lustgas

strukturformel
Allmänt
Namn	Kväveoxid (INN)
Andra namn	Skratgas Kväveoxid Azooxid E942
Molekylformel	N2 O
CAS-nummer	10024-97-2
Kort beskrivning	färglös gas med en söt lukt
droginformation
Läkemedelsgrupp	Narkotika
ATC-kod	AX13
Egenskaper
Molarmassa	44,01 g mol
Sakens tillstånd	gasformig
Densitet	1,85 kg m
Smältpunkt	-91 °C
Kokpunkt	-88 °C
Ångtryck	51 bar (20°C)
Löslighet	1,2 g/l i vatten
Säkerhetsinstruktioner
Märkning av farliga ämnen O Oximous R- och S-fraser R:8 S:9-17 Observera den begränsade giltigheten av märkningen av farliga ämnen för läkemedel
MAK	180 mg m
Där det är möjligt och vanligt används SI-enheter. Om inget annat anges gäller de angivna uppgifterna under standardvillkor.

Kvävemonoxid är en färglös gas från gruppen kväveoxider, känd under trivialnamnet skrattgas . Den kemiska molekylformeln för gasen är N₂ O. I äldre litteratur är lustgas även känd som Kväveoxid eller lustgas ringde.

Historik

Kemisten Humphry Davy upptäckte de speciella medicinska egenskaperna genom självexperiment 1799. Den första tandläkaren som använde lustgas som bedövningsmedel var Horace Wells i Hartford, Connecticut. Han började använda gasen vid tandutdragning 1844 efter att av misstag observerat dess smärtlindrande effekter vid en dåtida nöjesövning.

Namn Ursprung

Det kemiska namnet dikväveoxid härrör från gasens kemiska sammansättning. Det finns olika antaganden om ursprunget till namnet skrattgas. Det mest populära är förslaget att namnet kommer från en eufori som kan uppstå vid inandning, vilket får konsumenten att skratta. Andra antaganden är att inandning av gasen kan orsaka diafragmaspasmer, som utomstående tolkar som skratt, men inte är euforiska till sin natur. Efter upptäckten användes lustgas till en början på cirkusar och på mässor för att roa allmänheten, vilket också kan vara det egentliga ursprunget till namnet.

Produktion och förekomst

Den tillverkas genom kontrollerad termisk nedbrytning av ammoniumnitrat NH₄ NEJ₃ eller genom reaktion av ammoniak med salpetersyra:

Lustgas frigörs inte bara direkt av människor, utan även indirekt genom intensivt jordbruk. När det är syrebrist i jorden omvandlas kvävegödsel till lustgas.

Nyligen genomförda studier har också visat att åtgärder för att minska kväveoxidutsläppen från förbränningsprocesser leder till en ibland betydande ökning av lustgasutsläppen. Till exempel finns mycket höga lustgasutsläpp i kraftverk med cirkulerande fluidiserad bäddförbränning, som har låga kväveoxidutsläpp på grund av processen. Detsamma gäller motorfordon med reglerad trevägskatalysator, via deras effekter på den globala N₂ O budget är fortfarande osäker. Men eftersom andelen fordon med katalysator kommer att fortsätta att öka över hela världen, kan användningen av dagens trevägskatalysatorer också leda till en betydande ökning av fordonsrelaterad N₂ O-utsläpp beräknas.

Inom den kemiska industrin är syntesen av adipinsyra (polyamidprekursor) en process som frigör lustgas, som är listad i företagens växthusbudget och också är ett mål för reduktionsarbetet.

Egenskaper

Lustgas är icke brandfarligt, men kan oxidera andra ämnen. Därför har det en brandfarlig effekt. Det är dåligt lösligt i vatten.

N₂ O är en växthusgas. Med sitt absorptionsspektrum hjälper den till att stänga ett strålningsfönster som annars är öppet mot rymden. Med en genomsnittlig atmosfärisk uppehållstid på 100 år och en relativt hög molekylär växthuspotential är det en klimatrelevant gas. Idag är dess bidrag till den antropogena växthuseffekten cirka 5 %.

N₂ O bidrar till ozonnedbrytning:UV-inducerad delning av ozon till en fri syreatom och en molekyl O₂ leder till en rad kemiska processer i den nedre stratosfären där metan, vattenånga, molekylärt väte och kväveoxider oxideras. Kväveoxiderna kommer från N₂ O först i kväveoxid NO, sedan kvävedioxid NO₂ ovan. Vatten omvandlas till radikalerna OH och OH₂ (hydroxyl). Här slutar oxidationskedjan för väteföreningarna, medan den för kväveföreningarna kan gå vidare till NO₃ och N₂ O₅ .

I stratosfären reagerar lustgas med det ozon som finns där och bildar kväveoxid och bidrar därmed till ozonnedbrytning:

Lustgas är godkänd som livsmedelstillsats under beteckningen E 942 som drivmedel, till exempel för vispgrädde.

Termodynamik

• Δ_f H_g :82,05 kJ/mol
• S_{g, 1 bar} :219,96 J/(mol K)

Fysiologi

Gasen luktar lite sött. Vid inandning har den en stark smärtstillande och svag narkotisk effekt. Analgetiska (smärtlindrande) effekter uppstår från en koncentration av cirka 20 procent lustgas i andningsluften. Hallucinationer eller färgförändringar kan förekomma. Det reagerar i princip inte i kroppen, men troligtvis oxiderar det vitamin B12. Effekterna av lustgas är kortvariga, efter cirka femton minuter är effekterna inte längre märkbara. Konsumtion av lustgas leder till en ökad uppfattning om akustiska stimuli hos många människor.

Användning

• Inom medicin Skrattgas används som en smärtstillande (mot smärta) gas i bedövningssyfte. Det är det äldsta och ett bedövningsmedel med relativt få biverkningar. Använder N₂ O, effekten av vitamin B12 och folsyra kan störas, vilket leder till konsekvenserna av perniciös anemi. För att nå en effektiv koncentration på 70 % måste den ges med rent syre. I modern anestesi optimeras effekten av lustgas genom att tillsätta andra bedövningsmedel. Det är fördelaktigt att gasen strömmar in och ut snabbt under anestesi. Diffusionen av lustgas till luftfyllda kroppshåligheter kan bli problematisk. Den medicinska användningen av lustgas som bedövningsmedel har minskat de senaste åren.

• I livsmedelsteknik På grund av sin steriliserande effekt används lustgas som drivgas, företrädesvis för mejeriprodukter, t.ex. B. för skumning (istället för att vispa ) av vispad grädde.

• I drogscenen Skrattgas används på grund av dess hallucinogena effekt och dess lättillgänglighet (komprimerade gaskapslar för vispgrädde). Gasen fylls vanligtvis i ballonger med hjälp av en så kallad kapslare och konsumeras från dem. Ruset varar cirka 30 sekunder till 3 minuter, vars effekter beskrivs som stark eufori och det resulterande "tvångsmässiga skrattet", förändring i ljuduppfattningen (t.ex. starkt eko), stickningar i armar och ben och drömlika hallucinationer. Användningen av en gasmask kan leda till syrebrist, vilket kan leda till medvetslöshet och andningsstopp, och har redan i flera fall resulterat i att användaren avlidit. Om det konsumeras ofta finns det troligen risk för tillfällig nervskada till följd av vitamin B12-brist.

• I drivteknik , som i personbilar, kvävemonoxid (i jargongen Nitro kallas) används för att öka motorprestanda hos bensinmotorer eftersom den innehåller mer syre än luft. Denna så kallade dikväveoxidinsprutning kräver endast relativt små strukturella förändringar av motorn och kan på kort sikt öka dess prestanda med cirka 20 till 50 %. "Nitro" blåses från trycktankar in i insugningskanalen. Denna trimning är särskilt vanlig i USA, men dess användning på allmänna vägar är förbjuden både där och i Tyskland och de flesta andra länder. De mest kända tillverkarna av dikväveoxidinsprutningssystem är NOS, NX och Venom.

• I raketteknik Lustgas används som oxidationsmedel i hybridraketer som SpaceShipOne. Fördelen är att den kan göras flytande genom tryck utan kylning. Därför krävs endast en gasspjällsventil för användning i sådana motorer, men ingen bränslepump eller komplex kryogenteknologi.

Faror

Det finns en liten risk för kvävning vid användning av stora gasflaskor i trånga, slutna utrymmen. Lustgas är oxiderande (jämför:pyrande spåntest). Därför bör inga öppna lågor finnas vid användning av lustgas. Särskilda faror vid missbruk som läkemedel:Om lustgas inhaleras direkt från kapslar eller gasflaskor kan läpparna, struphuvudet och bronkerna frysa eftersom den trycksatta gasen slappnar av och svalnar (Joule-Thomson-effekten). Det finns en ökad risk för skador av att falla när man "går iväg". Andra obehagliga biverkningar inkluderar lätt illamående och huvudvärk. Överdriven och felaktig konsumtion kan också leda till medvetslöshet och hjärtarytmi. I värsta fall finns risk för dödsfall av andningsförlamning. Dessutom skrattgaskapslar med koldioxidkapslar (CO₂ ) att vara förvirrad. Det finns en akut kvävningsrisk vid en sådan sammanblandning. För att inte ge efter för kvävning måste en konstant tillförsel av syre garanteras.

Räddningsåtgärder

Den viktigaste åtgärden är tillförseln av frisk luft. Eftersom gasen snabbt kommer ut ur kroppen, hittar akutläkare vanligtvis inga akuta symtom på förgiftning. Patienter bör ventileras med syrgas.

Källor

1. ↑ Säkerhetsdatablad (praxair)
2. ↑ BGIA Gestis databas för farliga ämnen