Oxid dusný

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Oxid dusný
3D model molekuly N2O3D schéma molekuly N2O
2D schéma molekuly N2O
Obecné
Systematický název Oxid dusný
Triviální název Rajský plyn, azooxid, Nitro
Anglický název Nitrous oxide
Německý název Distickstoffmonoxid
Sumární vzorec N2O
Vzhled Bezbarvý plyn
Identifikace
UN kód 1070 (stlačený)
2201 (kapalný)
Číslo RTECS QX1350000
Vlastnosti
Molární hmotnost 44,013 g/mol
Teplota tání -102,4 °C
Teplota varu -88,48 °C
Hustota 1,225 7 g/cm3 (kapalina, tv)
1,977 8 kg/m3 (plyn, 0 °C)
Dynamický viskozitní koeficient 0,013 7 cP (0 °C)
0,018 3 cP (100 °C)
0,022 5 cP (200 °C)
0,030 3 cP (400 °C)
Index lomu nD= 1,000 5
Kritická teplota Tk +36,43 °C
Kritický tlak pk 7 255 kPa
Kritická hustota 0,453 g/cm3
Rozpustnost ve vodě 130 ml/100 g (0 °C)
87,8 ml/100 g (10 °C)
63 ml/100 g (20 °C)
56,7 ml/100 g (25 °C)
Relativní permitivita εr 1,001 03
Van der Waalsovy konstanty stavové rovnice a= 0,383 2 Pa m6 mol-2
b= 44,15•10-6 m3 mol-1
Ionizační energie 12,894 eV
Struktura
Krystalová struktura krychlová
Tvar molekuly lineární
Dipólový moment 0,166 D
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° 82,09 kJ/mol
Entalpie tání ΔHt 148,6 J/g
Entalpie varu ΔHv 376,3 J/g
Standardní molární entropie S° 219,8 J K-1 mol-1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° 104,1 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp 0,874 0 J K-1 g-1
Bezpečnost
Oxidující
Oxidující (O)
R-věty R8
S-věty S9,S17,S38
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
0
OX
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Bombičky s N2O k výrobě šlehačky

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

Příprava[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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. 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. 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[editovat | editovat zdroj]

Modrofialová oblast označuje ozonovou díru nad Antarktidou k 24. září 2006

Vliv na ozonovou vrstvu Země[editovat | editovat zdroj]

V srpnu 2009 byla v časopise Science publikována studie, podle které oxid dusný v současnosti představuje největší nebezpečí (větší než tzv. freony) pro ozonovou vrstvu Země a měl by jím být i v průběhu celého 21. 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.[1]

Vliv na klima[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusný patří mezi skleníkové plyny, jejichž emise jsou regulovány Kjótským protokolem. Jedna tuna oxidu dusného způsobuje stejný skleníkový efekt jako 200 tun oxidu uhličitého[zdroj?] nebo 10 tun methanu.

Účinky na lidské zdraví[editovat | editovat zdroj]

Vdechován 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. Proto je velmi nebezpečné jeho případné zneužití čicháním jako drogy.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Southworth & Hawes: Opětovné uzákonění používání rajského plynu v praxi, 16. října 1846, daguerrotypie

Historická poznámka[editovat | editovat zdroj]

Oxid dusný pozoroval poprvé John Mayowv 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. 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. Většího rozšíření v porodnictví doznal však až po roce 1915.

Za druhé světové války oxid dusný používala německá stíhací letadla s pístovými motory ke krátkodobému zvýšení jejich výkonu.[zdroj?]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Největším ničitelem ozonové vrstvy je prý takzvaný rajský plyn

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.  

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]