Typpioksidi (I). | |
---|---|
| |
Kenraali | |
Systemaattinen nimi |
Typpioksinitridi (I). |
Chem. kaava | N2O _ _ |
Fyysiset ominaisuudet | |
Osavaltio | väritön kaasu |
Moolimassa | 44,0128 g/ mol |
Tiheys | 1,98 g/l (n.a.) |
Ionisaatioenergia | 12,89 ± 0,01 eV [1] |
Lämpöominaisuudet | |
Lämpötila | |
• sulaminen | -90,86 °C |
• kiehuva | -88,48 °C |
• hajoaminen | yli +500 °C |
Höyryn paine | 51,3 ± 0,1 atm [1] |
Luokitus | |
Reg. CAS-numero | 10024-97-2 |
PubChem | 948 |
Reg. EINECS-numero | 233-032-0 |
Hymyilee | N#[N+][O-] |
InChI | InChI = 1S/N2O/cl-2-3GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N |
Codex Alimentarius | E942 |
RTECS | QX1350000 |
CHEBI | 17045 |
ChemSpider | 923 |
Turvallisuus | |
GHS-piktogrammit | |
NFPA 704 | 0 2 0HÄRKÄ |
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Typpioksidi (I) ( dityppioksidi , typpioksiduuli , naurukaasu ) on yhdiste, jonka kemiallinen kaava on N 2 O. Joskus sitä kutsutaan " naurukaasuksi ", koska se aiheuttaa huumaavaa vaikutusta naurukohtausten yhteydessä. Normaaleissa olosuhteissa se on väritön, syttymätön kaasu , jolla on miellyttävä makeahko tuoksu ja maku .
Dityppioksidi on kolmanneksi tärkein pitkäikäinen kasvihuonekaasu , jonka kerääntyminen maapallon ilmakehään on yksi ilmaston lämpenemisen aiheuttajista , sillä N 2 O on stratosfäärin otsonia tuhoava aine [2] .
Sen hankki ensimmäisen kerran vuonna 1772 Joseph Priestley , joka kutsui sitä " deflogistoiduksi typpipitoiseksi ilmaksi " [3] . Vuonna 1799 sitä tutki G. Davy .
Typpioksidi(I)-molekyylin rakennetta kuvaavat seuraavat resonanssimuodot:
Suurin panos on typpioksidin (I) N-oksidimuodolla. NN joukkovelkakirjalainan toimeksiannon on arvioitu olevan 2,73, NO joukkovelkakirjalainan arvoksi 1,61. Resonanssirakenne, jossa on mahdollisuus varausten päinvastaiseen järjestykseen N2O - molekyylissä, määrittää molekyylin alhaisen dipolimomentin , joka on 0,161 D.
Väritön kaasu, ilmaa raskaampi ( suhteellinen tiheys 1,527), jolla on tyypillinen makea tuoksu . Liuotetaan veteen ( 0,6 tilavuutta N 2 O 1 tilavuudessa vettä 25 °C , tai 0,15 g/100 ml vettä 15 °C ), liuotetaan myös etyylialkoholiin, eetteriin, rikkihappoon happoa. 0 °C:ssa ja 30 atm :n paineessa sekä huoneenlämmössä ja 40 atm :n paineessa se tiivistyy värittömäksi nesteeksi . Kilosta nestemäistä typpioksiduulia muodostuu 500 litraa kaasua. Dityppioksidimolekyylin dipolimomentti on 0,161 D , taitekerroin nestemäisessä muodossa on 1,330 (keltaiselle valolle, jonka aallonpituus on 589 nm ). Nestemäisen N 2 O: n höyrynpaine 20 °C:ssa on 5150 kPa .
Viittaa ei-suolaa muodostaviin oksideihin , ei ole vuorovaikutuksessa veden, alkali- ja happoliuosten kanssa. Se ei syty, mutta tukee palamista: kytevä taskulamppu, laskettuna siihen, syttyy, kuten puhtaassa hapessa. Seokset eetterin , syklopropaanin ja kloorietaanin kanssa tietyissä pitoisuuksissa ovat räjähtäviä . Typpioksidi (I) on otsonikerrosta heikentävä aine ja myös kasvihuonekaasu . Normaaleissa olosuhteissa N 2 O on kemiallisesti inerttiä; kuumennettaessa sillä on hapettimen ominaisuuksia:
Kun N 2 O on vuorovaikutuksessa vahvojen hapettimien kanssa, sillä voi olla pelkistimen ominaisuuksia:
Kuumennettaessa yli +500 °C CN 2 O hajoaa:
Typpioksidi (I) reagoi metalliamidien kanssa muodostaen vastaavia epäorgaanisia atsideja :
Kun se reagoi ammoniakin kanssa katalyytin yläpuolella, muodostuu ammoniumatsidia :
Typpioksidia (I) saadaan varovaisella (räjähdysmäisen hajoamisen vaara!) kuivaa ammoniumnitraattia kuumentamalla :
Kätevämpi tapa on lämmittää sulfamiinihappoa 73-prosenttisella typpihapolla :
Myös yksi kätevistä ja turvallisista tavoista saada typpioksidia (I) on hydroksyyliamiinihydrokloridiliuoksen reaktio natriumnitriittiliuoksen kanssa :
Kemianteollisuudessa typpioksiduuli on sivutuote ja sen tuhoamiseen käytetään katalysaattoreita, koska eristäminen kaupallisena tuotteena ei yleensä ole taloudellisesti kannattavaa.
Dityppioksidia muodostuu sekä entsymaattisella että ei-entsymaattisella pelkistyksellä typpioksidista (II) [4] . In vitro -kokeissa havaittiin, että typpioksiduulia muodostuu typpioksidin (II) ja tiolin tai tiolia sisältävien yhdisteiden välisessä reaktiossa [5] . On raportoitu, että N 2 O:n muodostumista typpioksidista havaittiin hepatosyyttien sytosolissa , mikä viittaa tämän kaasun mahdolliseen muodostumiseen nisäkässoluissa fysiologisissa olosuhteissa [6] . Bakteerien kehossa typpioksiduulia muodostuu denitrifikaatioprosessin aikana nitrooksidireduktaasin katalysoimana. Aikaisemmin tämän prosessin uskottiin olevan spesifinen joillekin bakteerilajeille eikä sitä esiinny nisäkkäissä, mutta uudet todisteet viittaavat siihen, että näin ei ole. On osoitettu, että fysiologisesti merkitykselliset typpioksiduulipitoisuudet estävät sekä ionivirtoja että eksitotoksisuusvälitteisiä hermoston rappeutumisprosesseja, joita tapahtuu, kun NMDA-reseptorit ovat ylivirittyneitä [7] . Lisäksi typpioksiduuli estää metioniinin biosynteesiä , inhiboi metioniinisyntetaasin aktiivisuutta ja homokysteiinin muuttumisnopeutta metioniiniksi ja lisää homokysteiinin pitoisuutta lymfosyyttiviljelmissä [8] ja ihmisen maksabiopsioissa [9] . Vaikka typpioksiduuli ei ole hemin ligandi eikä reagoi tioliryhmien kanssa, sitä löytyy hemiä sisältävien proteiinien, kuten hemoglobiinin , myoglobiinin , sytokromioksidaasin , sisäisistä rakenteista [10] . Dityppioksidin kyky muuttaa ei-kovalenttisesti, reversiibelisti hemiä sisältävien proteiinien rakennetta ja toimintoja osoitettiin tutkimuksessa hemoglobiinikysteiinien tioliryhmien infrapunaspektrien siirtymisestä [11] ja siitä, että typpioksiduuli on kykenee osittain ja palautuvasti estämään sytokromioksidaasin C :n toimintaa [12] . Dityppioksidin ei-kovalenttisen vuorovaikutuksen tarkat mekanismit hemipitoisten proteiinien kanssa ja ilmiön biologinen merkitys ansaitsevat lisätutkimusta. Tällä hetkellä näyttää mahdolliselta, että endogeeninen typpioksiduuli on osallisena NMDA-aktiivisuuden [7] ja opioidijärjestelmän [13] [14] säätelyssä . Sillä on neurotoksisia ominaisuuksia .
Dityppioksidia on kahta tyyppiä - elintarvike- tai lääkinnällinen lääkinnälliseen käyttöön (korkea puhdistusaste) ja tekninen - tekninen typpioksidi, joka sisältää epäpuhtauksia, joiden määrä on ilmoitettu tämän kaasun asiaa koskevissa teknisissä ehdoissa (TU) . "Lääketieteellistä" typpioksiduulia käytetään ensisijaisesti inhalaatioanestesiana , ja sitä käytetään myös elintarviketeollisuudessa (esimerkiksi kermavaahdon valmistukseen ) ponneaineena . Elintarviketuotteena sen indeksi on E942 . Joskus käytetään myös polttomoottoreiden suorituskyvyn parantamiseen . Sitä käytetään teollisuudessa ponne- ja pakkauskaasuna. Sitä voidaan käyttää raketimoottoreissa hapettimena ja myös ainoana ponneaineena yksiajoisissa raketimoottoreissa .
Pienet typpioksiduulipitoisuudet aiheuttavat lievän myrkytyksen (siitä nimi - "naurukaasu"). Kun puhdasta kaasua hengitetään, kehittyy nopeasti myrkytyksen tila ja uneliaisuus. Dityppioksidilla on heikko huumausainevaikutus, ja siksi sitä käytetään lääketieteessä korkeina pitoisuuksina. Seoksena hapen kanssa oikealla annoksella (jopa 80 % typpioksiduulia) aiheuttaa kirurgisen anestesian . Usein käytetään yhdistelmäpuudutusta, jossa dityppioksidia yhdistetään muiden anestesia-aineiden, kipulääkkeiden , lihasrelaksanttien jne. kanssa. Esimerkiksi yhdistetty anestesia typpioksiduulilla ja heksenaalilla käytetään fentanyylikipulääkkeen kanssa ja lihasrelaksaatiota dityliinillä .
Lääketieteelliseen käyttöön tarkoitettu typpioksiduuli (erittäin puhdistettu epäpuhtauksista) ei aiheuta hengitysteiden ärsytystä. Veriplasmaan liuenneena sisäänhengitysprosessina se ei käytännössä muutu eikä metaboloidu, se ei sitoudu hemoglobiiniin . Hengityksen lopettamisen jälkeen se erittyy (10-15 minuutin kuluessa) hengitysteiden kautta muuttumattomana. Puoliintumisaika on 5 minuuttia.
Dityppioksidia käytetään inhalaatioanestesiassa kirurgiassa , se on kätevä lyhytaikaiseen anestesiaan (ja pyöreään anestesiaan ) kirurgisessa hammaslääketieteessä sekä synnytyskipujen lievitykseen (koska sillä on vain vähän vaikutusta synnytykseen ja se on myrkytön sikiölle ).
Dityppioksidin ja hapen seos saadaan ja levitetään suoraan erityisillä anestesiakoneilla. Aloita yleensä seoksella, joka sisältää 70-80 % typpioksiduulia ja 30-20 % happea, ja lisää sitten hapen määrää 40-50 %:iin. . Jos ei ole mahdollista saavuttaa vaadittua anestesian syvyyttä, typpioksiduulipitoisuudessa 70-75%, lisätään tehokkaampia lääkkeitä: halotaani , dietyylieetteri , barbituraatit .
Lihasten täydellisempään rentoutumiseen käytetään lihasrelaksantteja , kun taas lihasten rentoutumisen lisäksi anestesian kulku paranee.
Dityppioksidin syötön lopettamisen jälkeen hapen käyttöä tulee jatkaa 4-5 minuuttia hypoksian välttämiseksi.
Dityppioksiduulia sekä mitä tahansa anestesia-ainetta on käytettävä varoen, erityisesti vakavan hypoksian ja heikentyneen kaasujen diffuusion yhteydessä keuhkoissa.
Synnytyksen anestesiassa käytetään ajoittaista autoanalgesiaa syöttämällä typpioksiduuli (75%) ja hapen seosta erityisillä anestesiakoneilla. Synnyttäjä alkaa hengittää seosta, kun supistuksen ennakkoedustajat ilmestyvät ja lopettaa sisäänhengityksen supistuksen korkeudella tai lopussa.
Emotionaalisen kiihottumisen vähentämiseksi, pahoinvoinnin ja oksentelun estämiseksi ja typpioksiduulin toiminnan tehostamiseksi esilääkitys on mahdollista antamalla lihakseen 0,5 % diatsepaamiliuosta ( seduxen , sibazon ) 1-2 ml (5-10 mg) .
Vapautusmuoto: metallisylintereissä, joiden tilavuus on 10 litraa 50 atm:n paineessa nesteytetyssä tilassa. Sylinterit on maalattu harmaiksi ja niissä on merkintä "Lääketieteelliseen käyttöön".
Kun typpioksiduulia käytetään anestesiassa ja B12 -vitamiinin rajatasoja, kehittyy polyneuropatia , jonka aiheuttaa B12-puutos [15] [16] . Folaatti- ja B12-hoitoa tarvitaan.
Dityppioksidia käytetään joskus parantamaan polttomoottoreiden suorituskykyä . Autosovelluksissa typpioksiduuli ja polttoaine ruiskutetaan moottorin imusarjaan, jolloin saadaan seuraavat tulokset:
Joskus käytetään hapettimena yksipolttoaineisissa polttoaineissa, joissa polttoaineena on etaani , eteeni tai asetyleeni .
Elintarviketeollisuudessa yhdiste on rekisteröity elintarvikelisäaineeksi E942 , ponneaineeksi ja pakkauskaasuksi (estää tuotteen pilaantumisen). Dityppioksidia käytetään ensisijaisesti ruoan ruiskutukseen.
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
|
typpioksidit | |
---|---|