Диазотен оксид

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Диазотен оксид
Nitrous-oxide-dimensions-3D-balls.png
Идентификатори
Номер на CAS 10024-97-2
PubChem 948
ChemSpider 923
Номер на ООН 1070 (компресиран)
2201 (течност)
DrugBank DB06690
KEGG D00102
ChEBI 17045
ChEMBL 1234579
Номер в RTECS QX1350000
SMILES
N#[N+][O-]
StdInChI
1S/N2O/c1-2-3
StdInChI ключ GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N
InChI 1/N2O/c1-2-3
Справка в Beilstein 8137358
UNII K50XQU1029
Справка в Gmelin 2153410
Свойства
Формула N2O
Моларна маса 44,013 g/mol
Външен вид безцветен газ
Плътност 1,977 g/L (газ)
Точка на топене −90,86 °C
Точка на кипене −88,48 °C
Парово налягане 5150 kPa
Разтворимост вода 1,5 g/L (15 °C)
Магнитна възприемчивост −18,9·10−6 cm3/mol
Показател на пречупване 1,000516 (0 °C)
Дипол 0,166 D
Структура
Молекулна форма линейна, C∞v
Опасности
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
0
Точка на запалване незапалим
Термохимия
Стандартна моларна ентропия 219,96 J K−1 mol−1
Данните са при стандартно състояние
на материалите (25°C, 100 kPa)
,
освен където е указано другояче.

Диазотен оксид, известен и като „райски газ“,[1] е химично съединение, оксид на азота с формула N2O. При нормални условия представлява безцветен незапалим газ с приятна сладникава миризма и вкус.

Диазотният оксид е неутрален оксид. Получава се при загряване на амониев нитрат. При вдишване предизвиква чувство за еуфория, което е причина и за името „райски газ“. Използва се в хирургията и денталната медицина (зъболечението) заради своя анестетичен и аналгетичен ефект, а заради еуфоричните си свойства се използва от някои хора като наркотик.

Друго негово приложение е като окислител в ракетните двигатели. Използва се и при двигателите с вътрешно горене – добавен към горивото, увеличава мощността им.

Използва се и в хранителната индустрия като пропелент при някои видове аерозолни контейнери – най-често бита сметана (отбелязван и като E942).

Диазотния оксид се среща в малко количество в атмосферата, но е способен да разлага озоновия слой с ефективност, сравнима с тази на хлорофлуоровъглеродите. Изчислено е, че 30% от N
2
O
в атмосферата се дължи на човешката дейност, главно в селското стопанство.[2][3]

Автомобилизъм[редактиране | редактиране на кода]

За състезателни цели, диазотният оксид (нитро) най-често се съхранява в алуминиеви цилиндрични бутилки с различен размер. Той е затворен под високо налягане в течна агрегатна форма. След преминаването му от цилиндъра във въздухопровода на автомобила агрегатното му състояние се променя от течно в газообразно. Това е така, тъй като азотният оксид преминава от среда с много високо налягане във среда на вакуум във въздушния колектор. Тази трансформация е известна като „азотно кипене“. Водата завира при 100 °C. Ако обаче се съхранява под високо налягане, като например в охладителната система на автомобила, тя ще остане в течна форма дори след точката на завиране. Въпреки, че не е препоръчително, ако при тези условия се отвие капачката на радиатора, налягането ще се понижи и водата ще се разшири и заври моментално. Същото е и с азотния оксид. Докато се съхранява под високо налягане, той запазва течната си форма. След понижаване на налягането течността се разширява и завира и той преминава в газ. За този процес е необходима енергия, която се получава от топлината, погълната от заобикалящият въздух/газ във въздухопровода. Крайният резултат представлява зареждане на въздухопровода със студен въздух с висока плътност, обогатен на кислород – идеалната рецепта за произвеждане на повече мощност. Тъй като нужното допълнително гориво се подава по начин, който го излага на пълната сила на разширяващият се азотен оксид, то се атомизира напълно. Това спомага за по-добро изгаряне в горивната камера, а от там като пряк резултат се повишава полезната мощност. Диазотният оксид (N2O) се състои от 2 атома азот и 1 атом кислород. Топлината, отделена при изгарянето, разкъсва химичната връзка между тези атоми. Без топлина трите частици не могат да се разделят, а в такъв случай кислородният атом става безсилен, т.е. не може да изиграе своята роля в процеса на изгаряне. Затова, въпреки, че азотният оксид е по-наситен на кислород от въздуха, вдишването му от човек може да доведе до задушаване (асфиксия). Тялото не може да произведе топлината, нужна за разделяне връзката между азота и кислорода.

Мол на диазотния оксид[редактиране | редактиране на кода]

При газовете важно значение има терминът мол. Под това понятие се разбира количеството субстанция, която съдържа броя молекули и атоми на Авогадро. Въпреки, че този брой е постоянен (6.02 х 10^23), теглото на мола може да варира в зависимост от теглото на атома от въпросната молекула. И тъй като двигателят „изисква“ обем, а не маса, теглото може да се остави на страна. Един мол от каквато и да е субстанция заема 22.4 литра при стандартно налягане и температура. Фактът, че при еднакви условия всички газове имат един и същи моларен обем, си остава. Тогава, ако един цилиндър може да привлече 2 мола въздух на едно всмукване от въздухопровода, то той може и да консумира същия обем Нитро. Според обема, въздухът съдържа само 21% кислород в сравнение с Нитрото, което съдържа 50%. На всеки 2 мола азотен оксид (N2O) пропуснати в цилиндър, се пропускат 2 мола азот (N2) и 1 мол кислород (O2). Това се вижда от следното равенство: 2N2O ==> 2N2 + O2 В това се крие и предимството на азотния оксид. Тъй като всеки мол има един и същи обем, ясно е, че 2 мола нитро в двигателния цилиндър стават 3 мола в процеса на изгаряне. Вследствие се повишава налягането при горене и се повишава потенциала на двигателя за произвеждане на мощност.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Tarendash, Albert S.. Let's review: chemistry, the physical setting. 3rd. Barron's Educational Series, 2001. ISBN 978-0-7641-1664-3. с. 44.
  2. Ravishankara, A. R. и др. Nitrous Oxide (N2O): The Dominant Ozone-Depleting Substance Emitted in the 21st Century. // Science 326 (5949). 2009. DOI:10.1126/science.1176985. с. 123 – 5.
  3. Grossman, Lisa. Laughing gas is biggest threat to ozone layer. // New Scientist, 28 август 2009.