Protoxyde d\'azote

|- | align=" ; center" ; colspan=" ; 2" ; bgcolor=" ; white" ; |

|- hembox/SectGeneral hembox/SectProperties | Densité et phase | 1222.8 kilogrammes de
1.8 kilogramme m^-3 (gaz STP) de m^-3 (liquide) |- hembox/SectStructure hembox/SectThermo hembox/SectHazards < ! -- Le résumé seulement, MSDS fournit des informations plus complètes --> | NFPA 704 |

Utilisations

Effets Inhalant

Protoxyde d'azote (N₂O) est une drogue dissociative du qui peut causer l'analgésie , le Depersonalization , Derealization , le vertige , l'euphorisme , le bridant de de de de des hallucinations saines et légères et du Neurotoxicity .

Dans la médecine

Précédemment, le protoxyde d'azote a été typiquement administré par des dentistes par un inhalateur d'exiger-valve au-dessus du nez qui libère seulement le gaz quand le patient inhale par le nez ; les masques full-face ne sont pas utilisés généralement par des dentistes, de sorte que la bouche du patient puisse être travaillée dessus tandis que le patient continue à inhaler le gaz. L'utilisation courante implique les débitmètres constants d'approvisionnement qui laissent la proportion du protoxyde d'azote et du débit combiné de gaz à ajuster individuellement. Les masques couvrent toujours évidemment seulement le nez.

Puisque le protoxyde d'azote est d'une façon minimum métabolisé, il maintient son pouvoir une fois exhalé dans la salle par le patient et peut poser un risque d'ivresse et de prolonger-exposition au personnel de clinique si la salle est mal aérée. Là où le protoxyde d'azote est administré, un système de ventilation à débit continu de frais-air ou le système de d'azote-balayage est employé, pour empêcher l'habillage de gaz résiduel.

Le protoxyde d'azote est un anesthésique général faible, et ainsi n'est généralement pas seul utilisée en général anesthésie. En général anesthésie il est employé comme gaz porteur dans un rapport de 2:1 avec l'oxygène pour des agents anesthésiques généraux plus puissants tels que le Sevoflurane ou le Desflurane . Il a un MAC (concentration alvéolaire minimum ) de 105% et d'un sang : coefficient de cloison de gaz de 0.004% est métabolisé chez l'homme.

Utilisation récréationnelle

Puisque les utilisations les plus à court terme du protoxyde d'azote pour des buts médicaux ou dentaires, il également a été employées récréationnellement comme Inhalant, parce qu'il cause l'euphorisme et les légères hallucinations. Seulement un nombre restreint d'utilisateurs récréationnels (tels que les employés de bureau dentaires ou les techniciens médicaux de gaz) ont accès légal aux boîtes métalliques pures de protoxyde d'azote qui sont prévues pour l'usage médical ou dentaire. La plupart des utilisateurs récréationnels obtiennent le protoxyde d'azote des récipients de gaz comprimé qui emploient le protoxyde d'azote pendant qu'un propulseur pour la crème fouettée ou des systèmes d'azote des véhicules à moteur. Disponible d'azote des véhicules à moteur au public a souvent l'anhydride sulfureux de ~100 page par minute supplémentaire pour empêcher l'utilisation/abus récréationnels ; (pas sulfure d'hydrogène comme suggéré près). L'inhalation d'un tel mélange est presque impossible après un souffle dû à bâillonner et tôt ou tard, fixage involontaire au loin de la trachée ; (certains avec le " ; sulfate" ; les allergies ont pu même mourir en raison de la réaction allergique).

Les utilisateurs gonflent typiquement un sachet de ballon ou en plastique avec du protoxyde d'azote et inhalent le gaz pour ses effets, car le protoxyde d'azote expulsé directement d'un réservoir ou d'une boîte métallique endommagerait sévèrement les poumons de l'utilisateur dus à sa température de sortie extrêmement froide due à l'expansion soudaine. Tandis que le protoxyde d'azote n'est pas une substance dangereuse intrinsèquement, les utilisateurs récréationnels typiquement ne la mélangent pas à de l'air ou à l'oxygène (de même que le procédé standard dans le bureau d'un dentiste) et peuvent ne pas risquer ainsi des dommages ou la mort du manque de l'oxygène (anoxie ). Le protoxyde d'azote, une fois inhalé using une maison faite système se composant d'un masque et/ou d'un régulateur, présente un danger plus potentiel dû à l'application automatique et continue. Ceci peut alternativement empêcher à oxygène proportionné d'atteindre l'utilisateur, le rendant sans connaissance, menant plus tard à la mort due à l'asphyxie. L'inhalation du protoxyde d'azote en même temps qu'un nitrite alkylique est en quelques cercles désignés sous le nom du " ; surfing" de l'espace ; , pendant que le protoxyde d'azote agit le synergiquement avec du nitrite alkylique de créer l'euphorisme forte (mais de courte durée), analgésie, dissociation, et dans certains cas, des sensations du mouvement ou de l'agitation interne.

Le nom vient également des effets bruit-bridants du protoxyde d'azote, que quelques utilisateurs comparent au bruit des vagues se brisant sur une plage (par conséquent " ; surfing" ;). Tandis que puissant, c'est une combinaison potentiellement dangereuse, comme effets (CNS) baissants de cardioneurological-système du protoxyde d'azote, combinés avec la baisse dans la tension artérielle (qui est caractéristique de l'utilisation inhalant de nitrite), peut causer l'hypotension , l'inconscience, ou, dans le cas du surdosage extrême, la mort. Des individus avec des maladies de coeur, des complications résultant de la course ou de la chirurgie, ou l'hypotension chroniquement sont conseillés de ne pas employer ces deux drogues simultanément.

Le protoxyde d'azote est employé pendant qu'un agent de fouettée dû à la facilité dans à laquelle il émigre et hors des huiles ; seulement quelques secondes de la secousse rapide est assez pour émigrer le gaz dans l'under pressure crème huileux. En raison de cette capacité, d'azote se déplace également facilement dans tout le corps, dans et hors des cellules, parce que les membranes de cellules sont les lipides à base d'huile. L'inhalation prolongée des concentrations élevées de protoxyde d'azote les fera émigrer dans tout le corps dans des cavités de sinus, la région digestive, et dans les adipocytes.

Une personne inactive qui a respiré des concentrations élevées pour 20-30 minute mais d'autre part respire normalement maintiendra toujours le gaz dans son corps à de basses doses pendant que le gaz émigre lentement soutiennent de ces cavités internes. Même après plusieurs heures de ne pas respirer le gaz, les mouvements du corps entier rapides soudains tels que la gymnastique suédoise fait commencer soudainement le gaz dissous à émigrer hors des adipocytes, ayant pour résultat un effet de dosage latent.

Le protoxyde d'azote peut être habit-forming en raison de son effet de courte durée (généralement de 1 - 5 minutes dans les doses récréationnelles) et de facilité de l'accès. La mort peut résulter si elle est inhalée de telle manière que trop peu d'oxygène soit respiré dedans. Tandis que le gaz pur n'est généralement pas toxique, l'utilisation à long terme en quantité très grande a été associée à l'insuffisance de la vitamine B12 , à l'anémie due au réduit Hemopoiesis , à la neuropathie , à l'acouphène , et à l'engourdissement dans les extrémités. Les effets irréversibles nocifs qui peuvent être provoqués par abus de protoxyde d'azote incluent les neuropathies et les spasmes périphériques de membre. Les femmes enceintes ne devraient pas employer le protoxyde d'azote car l'utilisation chronique est le tératogénique et le foetotoxic. Une étude chez les rats a constaté que l'exposition à long terme aux doses élevées du protoxyde d'azote peut mener aux lésions d'Olney de . N₂O, comme d'autres anesthésiques volatils active les canaux de potassium de de jumeau-pore quoique faiblement. Ces canaux sont en grande partie responsables de garder des neurones au potentiel (calme) de repos. À la différence de beaucoup d'anesthésiques, cependant, N₂O ne semble pas affecter les canaux de calcium de en effet, chez l'homme donnés 30% N₂O, des antagonistes de récepteur de benzodiazépine a réduit les rapports subjectifs du sentiment « haute », mais n'a pas changé l'exécution psychomotrice.

Les effets de N₂O semblent liés à l'interaction entre le système endogène de l'Opioid du et le système noradrénergique du descendant . Quand des animaux sont donnés la morphine chroniquement ils développent la tolérance à ses effets analgésiques (de massacre de douleur) ; ceci rend également les animaux tolérants aux effets analgésiques de l'administration de N₂O. des anticorps de que qui lient et bloquent l'activité de quelques opioids endogènes (pas Bêta-endorphin ), bloquent également les effets antinociceptive des drogues de N₂O. qui empêchent la panne des opioids endogènes renforcent également les effets antinociceptive de N₂O. En effet, les souris de coup de grâce d'alpha2B-adrenoreceptor ou les animaux épuisés en noradrénaline sont presque complètement résistants aux effets antinociceptive de N₂O. Ce semble dégagement de N₂O-induced de disinhibition endogène de causes d'opioids des neurones noradrénergiques de la tige de cerveau , qui déchargent la nopépinéphrine dans la moelle épinière et empêchent la signalisation de douleur (labyrinthe, M. Exactement comment N₂O cause le dégagement des opioids est encore incertain.

Sûreté

Les risques en matière de sécurité principaux du protoxyde d'azote viennent du fait que c'est un gaz liquéfié comprimé, un risque d'asphyxie, et un anesthésique dissociatif du . L'exposition au protoxyde d'azote cause des diminutions à court terme d'exécution mentale, de capacité audiovisuelle, et de dextérité manuelle.

Une étude des ouvriers et plusieurs études d'animal d'expérience indiquent que les effets reproducteurs défavorables peuvent également résulter de l'exposition chronique au protoxyde d'azote.

L'institut national de pour la sécurité et la santé au travail recommande que l'exposition des ouvriers au protoxyde d'azote devrait être commandée pendant l'administration du gaz anesthésique dans des operatories médicaux, dentaires, et vétérinaires.

Produit chimique/examen médical

À la température ambiante (20°C) la pression de vapeur saturée est la barre 58.5, montant la barre jusqu'à 72.4°C- la température critique . La courbe de pression est ainsi exceptionnellement sensible à la température. Le protoxyde d'azote liquide agit en tant que bon dissolvant pour beaucoup de composés organiques ; les mélanges liquides et peuvent former les explosifs sensibles de choc.

Comme avec des beaucoup des oxydants forts, la contamination des parties avec des carburants ont été impliquées dans des accidents de rocketry, où les petites quantités de mélanges d'azote/carburant éclatent en raison du « coup de bélier » comme des effets (parfois appelés « dieseling » - le chauffage dû à la compression adiabatique du des gaz peut atteindre les températures de décomposition).

Il y a également eu des accidents où la décomposition de protoxyde d'azote dans la tuyauterie a mené à l'explosion de grands réservoirs.

Biologique

Le protoxyde d'azote inactive la forme de cobalamine de la vitamine B par oxydation. Les symptômes de l'insuffisance de la vitamine B, y compris la neuropathie sensorielle , la myélopathie , et l'encéphalopathie , peuvent se produire dans des jours ou des semaines d'exposition à l'anesthésie de protoxyde d'azote dans les personnes avec l'insuffisance subclinique de la vitamine B. Des symptômes sont traités avec les doses élevées de la vitamine B, mais le rétablissement peut être lent et inachevé. Les gens avec les niveaux normaux de la vitamine B ont les magasins suffisants de la vitamine B pour rendre les effets du protoxyde d'azote insignifiants, à moins que l'exposition soit répétée et prolongée (abus de protoxyde d'azote). Les niveaux de la vitamine B devraient être signées les personnes avec des facteurs de risque pour l'insuffisance de la vitamine B avant d'employer l'anesthésie de protoxyde d'azote.

Le protoxyde d'azote a été également montré pour induire les parties des lésions d'Olney de dans les cerveaux des rats.

Thermique

Le protoxyde d'azote comprimé est habituellement stocké à la température ambiante, mais pendant que le gaz augmente il se refroidit rapidement aux températures inférieures à zéro par l'intermédiaire de l'effet de Joule-Thomson de . Une fuite ou un dégagement inattendu de protoxyde d'azote comprimé peut avoir comme conséquence une brûlure immédiate et grave .

Légalité

Dans le Etats-Unis , possession de protoxyde d'azote est légal en vertu de la loi fédérale et n'est pas sujet à la portée de DEA . Elle est, cependant, réglé par la "Food and Drug Administration" sous la drogue et les produits de beauté de nourriture agir ; la poursuite est possible sous son " ; misbranding" ; clauses, interdisant la vente ou la distribution du protoxyde d'azote afin de la consommation humaine .

Beaucoup d'états ont des lois régler la possession, la vente, et la distribution du protoxyde d'azote ; mais ceux-ci sont normalement limités à interdire la distribution aux mineurs, ou à fixer une limite supérieure pour la quantité de protoxyde d'azote qui peut être vendue sans permis spécial, plutôt qu'interdisant la possession ou la distribution complètement. Dans la plupart des juridictions, comme au niveau fédéral, la vente ou la distribution afin de la consommation récréationnelle est illégale.

Dans le Nouvelle Zélande , le ministère de la Santé a averti que le protoxyde d'azote est une médecine de prescription, et sa vente ou possession sans prescription est une offense sous la Loi de médecines. Ce rapport interdirait apparemment toutes les utilisations non-medicinal du produit chimique, bien qu'on l'implique que seulement l'utilisation récréationnelle sera légalement visée.

Histoire

Le gaz a été synthétisé la première fois par le chimiste anglais et le normal Joseph Priestley de philosophe en 1775, qui l'a appelé phlogisticated l'air d'azote (voir le Phlogiston ). Priestley décrit la préparation du " ; diminished" d'azote d'air ; par la chauffage les classements de fer ont amorti avec de l'acide nitrique dans des expériences et des observations de sur différents genres d'air , (1775). Priestley a été enchanté avec sa découverte : " ; J'ai maintenant découvert qu'un air cinq ou six fois meilleures comme l'a jamais fait l'air commun… rien je m'a étonné davantage, ou est plus de satisfactory." ; Le Humphry Davy dans les 1790s a examiné le gaz sur se et certains de ses amis, y compris le Samuel Taylor Coleridge de poèts et le Robert Southey .

Ils ont réalisé que ce protoxyde d'azote a considérablement alourdi la sensation de la douleur, même si l'inhalateur étaient encore semi-conscious. Après qu'il ait été rendu public intensivement par le Gardner Quincy Colton aux Etats-Unis dans le 1840s, il a hérité l'utilisation pendant qu'un anesthésique, en particulier par les dentistes, qui n'ont pas typiquement accès aux services d'un anesthésiste et qui peuvent tirer bénéfice d'un patient qui peut répondre aux commandes verbales.

Fabrication

Un gaz est présent dans des traces en atmosphère terrestre en raison des réactions à hautes températures entre l'azote et l'oxygène. Industriellement le gaz est préparé en chauffant doucement le nitrate d'ammonium , qui se décompose en protoxyde d'azote et vapeur d'eau.

NH₄NO₃(s) → 2 H₂O (g) + N₂O (g)

La préparation est dangereuse en raison de la tendance de N2O de se décomposer explosivement en azote et oxygène à températures élevées. (La détonation impliquée des bombardements de World Trade Center et de Ville d'Oklahoma du protoxyde d'azote a produit par décomposition à hautes températures rapide.) N₂O a fabriqué cette manière ne devrait pas être inhalé, parce qu'il est souillé sans ₂, un gaz corrosif et irritant qui peut endommager le poumon permanent et génétique.

L'addition du divers phosphate la formation de faveurs de d'un gaz plus pur à des températures légèrement plus basses. Cette réaction se produit entre 170 - 240°C, les températures où le nitrate d'ammonium est un modérément sensible explosif et un oxydant très puissant (peut-être sur l'ordre d'acide nitrique émettant de la vapeur ). Aux températures beaucoup au-dessus de 240 ; le °C la réaction exothermique peut accélérer cette réaction jusqu'au point de détonation .

Le mélange doit être refroidi pour éviter un tel désastre. Dans la pratique, la réaction implique une série d'ajustements pénibles pour commander la température en dedans à une gamme étroite. Les professionnels ont détruit les voisinages entiers par commande perdante (de la température de et de la pression dans les cornues de nitrate d'ammonium) dans des processus à l'échelle commerciale. Les exemples incluent le débâcle chimique de l'Ohio dans le Montréal , 1966 et le désastre d'Air Products & Chemicals, Inc. dans la ville du Delaware de , Delaware , 1977.

En aval, le mélange chaud et corrosif des gaz doit être refroidi pour condenser la vapeur et être filtré pour éliminer des oxydes de l'azote plus supérieurs. Également le de nitrate d'ammonium Loke dans un colloïde extrêmement persistant devra probablement être enlevé. L'haut propre est souvent fait dans un train de 3 lavages de gaz ; à savoir la base, acide et basent encore. Aucune quantité significative d'oxyde nitrique (NO) ne peut nécessairement être absorbée directement par les lavages bas (d'hydroxyde de sodium).

L'impureté d'oxyde nitrique est parfois chélatée dehors avec du fer II (sulfate ferreux), réduite avec le métal de fer (tel que les laines en acier ou les turnings) ou oxydée (exemple : permanganate de potassium) et alors absorbé dans la base comme oxyde plus supérieur. Le lavage de la première base peut (ou ne pas pouvoir) réagir dehors une grande partie de la fumée de nitrate d'ammonium, toutefois cette réaction produit du gaz d'ammoniaque, qui peut devoir être absorbé à Washington acide.

L'oxydation directe de l'ammoniaque peut un jour rivaliser la synthèse de la pyrolyse de nitrate d'ammonium du protoxyde d'azote mentionnée ci-dessus. Ce processus onéreux, qui provient du Japon, emploie un bioxyde - catalyseur de manganèse de de l'oxyde de bismuth de . (Suwa et autres 1961 ; de Showa Denka Ltd.) → 2NH₃ + 2O₂ N₂O + 3H₂O

Des oxydes de l'azote plus supérieurs sont formés comme impuretés. Pour la note de comparaison que le oxydation uncatalyzed d'ammoniaque de (c. combustion ou explosion) va principalement à N₂ et à H₂O. Le Ostwald de processus oxyde l'ammoniaque à l'oxyde nitrique (NON) de , using un écran de catalyseur du platine . (c'est le commencement de la synthèse moderne de l'acide nitrique de l'ammoniaque, souvent une grande partie de l'acide nitrique est mis à réagir avec plus d'ammoniaque au nitrate d'ammonium de forme et parfois la came de nitrate d'ammonium pyrolysed… ci-dessus).

Le protoxyde d'azote peut être fait en chauffant une solution de l'acide sulfamique et de l'acide nitrique . Beaucoup de gaz a été fait à cette manière en Bulgarie (Brozadzhiew et Rettos, 1975). → de HNO₃ + de NH₂SO₃H N₂O + H₂SO₄ + H₂O Il n'y a aucun risque explosif dans cette réaction si le taux de mélange est commandé. Cependant, en tant qu'oxydes de l'azote plus supérieurs habituels et toxiques former.

Le protoxyde d'azote est produit en grands volumes comme sous-produit dans la synthèse de l'acide adipique ; un des deux réactifs utilisés dans la fabrication en nylon. Ceci pourrait devenir une source commerciale importante, mais exigera le déplacement des oxydes plus supérieurs de l'azote et des impuretés organiques. Actuellement une grande partie du gaz est décomposé avant dégagement pour la protection de l'environnement. Des proceses plus verts peuvent régner ce peroxyde de remplacement pour l'oxydation d'acide nitrique ; par conséquent aucune génération d'oxyde des sous-produits d'azote.

Des solutions sans couleur du chlorure de Hydroxylammonium de et du nitrite de sodium peuvent également être employées pour produire N₂O : → de NH₃OH⁺Cl⁻ + de NaNO₂ N₂O + NaCl + H₂O Si le nitrite est ajouté à la solution d'hydroxylamine, le gaz produit est assez pur pour l'inhalation, et le seul sous-produit restant est eau salée. Cependant, si la solution d'hydroxylamine est ajoutée à la solution de nitrite (le nitrite est supérieur), puis les oxydes de l'azote plus supérieurs toxiques sont également formés.

Protoxyde d'azote dans l'atmosphère

À la différence d'autres oxydes d'azote le protoxyde d'azote est un gaz à effet de serre important . Tandis que son effet de chauffage radiatif est sensiblement moins que CO₂, la persistance du protoxyde d'azote dans l'atmosphère, une fois considérée sur une période de 100 ans, par unité de poids, a 296 fois plus d'impact sur le réchauffement global que cela par unité de masse de l'anhydride carbonique (CO₂). La commande du protoxyde d'azote fait partie d'efforts de limiter des émissions de gaz participant à l'effet de serre, telles que le protocole de Kyoto de . En dépit de sa concentration relativement petite dans l'atmosphère, le protoxyde d'azote est le tiers - le plus grand contribuant de gaz à effet de serre au réchauffement global global, derrière l'anhydride carbonique et le méthane . (Les autres oxydes d'azote contribuent au réchauffement global indirectement, par le contribution à la production troposphérique de l'ozone pendant la formation de brouillard enfumé).

Le protoxyde d'azote est émis par les bactéries dans les sols et les océans, et a été ainsi une partie de l'atmosphère terrestre pour des ères. L'agriculture est la source principale du protoxyde d'azote humain-produit : cultivant le sol, l'utilisation des engrais d'azote de et la manipulation de déchets des animaux peuvent tout stimuler les bactéries naturelles produire le protoxyde d'azote. Le secteur de bétail (principalement vaches, poulets, et porcs) produit 65% du protoxyde d'azote humain-connexe. Les sources industrielles composent seulement environ 20% de toutes les sources anthropogènes, et incluent la production du nylon et de l'acide nitrique, et le burning du combustible fossile dans des moteurs à combustion interne.

On pense l'activité humaine pour expliquer légèrement moins que 2 ; Teragrams (ceci est multiplié par environ 300 une fois calculé comme quantité équivalente d'anhydride carbonique) des oxydes d'azote par an, nature pour 15 fini ; teragrams. Le flux anthropogène global de protoxyde d'azote est au sujet de 1 ; pétagramme de carbone-équivalents d'anhydride carbonique par an ; ceci compare à 2 ; pétagrammes de carbone-équivalents d'anhydride carbonique de méthane par an, et à un taux de chargement atmosphérique environ de 3.3 ; pétagrammes de carbone-équivalents d'anhydride carbonique par an.

Le protoxyde d'azote attaque également l'ozone dans la stratosphère , aggravant le montant en excédent la surface terrestre heurtant du de lumière UV en dernières décennies, en quelque sorte semblable aux divers freons et aux produits organiques halogénés par relatif . Le protoxyde d'azote est le régulateur naturel principal de l'ozone stratosphérique.

La recherche récente par le Paul Crutzen de Prix Nobel suggère que les émissions du protoxyde d'azote dans la production des combustibles organiques soient plus qu'assez pour compenser les avantages que le biodiesel a été espéré pour avoir en termes d'émissions de l'anhydride carbonique . Plus généralement ceci concerne l'utilisation de tout l'engrais d'azote.

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