NO₂ – Nitrogen dioxide

Tên cũ: nitơ đioxit · Còn gọi là: nitrogen(IV) oxide

Acidic oxide, khí độc nâu
Khí, nâu đỏ
Tan trong nước và tác dụng với nước tạo acid
M = 46

Nitrogen dioxide (NO₂, tên cũ: nitơ đioxit; còn gọi: nitrogen(IV) oxide) là oxide, chất khí màu nâu đỏ, tan trong nước và tác dụng với nước tạo acid; phân tử khối 46. Oxide của N⁺⁴ (số oxi hoá trung gian) nên vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử; là acidic oxide hỗn tạp (ứng với HNO₃ và HNO₂).

Cấu tạo của NO₂

Phân tử NO₂ gấp khúc, N ở giữa, góc O–N–O ≈ 134°, hai liên kết N–O bằng nhau (119,7 pm, bậc giữa 1 và 2). N có 5 electron hoá trị, hai O góp thêm nên tổng số electron hoá trị là 17 — số lẻ — vì vậy trên N còn một electron độc thân, không thể viết công thức Lewis thoả bát tử; electron này làm NO₂ thuận từ, có màu nâu đỏ và rất hoạt động. Hai phân tử NO₂ ghép đôi electron độc thân thành liên kết N–N tạo dime N₂O₄ không màu: 2NO₂ ⇌ N₂O₄ — cân bằng chuyển sang N₂O₄ khi làm lạnh hoặc nén, sang NO₂ khi đun nóng, nên màu bình khí đậm nhạt theo nhiệt độ. N ở số oxi hoá +4 (trung gian) nên NO₂ vừa oxi hoá vừa khử.

Thông số vật lý của NO₂

Đại lượng	Giá trị	Ghi chú
Phân tử khối	46	tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (N 14, O 16)
Khối lượng mol chính xác	46,005 g/mol	theo nguyên tử khối IUPAC (N 14,007, O 15,999)
Trạng thái, màu	khí, nâu đỏ, mùi xốc, rất độc
Nhiệt độ sôi	21,2 °C	ở 1 atm (Wikipedia/CRC: 21,15 °C; NIST: 295,08 K) — chỉ nhỉnh hơn nhiệt độ phòng, nên NO₂ dễ hoá lỏng thành chất lỏng nâu vàng và được chở dưới dạng lỏng (chủ yếu là N₂O₄)
Nhiệt độ nóng chảy	−9,3 °C	Wikipedia/CRC; chất rắn không màu thực chất là N₂O₄ (trang "Dinitrogen tetroxide" cho −11,2 °C)
Khối lượng riêng (khí)	1,88 g/L	Wikipedia dẫn CRC (khớp khí lí tưởng ở 25 °C, 1 atm); nặng hơn không khí khoảng 1,6 lần (M = 46 so với 29, quy ước SGK) — khí thực tế là hỗn hợp NO₂/N₂O₄ nên còn nặng hơn
Cân bằng đime hoá	2NO₂ ⇌ N₂O₄, ΔH = −57,23 kJ/mol	NO₂ nâu đỏ, N₂O₄ không màu; làm lạnh cân bằng chuyển sang N₂O₄ (dưới −11,2 °C gần như chỉ còn N₂O₄), đun nóng màu nâu đậm lên; ở 150 °C NO₂ bắt đầu phân huỷ: 2NO₂ → 2NO + O₂
Liên kết N–O	119,7 pm	bậc liên kết giữa 1 và 2 (hai liên kết bằng nhau); góc O–N–O 134°, phân tử gấp khúc
Từ tính	thuận từ	phân tử có 17 electron hoá trị, một electron độc thân trên N — vì thế dễ ghép đôi thành N₂O₄
Độ tan trong nước	tác dụng với nước	không đo được độ tan vật lí: 2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂, HNO₂ phân huỷ tiếp cho NO nên tổng lại 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO; có O₂ thì 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.

Thành phần nguyên tố của NO₂

Nguyên tố	NTKNguyên tử khối	Số ng.tửSố nguyên tử	KLKhối lượng	% khối lượng
N nitrogen	14	1	14	30,43 %
O oxygen	16	2	32	69,57 %
TổngPhân tử khối NO₂		3	46	100 %

NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %N = 14 ÷ 46 × 100 % = 30,4 %.

Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ

Số mol

Khối lượng (g)

Thể tích dung dịch (mL)

Khối lượng: m = n × M = 0,25 × 46; 11,5 g
Số phân tử: N = n × N_A = 0,25 × 6,022 × 10²³; 1,506 × 10²³
Nồng độ mol: C_M = n / V = 0,25 / 0,25; 1 M

M = phân tử khối (g/mol); N_A = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.

Điều chế NO₂

Phòng thí nghiệm: Cu + 4HNO₃ (đặc) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O; nhiệt phân muối nitrate: 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂. Công nghiệp: oxi hoá NO bằng oxi không khí 2NO + O₂ → 2NO₂ (quá trình Ostwald).

Tính chất hoá học của NO₂

Oxide của N⁺⁴ (số oxi hoá trung gian) nên vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử; là acidic oxide hỗn tạp (ứng với HNO₃ và HNO₂).

Với nước: 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO; khi có oxi: 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃ (giai đoạn cuối sản xuất HNO₃).
Với dung dịch kiềm: 2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O.
Đime hoá thuận nghịch khi làm lạnh: 2NO₂ ⇌ N₂O₄ (N₂O₄ không màu).

Lỗi thường gặp với NO₂

Viết NO₂ + NaOH → NaNO₂ + H₂O (hoặc chỉ NaNO₃). NO₂ là oxide "hỗn tạp" của N⁺⁴: tác dụng với kiềm cho cả nitrate và nitrite vì N⁺⁴ tự oxi hoá – khử: 2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O.
Viết Cu + HNO₃ đặc sinh NO, hoặc HNO₃ loãng sinh NO₂. HNO₃ đặc bị khử đến NO₂ (khí nâu đỏ): Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O; HNO₃ loãng cho NO không màu, hoá nâu ngoài không khí: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O. Khí nâu thấy ở miệng ống nghiệm với acid loãng là NO₂ tạo thành từ NO + O₂ không khí.
Cho NO₂ chỉ là chất oxi hoá. N ở +4 là số oxi hoá trung gian: NO₂ là chất oxi hoá mạnh (đốt cháy được nhiều chất, H270) nhưng cũng bị O₂, O₃ oxi hoá lên +5: 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃ — bước cuối sản xuất nitric acid.
Nhầm "NO₂ trong ao tôm" với khí NO₂. Thông số NO₂ của nước ao nuôi là ion nitrite NO₂⁻ tan trong nước (sinh ra khi vi khuẩn oxi hoá NH₃/NH₄⁺), không phải khí nitrogen dioxide; cách xử lý là tăng sục khí, thay nước, chế phẩm vi sinh, không liên quan đến khí nâu đỏ này.
Coi màu nâu là màu cố định của "khí NO₂". Bình khí luôn là hỗn hợp cân bằng 2NO₂ ⇌ N₂O₄; ngâm vào nước đá màu nhạt đi vì cân bằng chuyển sang N₂O₄ không màu, đun nóng lại đậm lên — thí nghiệm kinh điển về chuyển dịch cân bằng theo nhiệt độ.

Ứng dụng của NO₂

Ứng dụng	Dựa trên tính chất nào
Sản xuất nitric acid (quá trình Ostwald)	NO₂ là chất trung gian: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (xúc tác Pt); 2NO + O₂ → 2NO₂; hấp thụ có mặt O₂: 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃
Chất oxi hoá trong nhiên liệu tên lửa (dạng N₂O₄)	N₂O₄ lỏng ở nhiệt độ phòng, chứa nhiều oxygen ở N⁺⁴ và tự bốc cháy khi gặp hydrazine nên không cần hệ thống đánh lửa; cặp N₂O₄/hydrazine dùng ở nhiều tên lửa và tàu vũ trụ
Điều chế muối nitrate khan	NO₂ oxi hoá và nitrate hoá oxide kim loại: MO + 3NO₂ → M(NO₃)₂ + NO (M là kim loại hoá trị II), cho nitrate không lẫn nước kết tinh
Chỉ số đánh giá chất lượng không khí	NO₂ sinh ra từ động cơ, bếp gas, nhà máy; dưới ánh sáng nó phân li thành NO và O rồi tạo ozone mặt đất — thành phần của sương mù quang hoá — và cùng SO₂ gây mưa acid, nên được đo liên tục trong các trạm quan trắc

Nhận biết NO₂

Khí màu nâu đỏ, mùi xốc; tan trong nước cho dung dịch acid làm quỳ tím hoá đỏ. Khí NO không màu hoá nâu đỏ ngoài không khí chính là do tạo thành NO₂.

An toàn và bảo quản NO₂

Oxi hoá (GHS03), khí nén (GHS04), ăn mòn (GHS05), độc (GHS06) — H270: có thể gây cháy hoặc làm cháy mạnh hơn; H330: tử vong nếu hít phải; H314: gây bỏng da và tổn thương mắt nghiêm trọng

Phân loại trên là phân loại hài hoà của nitrogen dioxide dạng khí (ECHA C&L, chỉ số 007-002-00-0). Nguy hiểm đặc biệt: 100–200 ppm chỉ gây rát mũi họng nhẹ, 250–500 ppm gây phù phổi, trên 1 000 ppm tử vong vì phổi ngập dịch — nhưng triệu chứng thường xuất hiện muộn sau nhiều giờ, khi nạn nhân tưởng đã ổn. Ngưỡng nguy hiểm tức thời (IDLH) 13 ppm, giới hạn ngắn hạn 1 ppm. Khí nặng hơn không khí, tích tụ ở chỗ thấp; sinh ra khi đốt cháy ở nhiệt độ cao, khi kim loại tác dụng với HNO₃ đặc, khi nhiệt phân muối nitrate.

Hít phải: ra chỗ thoáng, nằm nghỉ, thở oxygen nếu có; đến cơ sở y tế và theo dõi nhiều giờ sau đó dù không thấy triệu chứng, vì phù phổi có thể đến sau. Vào mắt, dính da: rửa nước ít nhất 15 phút. Rò rỉ trong phòng thí nghiệm: làm trong tủ hút, hấp thụ khí dư bằng dung dịch NaOH (2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O); không dùng dung môi hữu cơ hay giẻ lau ướt dầu gần NO₂ (chất oxi hoá mạnh).

Bảo quản: Bình N₂O₄/NO₂ lỏng: nơi mát, khô, thoáng, xa chất cháy, chất khử, kim loại bột, ammonia và hydrazine; NO₂ ẩm tạo HNO₃ ăn mòn thép nên bình phải khô. Trong phòng thí nghiệm không lưu trữ NO₂: điều chế lượng nhỏ trong tủ hút khi cần (Cu + HNO₃ đặc), thu bằng cách đẩy không khí vào bình có nút, dùng ngay, khí dư dẫn vào dung dịch NaOH.

Phản ứng tiêu biểu của NO₂ (18)

Xem tất cả 18 phản ứng →

Tự luyện về NO₂

Gom từ bài tập của các phản ứng có nitrogen dioxide và câu hỏi riêng cho chất.

1. Khí thoát ra khi cho Cu vào HNO₃ đặc có màu

A. không màuB. vàng lụcC. nâu đỏD. xanh

Đáp án C. Sản phẩm khử là NO₂, khí màu nâu đỏ.

2. Chất rắn thu được khi nhiệt phân hoàn toàn Cu(NO₃)₂ là

A. CuOB. CuC. Cu₂OD. Cu(NO₂)₂

Đáp án A. Muối nitrate của kim loại từ Mg đến Cu nhiệt phân cho oxide kim loại: 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂.

3. Trong phản ứng C + HNO₃ (đặc, nóng) → CO₂ + NO₂ + H₂O, chất oxi hoá là

A. CB. HNO₃C. CO₂D. H₂O

Đáp án B. N⁺⁵ trong HNO₃ nhận 1e tạo N⁺⁴ (NO₂) nên HNO₃ là chất oxi hoá; C⁰ → C⁺⁴ là chất khử.

4. Ngâm bình đựng hỗn hợp khí NO₂ và N₂O₄ vào chậu nước đá, màu nâu của bình nhạt dần. Kết luận đúng là

A. phản ứng 2NO₂ → N₂O₄ thu nhiệtB. phản ứng 2NO₂ → N₂O₄ toả nhiệtC. NO₂ bị hoá lỏng hếtD. NO₂ phân huỷ thành NO và O₂

Đáp án B. Giảm nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều toả nhiệt (nguyên lí Le Chatelier). Màu nhạt đi chứng tỏ NO₂ (nâu) chuyển thành N₂O₄ (không màu), tức chiều thuận 2NO₂ ⇌ N₂O₄ là chiều toả nhiệt (ΔH < 0).

5. Cho 0,4 mol NO₂ hấp thụ hết vào dung dịch NaOH dư. Số mol NaNO₃ thu được là

A. 0,4B. 0,2C. 0,1D. 0,8

Đáp án B. 2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O: N⁺⁴ vừa bị oxi hoá lên +5 vừa bị khử xuống +3 với tỉ lệ 1 : 1, nên 0,4 mol NO₂ cho 0,2 mol NaNO₃ và 0,2 mol NaNO₂.

6. Hấp thụ hoàn toàn hỗn hợp NO₂ và O₂ vào nước dư, thu được dung dịch chỉ chứa HNO₃ và không còn khí. Tỉ lệ mol NO₂ : O₂ trong hỗn hợp là

A. 1 : 1B. 2 : 1C. 4 : 1D. 3 : 1

Đáp án C. Để toàn bộ N⁺⁴ lên N⁺⁵ mà không sinh NO cần đúng tỉ lệ của phản ứng 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃, tức NO₂ : O₂ = 4 : 1. Thiếu O₂ sẽ có NO thoát ra (3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO); thừa O₂ thì còn khí dư.

Câu hỏi thường gặp về NO₂

Khí NO₂ có độc không?

Rất độc: nitrogen dioxide xếp loại "tử vong nếu hít phải" (H330) và ăn mòn (H314). Khí tan vào niêm mạc phổi tạo HNO₃, HNO₂ gây phù phổi; điều nguy hiểm là triệu chứng nặng thường xuất hiện muộn vài giờ sau khi hít (ngưỡng ở mục An toàn). NO₂ có trong khí thải động cơ, khói bếp gas và khi làm thí nghiệm với HNO₃ đặc.

Khí NO₂ màu gì, vì sao?

Màu nâu đỏ, mùi xốc. Màu gắn với electron độc thân trên N của phân tử NO₂: khi hai phân tử ghép đôi electron thành N₂O₄ thì hết màu. Vì vậy bình khí nhạt màu khi làm lạnh (nhiều N₂O₄) và đậm lên khi đun nóng. NO không màu hoá nâu ngoài không khí chính là do tạo thành NO₂.

NO₂ là oxit gì?

NO₂ là acidic oxide (tên cũ: oxit axit), thuộc loại "hỗn tạp": tác dụng với nước hay kiềm cho cả acid/muối của N⁺⁵ và N⁺³, ví dụ 2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O. Với nước, HNO₂ sinh ra không bền nên phương trình thường viết 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO. Khác NO và N₂O là oxide trung tính, không tác dụng với nước, acid, base.

NO₂ tác dụng với nước tạo ra gì?

Tạo nitric acid và nitrous acid: 2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂; HNO₂ kém bền phân huỷ tiếp (3HNO₂ → HNO₃ + 2NO + H₂O) nên tổng lại 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO. Khi có O₂ (như trong tháp hấp thụ sản xuất HNO₃) toàn bộ chuyển thành HNO₃: 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃. Dung dịch thu được làm quỳ tím hoá đỏ.

NO₂ và N₂O₄ khác nhau thế nào?

N₂O₄ là dime của NO₂ — hai phân tử NO₂ ghép electron độc thân thành liên kết N–N. NO₂ màu nâu đỏ, thuận từ; N₂O₄ không màu, nghịch từ, là dạng tồn tại chính ở thể lỏng và rắn. Hai chất luôn ở cân bằng 2NO₂ ⇌ N₂O₄ (ΔH = −57,23 kJ/mol): lạnh thiên về N₂O₄, nóng thiên về NO₂; tăng áp suất cũng đẩy cân bằng về phía N₂O₄ vì số mol khí giảm.

NO₂ trong ao tôm có phải là khí NO₂ không?

Không. "NO₂ trong ao" là ion nitrite NO₂⁻ hoà tan trong nước, sinh ra khi vi khuẩn oxi hoá ammonia từ thức ăn thừa, chất thải; nó gây độc cho tôm cá qua máu, không phải khí nâu đỏ nitrogen dioxide. Xử lý bằng sục khí, thay nước, vi sinh chuyển nitrite thành nitrate NO₃⁻ — không phải bằng cách "hút khí".

NO₂ và SO₂

	NO₂	SO₂
Phân tử khối	46	64
Màu, mùi	nâu đỏ, mùi xốc	không màu, mùi hắc
Nhiệt độ sôi (1 atm)	21,2 °C (dễ hoá lỏng ở nhiệt độ phòng)	−10 °C
Electron	17 electron hoá trị, 1 electron độc thân, thuận từ; đime hoá 2NO₂ ⇌ N₂O₄	số chẵn electron, nghịch từ, không đime hoá
Góc liên kết	134°	119°
Với nước	phản ứng, không thuận nghịch: 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO	tan và cân bằng: SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃
Với NaOH	cho hai muối: 2NO₂ + 2NaOH → NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O	cho một muối: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
Tính chất oxi hoá – khử	oxi hoá mạnh là chính (khí oxi hoá H270), cũng bị O₂ oxi hoá lên +5	khử là chính (mất màu Br₂, KMnO₄), oxi hoá được H₂S
Phân loại nguy hiểm	tử vong nếu hít (H330), ăn mòn (H314), oxi hoá (H270)	độc khi hít (H331), ăn mòn (H314)

Tài liệu tham khảo

Bộ GD&ĐT, Hoá học 11 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 1 Khái niệm về cân bằng hoá học (thí nghiệm 2NO₂ ⇌ N₂O₄ đổi màu theo nhiệt độ), bài 6 Một số hợp chất của nitrogen với oxygen (NO₂, HNO₃, mưa acid, sương mù quang hoá).
Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 10 Oxide (phân loại oxide).
NIST Chemistry WebBook, "Nitrogen dioxide", Phase change data, webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C10102440 — nhiệt độ sôi 295,08 K (Thorpe 1880).
Wikipedia, "Nitrogen dioxide" (infobox dẫn CRC Handbook, NIOSH; mục Properties, Preparation, Selected reactions, Safety and pollution), en.wikipedia.org — nhiệt độ nóng chảy −9,3 °C, nhiệt độ sôi 21,15 °C, khối lượng riêng 1,880 g/L, liên kết N–O 119,7 pm, thuận từ (trạng thái doublet), 2NO₂ ⇌ N₂O₄ với ΔH = −57,23 kJ/mol và gần như toàn bộ N₂O₄ dưới −11,2 °C, phân huỷ ở 150 °C, 2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂, MO + 3NO₂ → M(NO₃)₂ + NO, quang phân dưới 400 nm tạo ozone, bếp gas và động cơ là nguồn NO₂, ngưỡng 100–200 / 250–500 / trên 1 000 ppm và triệu chứng muộn, IDLH 13 ppm, REL 1 ppm.
Wikipedia, "Dinitrogen tetroxide" (infobox, mục Use as a rocket propellant), en.wikipedia.org — nhiệt độ nóng chảy −11,2 °C, nhiệt độ sôi 21,69 °C, nghịch từ, tự bốc cháy với hydrazine, chất oxi hoá tên lửa lưu trữ được ở nhiệt độ phòng.
Wikipedia, "VSEPR theory" (mục phân tử số lẻ electron) và "Molecular geometry", en.wikipedia.org — góc O–N–O của NO₂ 134°; góc O–S–O 119° (bảng so sánh).
Wikipedia, "Sulfur dioxide" (infobox), en.wikipedia.org — nhiệt độ sôi −10 °C (bảng so sánh).
ECHA CHEM, C&L Inventory: nitrogen dioxide, EC 233-272-6, chỉ số 007-002-00-0, chem.echa.europa.eu — phân loại hài hoà Ox. Gas 1 (H270), Press. Gas, Acute Tox. 2 (H330), Skin Corr. 1B (H314), hình đồ GHS03, GHS04, GHS05, GHS06; sulphur dioxide, EC 231-195-2 — H331, H314 (bảng so sánh).

Cùng nhóm oxide

Xem tất cả hợp chất →

Cập nhật: 24/9/2026

NO2 – Nitrogen dioxide

Cấu tạo của NO2

Thông số vật lý của NO2

Thành phần nguyên tố của NO2

Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ

Điều chế NO2

Tính chất hoá học của NO2

Lỗi thường gặp với NO2

Ứng dụng của NO2

Nhận biết NO2

An toàn và bảo quản NO2

Phản ứng tiêu biểu của NO2 (18)

Tự luyện về NO2

Câu hỏi thường gặp về NO2

NO2 và SO2