Oxid dusnatý (I). | |
---|---|
| |
Všeobecné | |
Systematický název |
Oxynitrid dusíku (I). |
Chem. vzorec | N2O _ _ |
Fyzikální vlastnosti | |
Stát | bezbarvý plyn |
Molární hmotnost | 44,0128 g/ mol |
Hustota | 1,98 g/l (v n.a.) |
Ionizační energie | 12,89 ± 0,01 eV [1] |
Tepelné vlastnosti | |
Teplota | |
• tání | -90,86 °C |
• vroucí | -88,48 °C |
• rozklad | nad +500 °C |
Tlak páry | 51,3 ± 0,1 atm [1] |
Klasifikace | |
Reg. Číslo CAS | 10024-97-2 |
PubChem | 948 |
Reg. číslo EINECS | 233-032-0 |
ÚSMĚVY | N#[N+][O-] |
InChI | InChI=lS/N20/cl-2-3GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N |
Codex Alimentarius | E942 |
RTECS | 1350000 QX |
CHEBI | 17045 |
ChemSpider | 923 |
Bezpečnost | |
piktogramy GHS | |
NFPA 704 | 0 2 0VŮL |
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Oxid dusnatý (I) ( oxid dusný , oxid dusný , rajský plyn ) je sloučenina s chemickým vzorcem N 2 O. Někdy se nazývá „smějící se plyn“ kvůli opojnému účinku, který vyvolává při záchvatech smíchu. Za normálních podmínek je to bezbarvý, nehořlavý plyn s příjemnou nasládlou vůní a chutí .
Oxid dusný je třetím nejdůležitějším skleníkovým plynem s dlouhou životností , jehož akumulace v zemské atmosféře je jednou z příčin globálního oteplování , protože N 2 O je látka, která ničí stratosférický ozon [2] .
Poprvé byl získán v roce 1772 Josephem Priestleym , který jej nazval „ dephlogisticated nitrous air“ [3] . V roce 1799 ji prozkoumal G. Davy .
Struktura molekuly oxidu dusnatého (I) je popsána následujícími rezonančními formami:
Největší přínos má N-oxidová forma oxidu dusnatého(I). Řád dluhopisů NN je odhadován na 2,73, řád dluhopisů NO na 1,61. Rezonanční struktura s možností opačného uspořádání nábojů v molekule N 2 O určuje nízký dipólový moment molekuly, rovný 0,161 D.
Bezbarvý plyn, těžší než vzduch ( relativní hustota 1,527), s charakteristickou sladkou vůní . Rozpustíme ve vodě ( 0,6 objemu N 2 O v 1 objemu vody 25 °C , nebo 0,15 g/100 ml vody 15 °C ), rozpustíme i v etylalkoholu, éteru, sírové kyselina. Při 0 °C a tlaku 30 atm , stejně jako při pokojové teplotě a tlaku 40 atm , kondenzuje na bezbarvou kapalinu . Z 1 kg kapalného oxidu dusného vznikne 500 litrů plynu. Molekula oxidu dusného má dipólový moment 0,161 D , index lomu v kapalné formě je 1,330 (pro žluté světlo o vlnové délce 589 nm ). Tenze par kapalného N 2 O při 20 ° C je 5150 kPa .
Týká se oxidů nevytvářejících soli , nereaguje s vodou, s roztoky zásad a kyselin. Nezapálí se, ale podporuje hoření: doutnající pochodeň, spuštěná do ní, se zapálí jako v čistém kyslíku. Směsi s etherem , cyklopropanem , chlorethanem v určitých koncentracích jsou výbušné . Oxid dusnatý (I) je látka poškozující ozonovou vrstvu a také skleníkový plyn . Za normálních podmínek je N 2 O chemicky inertní, při zahřátí vykazuje vlastnosti oxidačního činidla:
Při interakci se silnými oxidačními činidly může N2O vykazovat vlastnosti redukčního činidla :
Při zahřátí nad +500 °C se CN 2 O rozkládá:
Oxid dusnatý (I) reaguje s amidy kovů za vzniku odpovídajících anorganických azidů :
Při reakci s amoniakem nad katalyzátorem vzniká azid amonný :
Oxid dusnatý (I) se získává opatrným (nebezpečí výbušného rozkladu!) Zahříváním suchého dusičnanu amonného :
Pohodlnějším způsobem je zahřátí kyseliny sulfamové se 73% kyselinou dusičnou :
Jedním z pohodlných a bezpečných způsobů získání oxidu dusnatého (I) je také reakce roztoku hydrochloridu hydroxylaminu s roztokem dusitanu sodného :
V chemickém průmyslu je oxid dusný vedlejším produktem ak jeho zničení se používají katalytické konvertory, protože izolace jako komerční produkt obvykle není ekonomicky proveditelná.
Oxid dusný vzniká enzymatickou i neenzymatickou redukcí z oxidu dusnatého (II) [4] . V experimentech in vitro bylo zjištěno, že oxid dusný vzniká reakcí mezi oxidem dusnatým (II) a thiolem nebo sloučeninami obsahujícími thiol [5] . Uvádí se, že tvorba N 2 O z oxidu dusnatého byla nalezena v cytosolu hepatocytů , což naznačuje možnou tvorbu tohoto plynu v savčích buňkách za fyziologických podmínek [6] . V těle bakterií vzniká oxid dusný při procesu denitrifikace , katalyzovaném nitrooxidreduktázou. Dříve se předpokládalo, že tento proces je specifický pro některé bakteriální druhy a chybí u savců, ale nové důkazy naznačují, že tomu tak není. Bylo prokázáno, že fyziologicky relevantní koncentrace oxidu dusného inhibují jak iontové proudy, tak neurodegenerativní procesy zprostředkované excitotoxicitou , ke kterým dochází při nadměrné excitaci NMDA receptorů [7] . Oxid dusný také inhibuje biosyntézu methioninu , inhibuje aktivitu methioninsyntetázy a rychlost přeměny homocysteinu na methionin a zvyšuje koncentraci homocysteinu v kulturách lymfocytů [8] a v biopsiích lidských jater [9] . Ačkoli oxid dusný není ligandem pro hem a nereaguje s thiolovými skupinami, nachází se ve vnitřních strukturách proteinů obsahujících hem, jako je hemoglobin , myoglobin , cytochromoxidáza [10] . Schopnost oxidu dusného nekovalentně, reverzibilně měnit strukturu a funkce proteinů obsahujících hem prokázala studie posunu infračervených spekter thiolových skupin hemoglobinových cysteinů [11] a skutečnost, že oxid dusný je schopný částečně a reverzibilně inhibovat funkci cytochrom oxidázy C [12] . Přesné mechanismy této nekovalentní interakce oxidu dusného s proteiny obsahujícími hem a biologický význam tohoto jevu si zaslouží další výzkum. V současnosti se zdá možné, že se endogenní oxid dusný podílí na regulaci aktivity NMDA [7] a opioidního systému [13] [14] . Má neurotoxické vlastnosti .
Existují dva druhy oxidu dusného – potravinářský nebo lékařský pro lékařské použití (vysoký stupeň čištění) a technický – technický oxid dusný, který obsahuje nečistoty, jejichž množství je uvedeno v příslušných technických podmínkách (TU) pro tento plyn. . "Lékařský" oxid dusný se používá především jako inhalační anestetikum a používá se také v potravinářském průmyslu (například k výrobě šlehačky ) jako hnací plyn . Jako potravinářský výrobek má index E942 . Někdy se také používá ke zlepšení výkonu spalovacích motorů . V průmyslu se používá jako hnací a balicí plyn. Může být použit v raketových motorech jako okysličovadlo a také jako jediná pohonná látka v jednopropelantových raketových motorech .
Malé koncentrace oxidu dusného způsobují mírnou intoxikaci (odtud název – „smějící se plyn“). Při vdechování čistého plynu se rychle rozvíjí stav opilosti a ospalosti. Oxid dusný má slabou narkotickou aktivitu, a proto se v lékařství používá ve vysokých koncentracích. Ve směsi s kyslíkem ve správném dávkování (až 80% oxidu dusného) způsobuje chirurgickou anestézii . Často se používá kombinovaná anestezie, při které je oxid dusný kombinován s jinými anestetiky, analgetiky , svalovými relaxancii atd. Například kombinovaná anestezie oxidem dusným a hexenalem se používá s fentanylovou analgezií a svalovou relaxací s dithylinem .
Oxid dusný, určený pro lékařské použití (vysoce očištěný od nečistot), nezpůsobuje podráždění dýchacích cest. Vzhledem k tomu, že je v procesu inhalace rozpuštěn v krevní plazmě, prakticky se nemění a není metabolizován, neváže se na hemoglobin . Po ukončení inhalace se vylučuje (během 10-15 minut) dýchacími cestami v nezměněné podobě. Poločas rozpadu je 5 minut.
Oxid dusný se používá k inhalační anestezii v chirurgii , je vhodný pro krátkodobou anestezii (a kulatou anestezii ) v chirurgické stomatologii a také pro zmírnění porodních bolestí (protože má malý vliv na porod a je netoxický pro plod ).
Směs oxidu dusného a kyslíku se získává a přímo aplikuje pomocí speciálních anesteziologických přístrojů. Obvykle začínejte se směsí obsahující 70-80 % oxidu dusného a 30-20 % kyslíku, poté zvyšte množství kyslíku na 40-50 % . Pokud není možné dosáhnout požadované hloubky anestezie, při koncentraci oxidu dusného 70-75% se přidávají silnější léky: halothan , diethylether , barbituráty .
Pro úplnější uvolnění svalů se používají myorelaxancia , přičemž se nejen zvyšuje svalová relaxace, ale zlepšuje se i průběh anestezie.
Po zastavení dodávky oxidu dusného je třeba pokračovat v podávání kyslíku po dobu 4-5 minut , aby se zabránilo hypoxii .
Oxid dusný, stejně jako jakýkoli prostředek pro anestezii, je nutné používat opatrně, zejména při těžké hypoxii a zhoršené difúzi plynů v plicích.
Pro anestezii porodu se používá metoda intermitentní autoanalgezie s přívodem směsi oxidu dusného (75 %) a kyslíku pomocí speciálních anesteziologických přístrojů. Rodící žena začne směs vdechovat, když se objeví předzvěsti stahu a ukončí nádech ve výši stahu nebo na jeho konci.
Ke snížení emočního vzrušení, prevenci nevolnosti a zvracení a zesílení účinku oxidu dusného je možná premedikace intramuskulárním podáním 0,5% roztoku diazepamu ( seduxen , sibazon ) v množství 1-2 ml (5-10 mg). .
Uvolňovací forma: v kovových lahvích o objemu 10 litrů pod tlakem 50 atm ve zkapalněném stavu. Válce jsou natřeny šedou barvou a mají nápis "Pro lékařské použití".
S použitím oxidu dusného pro anestezii a hraničních hladin vitaminu B12 se rozvíjí polyneuropatie způsobená nedostatkem B12 [15] [16] . Je nutná folátová a B12 terapie.
Oxid dusný se někdy používá ke zlepšení výkonu spalovacích motorů . V případě automobilových aplikací se látka oxidu dusného a palivo vstřikují do sacího (sacího) potrubí motoru, což má za následek následující výsledky:
Někdy se používá jako okysličovadlo v palivech s jedním pohonem s ethanem , ethylenem nebo acetylenem jako palivem.
V potravinářském průmyslu je sloučenina registrována jako potravinářská přísada E942 , jako hnací plyn a obalový plyn (zabraňuje znehodnocení produktu). Oxid dusný se používá především pro postřik potravin.
Slovníky a encyklopedie |
|
---|---|
V bibliografických katalozích |
|
oxidy dusíku | |
---|---|