Oxid dusný

šlehačky Oxid dusný, triviálním názvem rajský plyn či azoxid, v medicíně nazývaný Nitrogenium oxydulatum nebo Dinitrogenii oxidum, je za laboratorních podmínek bezbarvý, nehořlavý plyn s nevýraznou, ale příjemnou vůní a nasládlou chutí.

Oxid dusný jako třetí nejdůležitější skleníkový plyn s dlouhou životností významně přispívá ke globálnímu oteplování.

Příprava

Oxid dusný se připravuje tepelným rozkladem dusičnanu amonného:

:NH4NO3 → N2O + 2 H2O.

Tato reakce je silně exotermní, při lokálním přehřátí může probíhat až explozivně; to je i podstatou průmyslových trhavin na bázi dusičnanu amonného.

Mnohem bezpečnější je příprava zahříváním směsi alkalického dusičnanu (např. dusičnanu sodného) se síranem amonným

:2 NaNO3 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2 N2O + 4 H2O,

nebo redukcí kyseliny dusičné například chloridem cínatým za přítomnosti kyseliny solné

:2 HNO3 + 4 SnCl2 + 8 HCl → 4 SnCl4 + N2O + 5 H2O,

nebo zinkem za přítomnosti kyseliny sírové

:2 HNO3 + 4 Zn + 4 H2SO4 → 4 ZnSO4 + N2O + 5 H2O.

Chemické vlastnosti

Molekula oxidu dusného je lineární (grupa symetrie C∞v). Na základě výpočtů byl určen řád vazby N-N 2,73 a N-O 1,61, což znamená, že vazba mezi dusíkovými atomy leží mezi dvojnou a trojnou vazbou, zatímco mezi kyslíkovým a dusíkovým atomem mezi jednoduchou a dvojnou vazbou. +more Proto strukturní vzorec N2O musí být zobrazován dvěma krajními mezomerními stavy. Jeho elektronová struktura je velmi blízká (téměř izoelektronová) struktuře molekuly oxidu uhličitého CO2.

Jeho reaktivita je za normální teploty nízká. Po zahřátí na 600 °C se však rozkládá na dusík a kyslík. +more Protože v prvním stupni tohoto rozkladu vzniká molekulární dusík a atomární kyslík.

:2 N2O → 2 N2 + 2 O → 2 N2 + O2,

působí za těchto vyšších teplot jako velmi silné oxidační činidlo. To vede k některým jeho aplikacím.

Působením elektrického výboje se dá směs plynného oxidu dusného s vodíkem přivést k explozivní reakci

:N2O + H2 → N2 + H2O.

Vzhledem k tomu, že se při této reakci prakticky nemění objem, nemá tato exploze velkou brizanci.

Ekologické vlivy

Antarktidou k 24. září 2006

Vliv na ozonovou vrstvu Země

V srpnu 2009 byla v časopise Science publikována studie, podle které oxid dusný v současnosti představuje největší nebezpečí (větší než freony) pro ozonovou vrstvu Země a měl by jím být i v průběhu celého 21. +more století. Je to způsobeno tím, že s ozonem oxiduje:.

N2O + O3 → 2 NO2.

Zhruba dvě třetiny celkových ročních emisí (cca 20 milionů tun) se uvolňují z půdy přirozenou cestou a zbývající třetina je výsledkem lidské činnosti, např. výroby a užívání průmyslových hnojiv.

Vliv na klima

Oxid dusný patří mezi skleníkové plyny, jejichž emise jsou regulovány Kjótským protokolem. Má potenciál globálního oteplování 298 (při časovém horizontu 100 let), tedy jedna tuna oxidu dusného způsobuje stejný skleníkový efekt jako skoro 300 tun oxidu uhličitého nebo 10 tun methanu.

Účinky na lidské zdraví

Vdechování působí nejprve stavy veselosti (odtud název rajský plyn) nebo hysterie, při vyšších dávkách útlum až anestetický spánek. Dlouhodobé nebo intenzivní vdechování však může vést k zástavě dýchání, nebo přílišnému útlumu srdeční činnosti, případně až k zástavě srdce, v obou případech s následkem smrti.

Využití

+more_říjen'>16. října 1846, daguerrotypie.

* V medicíně se dříve používal ve směsi s kyslíkem (85 % N2O + 15 % O2) jako anestetikum ke krátkodobým narkózám; dnes aplikován dávkovacím zařízením (např. Entonox) zajišťujícím bezpečnost se může používat v porodnictví nebo ve stomatologii. +more * Používá se jako hnací plyn v bombičkách na přípravu šlehačky (v Evropské unii pod kódem přídatné látky E 942). K tomuto je vhodný pro svoji rozpustnost v tucích, kterou ostatní zvažované hnací plyny postrádají. * V raketových motorech, zejména hybridních, slouží jako oxidační činidlo. * V některých případech (dragstery) se vstřikuje do spalovacích motorů pro zvýšení výkonu, protože jeho rozkladem se získá více kyslíku než ze vzduchu. Také ho z tohoto důvodu používají nelegální závodníci. * Ze stejných důvodů se využívá v analytické chemii v metodě atomové absorpční spektrometrie (AAS) jako oxidační plyn při spalování ethynu namísto vzduchu. Je tak možno dosáhnout plamene o teplotě téměř 3000 °C a analyzovat tak prvky s velmi stabilními oxidy, např. hliník nebo titan. * V gastronomii se nově používá k přípravě espum.

Historická poznámka

Oxid dusný pozoroval poprvé John Mayow v roce 1669 a později Joseph Priestley v roce 1772. O dvacet let později Humphry Davy stanovil jeho složení a testoval jej na sobě a přátelích. +more Výsledkem těchto testů bylo objevení narkotických vlastností oxidu dusného, což vedlo k jeho používání v humánní medicíně.

Při porodech byl poprvé použit jako anestetikum S. Klikovičem v roce 1880 v Petrohradu. +more Většího rozšíření v porodnictví doznal však až po roce 1915.

Za druhé světové války oxid dusný používala německá stíhací letadla s pístovými motory. Systém krátkodobého zvýšení výkonu motoru GM-1 měl za cíl dát pohonné jednotce větší výkon při operacích ve vyšších letových hladinách pomocí vstřikování směsi zkapalněného oxidu dusíku do kompresoru

Odkazy

Reference

Literatura

Externí odkazy

[url=https://web. archive. +moreorg/web/20050901120312/http://autoweb. lutin. cz/nitro_oxid_systems. htm]Nitro Oxid System u spalovacích motorů[/url] * [url=https://www. sciencenews. org/blog/science-the-public/nitrous-oxide-fingered-monster-ozone-slayer]Nitrous oxide fingered as monster ozone slayer[/url], Science News * [url=https://web. archive. org/web/20081228072657/http://www. irz. cz/latky/oxid_dusny]Oxid dusný[/url] - Integrovaný registr znečišťování * [url=http://kurfurst. org/Performance_tests/109G_GM1_instructions/kBetrA_GM1_109G. html]Messerschmitt Bf 109 - Operační manuál pro piloty a pozemní personál pro GM-1 systém v Bf 109 G[/url].

Dusný Kategorie:Dusné sloučeniny Kategorie:Hnací plyny Kategorie:Chladiva Kategorie:Halucinogeny Kategorie:Skleníkové plyny Kategorie:Polutanty Kategorie:ATC N01AX Kategorie:Celková anestetika Kategorie:ATC R07AX