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一氧化二氮

王朝百科·作者佚名  2009-10-24
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制备方程式

简介一氧化二氮,无色有甜味气体,又称笑气。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,能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸。其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。该气体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。

其它【别名】 笑气,氧化亚氮,

N2O的Lewis电子式

连二次硝酸酐

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,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。

其物理性质熔点 -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

它的生成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百分之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。)

一氧化二氮的制取【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。用向上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250mL集气瓶就可以了

另外还可以用无水硝酸钠和无水硫酸钠混合物加热分解制得!

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,一瓶气右用3538次。

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。

一氧化二氮的环境效应

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。

与二氧化碳相比,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。

 
 
 
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