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一氧化二氮

一氧化二氮(Nitrous Oxide),又称笑气,无色有甜味气体,是一种氧化剂,化学式N₂O,在一定条件下能支持燃烧(同氧气,因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气),但在室温下稳定,有轻微麻醉作用,并能致人发笑。其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。有关理论认为N₂O与CO₂分子具有相似的结构(包括电子式),则其空间构型是直线型,N₂O为极性分子。现在主要用于表演,也可以用来做赛车加速器中的助燃剂。
中文名
一氧化二氮
英文名
nitrous oxide
别    称
笑气,氧化亚氮
化学式
N₂O
CAS登录号
10028-97-2
熔    点
-90.8℃
沸    点
-88.46℃
水溶性
能溶于水
外    观
无色有甜味气体
应    用
赛车推进剂,表演,麻醉剂
安全性描述
有毒
危险性描述
有毒

目录

一氧化二氮是

一氧化二氮的分子是直线型结构。其中一个氮原子与另一个氮原子相连,而第二个氮原子又与氧原子相连。它可以被认为是和的共振杂化体。 注意不要将一氧化二氮和其他的氮氧化物混淆,比如二氧化氮NO₂和一氧化氮NO。 将一氧化二氮与沸腾汽化的碱金属反应可以生成一系列的亚硝酸盐,在高温下,一氧化二氮也可以氧化有机物。

物理性质

熔点-90.8℃

沸点-88.49℃

临界温度26.5℃

临界压力7.263×10⁶ Pa

相对密度1.977

折光率1.0005-7265 bar

化学性质

加热硝酸铵可以生成一氧化二氮和水:

化学性质化学性质

  


工业上对硝酸铵热分解可制得纯度95%的一氧化二氮,一个笑气分子与六个水分子结合在一起。当水中溶解大量笑气时,再把水冷却,就会有笑气晶体出现。把晶体加热,笑气会逸出,人们利用笑气这种性质,制高纯笑气。

毒理学

俗称“笑气”的一氧化二氮是一种麻醉性气体,曾经广泛应用于医学手术中,“笑气”本身并不会对人体产生危害,一些戒毒所中,吸毒人员戒毒过程中会用一氧化二氮作为替代药物。“笑气”进入血液后会导致人体缺氧,长期吸食可能引起高血压、晕厥,甚至心脏病发作。长期接触此类气体还可引起贫血及中枢神经系统损害等。如果超量摄入,很可能因为缺氧导致窒息死亡。

应用

助燃剂

使用氮氧加速系统的改装车辆将一氧化二氮送入引擎,遇热分解成氮气和氧气,提高引擎燃烧率,增加速度。氧气有助燃作用,加快燃料燃烧。

火箭氧化剂

一氧化二氮可以用作火箭氧化剂。这比其他氧化剂优势化处是因为它是无毒的,在室温下稳定,易于储存和相对安全地进行飞行。第二个好处是可以很容易分解成呼吸的空气。

医学

【别名】 笑气,氧化亚氮,连二次硝酸酐

【分子结构】一氧化二氮分子为直线形分子,极性分子。N₂O的分子是直线形的(N-N-O),中心N原子采取sp杂化,生成两个σ键,两个三中心四电子π键,N的氧化数为+1。

键长键长

【英文名称】Nitrous Oxide 西班牙名称: Oxido Nitroso

【医学适应症】 因全麻效果差,常与氟烷、甲氧氟烷、乙醚或静脉全麻药合用。现已少用。氧化亚氮(N2O)用于麻醉,对呼吸道无刺激,对心、肺、肝、肾等重要脏器功能无损害。在体内不经任何生物转化或降解,绝大部分仍以原药随呼气排出体外,仅小量由皮肤蒸发,无蓄积作用。吸入体内只需要30s~40s 即产生镇痛作用,镇痛作用强而麻醉作用弱,受术者处于清醒状态(而不是麻醉状态),避免了全身麻醉并发症,手术后恢复快。

【医学上用量用法】 吸入:用量视手术需要和病人情况而定。

【医学上注意事项】 1.大手术需配合硫喷妥钠及肌肉松弛剂等;吸入气体中氧气浓度不应低于20%;麻醉终止后,应吸入纯氧10分钟,以防止缺氧。2.当病人有低血容量、休克或明显的心脏病时,可引起严重的低血压。氧化亚氮对有肺血管栓塞症的病人可能也是有害的。

【禁忌症】(1)气囊肿(2)肠梗阻、肠胀气(3)气胸(4)气脑(5)高头位开颅手术

【医学药品规格】 气体:用耐压铁筒装。

【贮藏】 置耐压钢瓶内,在凉暗处保存。

【作用与用途】吸入纯粹该品气体能迅速引起麻醉状态和窒息,因此,必须与氧混合使用。诱导时间短。若不补充维持剂量,可迅速苏醒。该品可用于马、反刍动物、犬和猫的维持麻醉。

【用法与用量】该品用耐高压钢瓶盛装。用于小动物麻醉:75%氧化亚氮同25%氧混合,通过面罩给予2-3分钟,然后再加入氟烷,使其在氧化亚氮和氧混合气体中达3%浓度,直至出现下颌松弛等麻醉征象为止。

应急处理

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给予输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

呼吸系统防护:一般不需特殊防护。高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。

眼睛防护:一般不需特殊防护。

身体防护:穿一般作业工作服。

手防护:戴防化学品手套。

其他防护:避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业,须有人监护。

泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

有害燃烧产物:氧化氮。

灭火方法:该品不燃。消防人员须佩戴防毒面具,穿全身消防服,在上风向灭火。用雾状水保持火场中容器冷却。迅速切断气源,用水喷淋保护切断气源的人员,然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。

环境效应

在环境科学研究中,特别是在全球气候变化领域(Global Climate Change),N2O通常被称为氧化亚氮,是一种温室气体(Greenhouse Gas),具有温室效应(Greenhouse Effect),加剧全球变暖(Global Warming),是《京都议定书》规定的6种温室气体之一。N2O在大气中的存留时间长,并可输送到平流层,导致臭氧层破坏,引起臭氧空洞,使人类和其它生物暴露在太阳紫外线的辐射下,对人体皮肤、眼睛、免疫系统造成损害。

与二氧化碳相比,虽然N2O在大气中的含量很低,属于痕量气体(trace gas)但其单分子增温潜势却是二氧化碳的298倍(IPCC,2007);对全球气候的增温效应在未来将越来越显著,N2O浓度的增加,已引起科学家的极大关注。对这一问题的研究,正在深入进行。

大气N2O的重要来源之一是农田生态系统,在土壤中,N2O是由硝化、反硝化微生物产生,人们向农田中施入过量氮肥,促进微生物活动,通过硝化、反硝化过程(nitrification and denitrification)使氮素转化为N2O。污水生物脱氮硝化和反硝化过程也会引起氧化亚氮的排放,溶解氧的限制、亚硝酸盐的积累和羟胺的氧化都是导致氧化亚氮产生的原因。

相关新闻

201612月,北京青年报记者发现在朋友圈中流行起一种“嗨气球”,吸食者自称通过吸气球中的“笑气”可以达到所谓“自嗨”的感觉,这种神秘地“嗨气球”出现在包括学生、白领、酒吧消费者在内的部分人群间。探访中,北青报记者还发现,来自北京、青岛、苏州多地这种吸食“嗨气球”的买家和出售气弹的卖家均声称,吸食笑气无害。对此,中国药物依赖性研究所的专家称,笑气毒性较小,但是一旦用于吸食对身体就会产生危害,“这种危害好比是煤气中毒,是不可逆的,尤其对于未成年人来说危害更甚”。

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