下可作为液化气体运输，液态时相对密度大于水，难溶于冷水，易溶于有机溶剂（如乙醚、乙醇等）。其熔点约为-11.2℃，沸点约为21.2℃，临界温度158℃，临界压力10.13MPa，常温下易挥发，挥发后迅速恢复红棕色气态。
（二）化学性质
1. 可逆二聚反应：四氧化二氮不稳定，易与二氧化氮（NO₂）发生可逆转化，构成动态平衡体系（N₂O₄ ⇌ 2NO₂），该平衡受温度影响显著，温度升高时平衡向生成NO₂的方向移动，气体颜色会加深（NO₂为深棕色），温度降低则向生成N₂O₄的方向移动，颜色变浅甚至变为无色，这一特性是其重要的化学特征之一。
2. 强氧化性：N₂O₄是一种强氧化剂，自身不燃烧，但能显著加速可燃物质的燃烧，与许多还原性物质（如金属粉末、有机物、硫、磷等）接触会发生剧烈反应，甚至引发燃烧或爆炸，这一性质使其常被用作火箭推进剂的氧化剂。
3. 与水及碱的反应：四氧化二氮易与水发生反应，分解生成硝酸和一氧化氮（NO），反应方程式为3N₂O₄ + 2H₂O = 4HNO₃ + 2NO↑，生成的硝酸具有强腐蚀性；同时它也能与碱反应，生成硝酸盐和亚硝酸盐。
4. 热稳定性：常温下N₂O₄相对稳定，但在高温、光照或震动条件下会发生分解，分解过程为吸热反应，吸收热量的同时释放出NO₂，高温下分解更为彻底，极端情况下可能引发容器内压力骤升，导致容器破损。
5. 其他反应特性：与氧气接触可生成剧毒的二氧化氮；与甲醛在接近180℃时，原本缓慢的反应会变得剧烈爆炸；与锰、钾等金属接触时，金属会在其中引燃，具有较强的反应活性。
二、四氧化二氮的注意事项
（一）危险性警示
四氧化二氮属于剧毒、腐蚀性、氧化性危险化学品，根据NFPA 704危险等级标准，其健康危害等级为3级，可造成严重或永久性人身伤害；具有氧化性（标记为OX），易燃性和不稳定性等级均为0级，常温下稳定但氧化性极强。其蒸气可通过吸入、皮肤吸收侵入人体，对呼吸道、眼睛、皮肤和黏膜造成强烈刺激和腐蚀，长期或高浓度接触会引发中毒，严重时可导致肺部损伤、呼吸困难、化学性肺炎甚至死亡；液体接触皮肤或眼睛会造成严重灼伤；同时其氧化性可助燃，与可燃物质混合易引发火灾或爆炸，泄漏后会对环境造成严重污染，对水体、土壤和植被产生腐蚀性危害，其与偏二甲肼搭配作为火箭推进剂时，燃烧产物对人体损害更大，曾引发过伤亡事故。