一氧化二氮

(重定向自连二次硝酸酐
跳转到: 导航, 搜索

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。2009年8月份,美国一项最新研究显示,这种无色有甜味的气体已经成为人类排放的首要消耗臭氧层物质。现在主要用于表演。

制备方程式

  

目录

简介

一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉,是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在微热条件下分解产生,产物除N2O外还有一种,此反应的化学方程式为 )NH4NO3====N2O↑+2H2O;等电子体理论认为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。  

基本信息

中文名称:一氧化二氮。

英文名称:Dinitrogen oxide;Laughing gas。

别名:氧化亚氮;笑气。

CAS No.:10028-97-2。

分子式:N2O。

分子量:44.01。

危险标记:5(不燃气体)。

包装方法:钢质气瓶。  

医学应用

【别名】 笑气,氧化亚氮,

N2O的Lewis电子式

连二次硝酸

键长

【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),N,O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。

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

【医学适应症】 因全麻效果差,目前常与氟烷甲氧氟烷乙醚静脉全麻药合用。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,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】吸入纯粹本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。本品可用于马、反刍动物、犬和猫的维持麻醉。

【用法与用量】本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。  

物理性质

熔点 -90.8℃

沸点 -88.49℃

临界温度 36.5℃

临界压力 7.263×10Pa

相对密度 1.977

折光率 1.0005-7265 bar  

化学性质

一氧化二氮加热或撞击硝酸铵可以生成一氧化二氮和水:NH4NO3=N2O↑+2H2O,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,旧会有笑气晶体出现。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。  

制取方法

【原理】硝酸铵在169.5℃熔融,在220℃分解成一氧化二氮和水

NH4NO3==加热==N2O↑+2H2O

【用品】大试管、铁架台、酒精灯、水槽、集气瓶、干燥硝酸铵粉末

【操作】

1.在能适当加热的干燥装置中,在80--100℃的温度下,使硝酸铵充分干燥。然后用干的研钵磨碎,再在80--100℃的温度下干燥后,迅速放入瓶里加塞保存备用。

2.取2g上述干燥的硝酸铵,加入干燥的试管里,按图装配好,加热(剪短酒精灯的灯蕊,使火焰不太大)后。硝酸铵熔融成液体,以后像水沸腾那样,气泡翻滚。用向排空气法收集一氧化二氮气体。

【备注】

1.本实验加热的温度不宜过高。温度过高,可能分解生成氮气、一氧化氮和二氧化氮。特别是在高温下容易引起爆炸。

2.硝酸铵的用量控制在2g左右,以免发生爆炸。

3.试管口应略低于水平。这样就能避免反应生成的水跟加热部分接触,引起试管破裂。

4.2g硝酸铵在常温、常压下理论上能收集到610mL一氧化二氮,但由于部分熔融硝酸铵随生成的水流去,只能收集到300mL气体,用一只mL集气瓶就可以了

另外还可以用无水硝酸钠无水硫酸钠混合物加热分解制得!

其他制取方法:1、30HNO3+8Fe===8Fe(NO3)3+3N2O↑+15H2O

2、4Zn+10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O  

应急处理

处置

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:本品不燃。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。  

诊断要点

1.刺激反应

出现一过性胸闷咳嗽,肺部无阳性体征,X线检查无异常,一般在24 h内症状消失。

2.急性化学性支气管炎

出现咳嗽、咳痰、胸闷、胸痛,可伴有头晕头痛无力心悸等症状,肺部听诊呼吸音粗糙,可有散在干、湿啰音,X线胸片示肺纹理增多,增粗、边缘模糊,白细胞总数增高。血气分析一般无低氧血症

3.急性化学性肺炎

出现胸闷加重,咳嗽加剧,呼吸困难,咳痰或咳血丝痰,轻度发绀,两肺呼吸音降低,闻及干、湿性啰音。X线示肺野透亮度降低,肺纹理增多紊乱,呈网状阴影或两肺有散在斑片或点状性实变阴影,多见于中下肺野。血气分析:在吸低浓度氧(<50%)时,才能维持动脉氧分压大于8 kPa(60 mmHg)。

4.急性肺水肿

常伴有化学性肺炎,其发病过程可分为三期:

(1)刺激期和症状缓解期:如吸入较高浓度的氮氧化物时,当时即可出现咽部不适,伴随有刺激性咳嗽,甚至痉挛性阵咳而引起呕吐。部分病人刺激期后病情继续发展,经过几小时到几十小时的症状缓解期后出现肺水肿。症状缓解期中有头昏、无力、食欲减退、烦躁、失眠等,也有完全无症状的,胸部X线检查无异常。症状缓解期的长短与吸入毒物的量有关。

(2)肺水肿期:有胸闷、胸痛和呼吸急促等症状,咳嗽,咳柠檬色或粉红色痰。呼吸急促,脉搏加快,体温升高,两肺听诊早期呼吸音降低而粗糙,以后有湿啰音,可伴有脉搏缓慢,出现外收缩,出汗、皮肤潮红等,心电图可见ST段压低、T波平坦,白细胞计数和中性粒细胞增多,X线胸片表现早期有肺野透亮度降低和纹理紊乱,晚期可出现大小不等、边缘模糊、密度不等的结节状或云絮状阴影,广泛散在于两肺野内,与肺野分界不很清晰。血气分析常呈重度低氧血症。如抢救不及时,可出现急性呼吸窘迫综合征(ARDS),昏迷或窒息,甚至死亡。

(3)恢复期:在积极有效的治疗后,绝大多数病例的病情可以好转,一般在5 d左右可以基本痊愈。X线胸片表现在一周左右好转,全身症状约一至两个月才能完全恢复。

5.迟发性阻塞性细支气管炎

表现在肺水肿基本恢复后两周左右,突然又出现咳嗽、胸闷、进行性呼吸困难,明显发绀,两肺可闻及干啰音或细湿啰音。X线胸片示两肺满布粟粒阴影。

6.并发症

早期可有自发性气胸、纵隔气肿与皮下气肿;晚期可出现细支气管炎、支气管肺炎支气管扩张肺不张等,少数患者可发生支气管哮喘。  

处理原则

(1)迅速、安全将患者救离中毒现场,更换污染衣物,保持安静,保暖,吸氧,给予对症处理,如镇静镇咳,解除支气管痉挛,保持呼吸道通畅。

(2)密切观察:对密切接触者,需观察24~72 h,观察期间,应静卧休息,注意病情变化,给予适当的检查和对症治疗。

(3)积极防治肺水肿:应早期、足量给予糖皮质激素。注意保持呼吸道畅通。可给予1%二甲基硅油消泡灵雾化吸入,每次约5 min,不要超过30 min。必要时行气管切开和正压吸氧。

(4)氧自由基清除应用,如维生素C维生素E、Q10、β-胡萝卜素还原型谷胱甘肽等均可选择使用。

(5)对症治疗:如防治继发感染,维持水、电解质平衡

(6)对突发性阻塞性毛细支气管炎,应尽早使用大量肾上腺皮质激素。  

氮气加速系统

NOS全称NITROUS OXIDE SYSTEM,即氮气加速系统。是由美国HOLLEY公司开发生产的产品。在目前的世界直线加速赛(DRAG RACING)中,为了在瞬间提高大比率马力,利用的液态氮氧化物系统正是NOS。其实,早在二次世界大战中德国空军已开始使用NOS,战争结束后才逐渐被用于直线加速赛。

NOS的工作原理是把N2O(一氧化二氮,俗称笑气LAUGH GAS)形成高压的液态后装入钢瓶中,然后在发动机内与空气一道充当助燃剂与燃料混合燃烧(N2O可放出氧气和氮气,其中氧气就是关键的助燃气体,而氮气又可协助降温),以此增加燃料燃烧的完整度,提升动力。

由于NOS提供了额外的助燃氧气,所以安装NOS后还要相应增加喷油量与之配合。正所谓“要想马儿跑得快,就要马儿多吃草”,燃料就是发动机的草,这样发动机 的动力才得到进一步的提升。

NOS与涡轮增压和机械增增压一样,都是为了增加混合气中的氧气含量,提升燃烧效率从而增加功率输出,不同的是NOS是直接利用氧化物,而增压则是通过外力增加空气密度来达到目的的。也许有人会问为什么不直接使用氧气而用N2O呢?那是因为用氧气难以控制发动机的稳定性(高温和爆发力)。

储存N2O的专用储气罐净重约6.7kg,充满N2O后约11kg。按照每次使用1min来算(专家建议NOS系统每次使用时间不可超过1min,一瓶气用3538次左右。

根据一辆夏利2000的实际升级情况,其1.342L的8A发动机加装NOS后,其0~100km/h加速时间减少了23%,而功率提升了21kw。

NOS系统使用时间最好不要超过10S。好像目前还没有引擎能够承受1min以上的NOS喷射…… 因为长时间使用NOS喷射,可以使发动机内壁磨损严重,最终引起俗称“爆缸”的严重后果。一些赛车游戏中的N2O,也就是指的这个加速装置。  

环境效应

一 氧化二氮(N2O)是一种具有温室效应的气体,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,同时,N2O也是导致臭氧层损耗的物质之一。

二氧化碳相比,虽然N2O在大气中的含量很低,但其单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍;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。目前,对这一问题的研究,正在深入进行。

关于“一氧化二氮”的留言: Feed-icon.png 订阅讨论RSS

给一氧化二氮条目的留言

--118.186.209.18 2014年12月30日 (二) 09:47 (CST)

留言:19世纪初,英国开始风行吸入一氧化二氮,或称笑气,因为有人发现使用这种气体会”给人一种高度的快感和刺激“。在随后的半个世纪里,它成了年轻人使用的一种高档毒品。有个名叫阿斯克协会的学术团体一度不在致力余别的事情,专场举办”笑场晚会“,志愿者可以在那里狠狠吸上一口,提提精神,然后以摇摇摆摆的滑稽姿态逗乐观众。直到1846年,才有人有时间为一氧化二氮找到了一条实用图径:用做麻醉药。事情是明摆着的,过去怎么谁也没想到,害的天知道有多少万人在外科医生的刀下吃了不必要的苦头。

添加留言

更多医学百科条目

个人工具
名字空间
动作
导航
推荐工具
功能菜单
工具箱