חנקן דו-חמצני

בדרך כלל מיוצר חנקן דו־חמצני מתגובה של חנקן חמצני (NO) עם חמצן אטמוספירי

• ${\displaystyle 2NO+O_{2}\Rightarrow 2NO_{2}}$

במעבדה ניתן לייצר חנקן דו־חמצני בתהליך דו שלבי: פרוק חומצה חנקתית נותן דו חנקן חמש חמצני (N₂O₅) העובר אחר כך פרוק בחימום:

• ${\displaystyle 2HNO_{3}\Rightarrow N_{2}O_{5}+H_{2}O}$
• ${\displaystyle 2N_{2}O_{5}\Rightarrow 4NO_{2}+O_{2}}$

NO2 נוצר גם מפרוק תרמי של כמה מלחי ניטראט למשל:

• ${\displaystyle 2Pb(NO_{3})_{2}\Rightarrow 2PbO+4NO_{2}+O_{2}}$

מחיזור חומצה חנקתית על ידי נחושת

• ${\displaystyle Cu+4HNO_{3}\Rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2H_{2}O+2NO_{2}}$

או בתגובה בין בדיל לחומצה חנקתית

• ${\displaystyle Sn+4HNO_{3}\Rightarrow H_{2}O+H_{2}SnO_{3}+4NO_{2}}$

NO₂ נמצא בשיווי משקל עם הדימר N₂O₄

• ${\displaystyle 2NO_{2}\Leftrightarrow N_{2}O_{4}}$

שינוי האנתלפיה בתגובה ${\displaystyle \Delta H=-57.23kJ/mol}$ כלומר הדימריזציה אקסותרמית ולכן הצורה NO₂ תועדף בטמפרטורות גבוהות וככל שהטמפרטורה נמוכה ייטה שיווי המשקל לטובת הדימר N₂O₄ שהוא דיאמגנטי וחסר צבע מכאן ההבדלים בצבע הגז בטמפרטורות שונות כמודגם בצילום.

ב־150°C החומר מתפרק ל־NO ולחמצן

• ${\displaystyle 2NO_{2}\Rightarrow 2NO+O_{2}}$ , הפירוק אנדותרמי ${\displaystyle \Delta H=114kJ/mol}$

בשל חולשת הקשר חנקן־חמצן במולקולה NO₂ הוא מחמצן חזק ועשוי להגיב בעצמה ולעיתים בפיצוץ עם תרכובות רבות כדוגמת פחמימנים.

הידרוליזה

חנקן דו־חמצני עובר הידרוליזה ומתקבלת חומצה חנקיתית (HNO₂) וחומצה חנקתית (HNO₃)

• ${\displaystyle 2NO_{2}+H_{2}O\Rightarrow HNO_{2}+HNO_{3}}$