熔点 -91历史 一氧化二氮是约瑟夫·普利斯特里在1772年发现的,汉弗莱·戴维自己和他的朋友,包括诗人柯尔律治和罗伯特·骚塞在18世纪90年代试验了这种气体。他们发现一氧化二氮能使病人丧失痛觉,而且吸入后仍然可以保持意识,不会神志不清。不久后笑气就被当作麻醉剂使用,尤其在牙医师领域。因为通常牙医师无专职的麻醉师,而诊疗过程中常需要病患保持清醒,并能依命令做出口腔反应,故在此气体给牙医师带来极大的方便。
结构 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。
理化性质 密度:1,8kg/m3
熔点:-91℃
沸点:-88℃
折射率:1.469
临界温度:36.5℃
临界压力:7.26MPa
外观:无色有甜味气体
溶解性:微溶于水,溶于乙醇、乙醚、浓硫酸
分子结构数据 摩尔折射率:8.35
摩尔体积(cm3/mol):29.9
等张比容(90.2K):86.9
表面张力(dyne/cm):70.7
极化率(10-24cm3):3.31
计算化学数据 疏水参数计算参考值(XlogP):0.5
氢键供体数量:0
氢键受体数量:2
可旋转化学键数量:0
互变异构体数量:0
拓扑分子极性表面积:54.5
重原子数量:3
表面电荷:0
复杂度:29.3
同位素原子数量:0
确定原子立构中心数量:0
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
共价键单元数量:1
毒理学 急性毒性:一氧化二氮作为吸入麻醉剂在医药上应用已久,已经很少用它了。吸入一氧化二氮和空气的混合物,当其中氧浓度很低时可致窒息;吸入80%一氧化二氮和氧气的混合物引致深麻醉,苏醒后一般无后遗作用。
俗称“笑气”的一氧化二氮是一种麻醉性气体,曾经广泛被应用于医学手术中。但“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。此外,长期接触此类气体还可引起贫血及中枢神经系统损害等。
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 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。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。
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
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。
食品加工助剂
在食品界中用于发泡剂和密封剂等。
防护措施 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。
管理信息 操作的管理:密闭操作,提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与还原剂接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存的管理:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、还原剂分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。
运输的管理:采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。严禁与易燃物或可燃物、还原剂等混装、混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。铁路运输时要禁止溜放。
废弃的管理:处置前应参阅国家和地方有关法规。废气直接排入大气。
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。
安全信息 安全术语 S38:In case of insufficient ventilation, wear suitable respiratory equipment.
通风不良时,佩带适当的呼吸器。
风险术语 R8:Contact with combustible material may cause fire.
与可燃物料接触可能引起火灾。
参考资料 1.氧化亚氮 ·化学+
红毛榴莲(番荔枝科植物)
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