| wzór strukturalny | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ogólne | |||||||||
| Nazwa | Tlenek azotu (INN) | ||||||||
| Inne nazwy |
| ||||||||
| Formuła molekularna | N2 O | ||||||||
| Numer CAS | 10024-97-2 | ||||||||
| Krótki opis | bezbarwny gaz o słodkim zapachu | ||||||||
| informacje o lekach | |||||||||
| Grupa leków | Narkotyk | ||||||||
| Kod ATC | AX13 | ||||||||
| Właściwości | |||||||||
| Masa molowa | 44,01 g mola | ||||||||
| Stan materii | gazowy | ||||||||
| Gęstość | 1,85 kg m | ||||||||
| Temperatura topnienia | -91°C | ||||||||
| Temperatura wrzenia | -88 °C | ||||||||
| Ciśnienie pary | 51 barów (20°C) | ||||||||
| Rozpuszczalność | 1,2 g/l w wodzie | ||||||||
| Instrukcje bezpieczeństwa | |||||||||
| |||||||||
| MAK | 180 mg/m | ||||||||
| Tam, gdzie jest to możliwe i powszechne, używane są jednostki SI. O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą standardowych warunków. | |||||||||
Tlenek azotu to bezbarwny gaz z grupy tlenków azotu, znany pod potoczną nazwą gaz rozweselający . Chemiczny wzór cząsteczkowy gazu to N2 O. W starszej literaturze podtlenek azotu jest również znany jako podtlenek azotu lub podtlenek azotu dzwoniono.
Historia
Chemik Humphry Davy odkrył specjalne właściwości lecznicze w 1799 roku poprzez własne eksperymenty.Pierwszym dentystą, który użył podtlenku azotu jako środka znieczulającego, był Horace Wells z Hartford w stanie Connecticut. Zaczął używać gazu do ekstrakcji zębów w 1844 roku po przypadkowym obserwowaniu jego działania łagodzącego ból podczas zabawnej, uczciwej praktyki w tamtych czasach.
Nazwa pochodzenia
Nazwa chemiczna podtlenku azotu pochodzi od składu chemicznego gazu. Istnieją różne założenia dotyczące pochodzenia nazwy gazu rozweselającego. Najpopularniejsza jest sugestia, że nazwa wywodzi się z euforii, która może pojawić się podczas wdychania, wywołując śmiech konsumenta. Inne założenia są takie, że wdychanie gazu może powodować skurcze przepony, które osoby postronne interpretują jako śmiech, ale nie mają charakteru euforycznego. Po jego odkryciu gaz rozweselający był początkowo używany w cyrkach i na targach, aby rozbawić publiczność, co może być również faktycznym pochodzeniem nazwy.
Produkcja i występowanie
Jest wytwarzany przez kontrolowany rozkład termiczny saletry amonowej NH4 NIE3 lub w reakcji amoniaku z kwasem azotowym:
Podtlenek azotu jest uwalniany nie tylko bezpośrednio przez człowieka, ale także pośrednio poprzez intensywne rolnictwo. Gdy w glebie brakuje tlenu, nawóz azotowy zamienia się w podtlenek azotu.
Ostatnie badania wykazały również, że środki mające na celu zmniejszenie emisji podtlenku azotu z procesów spalania prowadzą do niekiedy znacznego wzrostu emisji podtlenku azotu. Na przykład, bardzo wysokie emisje podtlenku azotu występują w elektrowniach ze spalaniem w cyrkulacyjnym złożu fluidalnym, które w wyniku procesu charakteryzują się niską emisją podtlenku azotu. To samo dotyczy pojazdów silnikowych z regulowanym trójdrożnym katalizatorem, poprzez ich wpływ na globalny N2 Budżet O jest wciąż niepewny. Ponieważ jednak na całym świecie odsetek pojazdów wyposażonych w katalizatory będzie nadal rósł, stosowanie dzisiejszych katalizatorów trójdrożnych może również prowadzić do znacznego wzrostu N2 związanych z pojazdami. Obliczane są emisje O.
W przemyśle chemicznym synteza kwasu adypinowego (prekursor poliamidu) jest procesem, który uwalnia podtlenek azotu, który jest wymieniony w budżecie szklarniowym firm i jest również celem wysiłków redukcyjnych.
Właściwości
Podtlenek azotu jest niepalny, ale może utleniać inne substancje. Dlatego ma działanie palne. Jest słabo rozpuszczalny w wodzie.
N2 O to gaz cieplarniany. Dzięki widmu absorpcji pomaga zamknąć okno promieniowania, które w innym przypadku jest otwarte na przestrzeń kosmiczną. Przy średnim czasie przebywania w atmosferze wynoszącym 100 lat i stosunkowo wysokim molekularnym potencjale cieplarnianym jest to gaz mający wpływ na klimat. Dziś jego udział w antropogenicznym efekcie cieplarnianym wynosi około 5%.
N2 O przyczynia się do zubożenia warstwy ozonowej:wywołane promieniowaniem UV rozszczepienie ozonu na wolny atom tlenu i cząsteczkę O2 prowadzi do szeregu procesów chemicznych w dolnej stratosferze, w których utlenia się metan, para wodna, wodór cząsteczkowy i tlenki azotu. Tlenki azotu pochodzą z N2 O najpierw w tlenku azotu NO, potem dwutlenek azotu NO2 nad. Woda zamienia się w rodniki OH i OH2 (hydroksyl). Tutaj kończy się łańcuch utleniania dla związków wodorowych, natomiast dla związków azotu może dojść dalej do NO3 i N2 O5 .
W stratosferze podtlenek azotu reaguje z obecnym tam ozonem, tworząc tlenek azotu, a tym samym przyczynia się do zubożenia warstwy ozonowej:
Podtlenek azotu jest dopuszczony jako dodatek do żywności pod oznaczeniem E 942 jako propelent, na przykład do bitej śmietany.
Termodynamika
- Δf Hg :82,05 kJ/mol
- Sg, 1 bar :219,96 J/(mol K)
Fizjologia
Gaz pachnie lekko słodko. Wdychany ma silne działanie przeciwbólowe i słabe działanie narkotyczne. Efekty przeciwbólowe (łagodzące ból) występują przy stężeniu około 20 procent podtlenku azotu w powietrzu do oddychania. Mogą wystąpić halucynacje lub zmiany koloru. W zasadzie nie reaguje w organizmie, ale prawdopodobnie utlenia witaminę B12. Efekty działania podtlenku azotu są krótkotrwałe, po około piętnastu minutach efekty nie są już odczuwalne.Spożywanie podtlenku azotu prowadzi do zwiększonego postrzegania bodźców akustycznych u wielu osób.
Wykorzystanie
- W medycynie Gaz rozweselający jest używany jako gaz przeciwbólowy (przeciwbólowy) do celów znieczulających. Jest najstarszym i znieczulającym o stosunkowo niewielu skutkach ubocznych. Korzystanie z N2 O, działanie witaminy B12 i kwasu foliowego może zostać zakłócone, co prowadzi do konsekwencji niedokrwistości złośliwej. Aby osiągnąć efektywne stężenie 70%, musi być podawany z czystym tlenem. W nowoczesnym znieczuleniu działanie podtlenku azotu jest optymalizowane przez dodanie innych środków znieczulających. Korzystne jest, aby podczas znieczulenia gaz szybko wpływał i wypływał. Dyfuzja podtlenku azotu do jam ciała wypełnionych powietrzem może stać się problematyczna. Medyczne zastosowanie podtlenku azotu jako środka znieczulającego spadło w ostatnich latach.
- W technologii żywności Ze względu na działanie sterylizujące podtlenek azotu jest stosowany jako gaz pędny, najlepiej do produktów mleczarskich, m.in. B. do spieniania (zamiast ubijania ) bitej śmietany.
- Na scenie narkotykowej Gaz rozweselający jest używany ze względu na jego działanie halucynogenne i łatwą dostępność (kapsułki ze sprężonym gazem do bitej śmietany). Gaz jest zwykle napełniany do balonów za pomocą tak zwanego kapsuły i konsumowany z nich. Odurzenie trwa około 30 sekund do 3 minut, skutkiem czego jest silna euforia i wynikający z niej „kompulsywny śmiech”, zmiana percepcji hałasu (np. silne echo), mrowienie w kończynach i halucynacje senne. Używanie maski gazowej może prowadzić do braku tlenu, co może prowadzić do utraty przytomności i zatrzymania oddechu, aw kilku przypadkach już doprowadziło do śmierci użytkownika. W przypadku częstego spożywania prawdopodobnie istnieje ryzyko tymczasowego uszkodzenia nerwów w wyniku niedoboru witaminy B12.
- W technologii napędów , np. w samochodach osobowych, podtlenek azotu (w żargonie Nitro zwany) służy do zwiększania osiągów silnika silników benzynowych, ponieważ zawiera więcej tlenu niż powietrza. Ten tak zwany wtrysk podtlenku azotu wymaga jedynie stosunkowo niewielkich zmian konstrukcyjnych silnika i może w krótkim czasie zwiększyć jego osiągi o około 20 do 50%. „Nitro” jest wdmuchiwane ze zbiorników ciśnieniowych do przewodu wlotowego. Ten tuning jest szczególnie powszechny w USA, ale jego używanie na drogach publicznych jest zabronione zarówno tam, jak i w Niemczech i większości innych krajów. Najbardziej znanymi producentami systemów wtrysku podtlenku azotu są NOS, NX i Venom.
- W inżynierii rakietowej Podtlenek azotu jest używany jako utleniacz w rakietach hybrydowych, takich jak SpaceShipOne. Zaletą jest to, że można go upłynnić pod ciśnieniem bez chłodzenia. Dlatego do zastosowania w takich silnikach wymagany jest tylko jeden zawór dławiący, ale nie ma pompy paliwowej ani skomplikowanej technologii kriogenicznej.
Niebezpieczeństwa
W przypadku używania dużych butli z gazem w ciasnych, zamkniętych przestrzeniach istnieje niewielkie ryzyko uduszenia. Podtlenek azotu utlenia się (porównaj:test tlącego się wióra). Dlatego podczas używania podtlenku azotu nie powinno być otwartego ognia. Szczególne niebezpieczeństwa w przypadku niewłaściwego używania go jako leku:Jeśli podtlenek azotu jest wdychany bezpośrednio z kapsułek lub butli z gazem, usta, krtań i oskrzela mogą zamarznąć, ponieważ sprężony gaz rozluźnia się i ochładza (efekt Joule-Thomsona). Istnieje zwiększone ryzyko obrażeń spowodowanych upadkiem podczas „odchodzenia”. Inne nieprzyjemne skutki uboczne to łagodne nudności i bóle głowy. Nadmierna i niewłaściwa konsumpcja może również prowadzić do utraty przytomności i arytmii serca. W najgorszym przypadku istnieje ryzyko śmierci z powodu paraliżu oddechowego. Dodatkowo kapsułki z gazem rozweselającym z kapsułkami z dwutlenkiem węgla (CO2 ) mylić. W takim pomieszaniu istnieje poważne niebezpieczeństwo uduszenia. Aby się nie udusił, należy zapewnić stały dopływ tlenu.
Środki ratunkowe
Najważniejszym środkiem jest dopływ świeżego powietrza. Ponieważ gaz szybko ulatnia się z organizmu, lekarze pogotowia zwykle nie stwierdzają żadnych ostrych objawów zatrucia. Pacjenci powinni być wentylowani tlenem.
Źródła
- ↑ Karta charakterystyki (praxair)
- ↑ Baza danych substancji niebezpiecznych BGIA Gestis
