Gli ossidi

L'azoto è in grado di formare diversi ossidi:

    il monossido di azoto (NO)
    il diossido di azoto o ipoazotide (NO2, anche come dimero N2O4)
    l'ossido di diazoto o protossido di azoto (N2O)
    il triossido di diazoto o anidride nitrosa (N2O3)
    il pentossido di diazoto o anidride nitrica (N2O5)

Produzione durante la combustione

La sigla (NOx) identifica in modo generico gli ossidi di azoto che si producono come sottoprodotti durante una combustione che avvenga utilizzando aria (dal camino a legna, al motore delle automobili, alle centrali termoelettriche).

La quantità e la qualità della miscela di NOx dipende dalla sostanza combusta e dalle condizioni in cui la combustione avviene.
Meccanismi di produzione

Gli NOx si formano in generale secondo tre meccanismi:

    Prompt: NOx si forma nella parte iniziale della combustione, dove si è in forte presenza di sostanze intermedie molto aggressive che quindi attaccano anche l'azoto. In linea generale la quantità di produzione di prompt NOx è nettamente inferiore rispetto a thermal o fuel
    Thermal: NOx si forma a partire dall'azoto presente in atmosfera in presenza di elevate temperature e di una grossa quantità di ossigeno, specialmente nei motori a combustione interna. Va precisato che, in caso di combustione ideale, tra i prodotti della stessa non ci sarebbero gli ossidi di azoto, visto che quest'ultimo, come noto, è inerte a temperature contenute. Pertanto è proprio a causa delle elevate temperature raggiunte durante le fasi intermedie della combustione che le molecole di azoto (N2) si dissociano in azoto atomico che risulta invece estremamente reattivo a contatto con ossigeno, a sua volta atomicamente dissociato, portando alla formazione di NO. Il successivo drastico abbassamento di temperatura, riscontrabile nella fase terminale della combustione nei motori alternativi o lontano dalla fiamma nei bruciatori di caldaie, congela la reazione sopra descritta impedendo la riassociazione dell'azoto e dell'ossigeno, scaricando quindi a valle il sottoprodotto NO.
    Fuel: Si chiamano fuel NOx gli ossidi di azoto prodotti a partire dall'azoto presente nel combustibile. Combustibili solidi (carbone) possono avere una percentuale di azoto che varia 0,5-2%

Accorgimenti

Per limitare e controllare le emissioni di NOx è dunque fondamentale che:

    La carburazione avvenga nel modo più uniforme possibile, evitando picchi di temperatura. Una combustione "magra" sarà caratterizzata da elevati livelli di NOx, riconoscibili anche visivamente dal tipico colore giallastro dei fumi. Il compromesso fondamentale da fare è con il monossido di carbonio (CO) che si forma a basse temperature di combustione. Se ne deduce che la finestra stechiometrica di esercizio della combustione può essere alquanto ristretta fra i limiti di emissioni di NOx e di CO.
    Sia utilizzato un dispositivo EGR che immettendo in camera di combustione gas combusti (inerti) riduce le temperature massime di combustione.
    Sia installata una Marmitta catalitica, componente che favorisce la reazione molecolare.
    Si utilizzino catalizzatori (SCR - Selective Catalytic Reduction) o metodi di iniezione di reagenti direttamente in camera di combustione (SNCR - Selective Non-Catalytic Reduction). Entrambi utilizzano come reagenti ammoniaca in soluzione acquosa, oppure urea.

Produzione

Una delle principali fonti è il motore a combustione interna degli autoveicoli; gli ossidi di azoto si formano in virtù della temperatura che viene raggiunta durante la combustione del carburante.
Effetti nocivi

Gli ossidi di azoto sono considerati sostanze inquinanti dell'atmosfera e si ritiene che aggravino le condizioni dei malati di asma. Alcuni di essi in presenza di radiazione solare possono reagire con l'ossigeno formando ozono e altri composti del cosiddetto smog fotochimico se in presenza anche di idrocarburi incombusti (HC). Il triossido ed il pentossido di diazoto sono solubili in acqua e con l'umidità atmosferica possono formare acido nitroso e acido nitrico, entrambi presenti nelle cosiddette "piogge acide".