A reportagem informa que dois solados foram detidos à tarde, suspeitos de terem roubado o tanque de gás. Outro primo dos jovens, que estaria com eles quando inalaram a substância, chamou a polícia depois que os dois ficaram inconscientes. Uma investigação preliminar da polícia indicou que os três teriam ido a uma festa e não teriam tentado cometer suicídio, como chegou a ser suspeitado.(Fonte: globo.com)
O óxido nitroso, conhecido como gás hilariante, é um composto químico com a fórmula N 2 O. É um óxido de nitrogênio . À temperatura ambiente, é um gás incolor não inflamável, o gás , com um odor ligeiramente doce e sabor. É utilizado em cirurgia e odontologia para a sua anestésico e analgésico efeitos. É conhecido como "gás hilariante", devido à euforia que os efeitos da inalação, uma propriedade que levou à sua utilização recreativa como dissociativos anestésico . Ele também é usado como um oxidante em foguetes e em automobilismo para aumentar a potência de motores . Em temperaturas elevadas, o óxido nitroso é um poderoso oxidante semelhante ao oxigênio molecular.
O óxido nitroso não suscita quaisquer sobre a reação com átomos de oxigênio, e este por sua vez, NO reage com o ozônio . Como resultado, é o que ocorre naturalmente principal regulador da estratosférica de ozônio. É também um importante gás de efeito estufa e poluentes do ar . Considerado durante um período de 100 anos, tem 298 vezes mais impacto por unidade de peso do que o dióxido de carbono .
História
O gás foi sintetizado pela primeira vez pelo Inglês filósofo natural e químico Joseph Priestley, em 1772, que o chamou phlogisticated ar nitroso (ver flogisto ). Priestley publicou sua descoberta no livro Experiências e Observações em Diferentes Tipos de Ar (1775), onde ele descreveu como produzir a elaboração de "ar nitroso diminuída", pelo aquecimento limalha de ferro umedecido com ácido nítrico .
O uso precoce (1794-1843)
Primeira importante utilização de óxido nitroso, foi possível graças a Thomas Beddoes eo renomado engenheiro James Watt , que trabalharam juntos para publicar o livro Considerações sobre o uso medicinal e na produção de ares factícios (1794). Este livro foi importante por duas razões. Em primeiro lugar, James Watt inventou uma máquina para produzir novos "Ares fictícia" (ou seja, o óxido nitroso) e um "aparelho respiratório", novela de inalar o gás. Em segundo lugar, o livro também apresentou o médico novas teorias de Thomas Beddoes, que a tuberculose e outras doenças pulmonares podem ser tratadas por inalação de "Ares fictícia".
A máquina de produzir "Ares fictícia" composta por três partes: Um forno para queimar o material necessário, um recipiente com água onde o gás produzido no passado através de um tubo espiral (em ordem de impurezas para ser "lavado") e, finalmente, o cilindro de gás com gasômetro em que o ar produzido poderia ser aproveitado em sacos de ar portátil (feito de seda oleosa hermético). O aparelho respiratório constituído um dos sacos de ar portátil ligado a um tubo com um bocal. Com este novo equipamento a ser projetado e produzido já em 1794, o caminho estava agora bem encaminhado para ensaios clínicos , que começou quando Thomas Beddoes em 1798 estabeleceu a "Instituição pneumático para aliviar doenças por médicos Airs" em Clifton (Bristol) . Na cave do edifício, uma máquina de grande porte estava produzindo os gases sob a supervisão de um jovem Humphry Davy , que foi incentivada a experimentar novos gases para que os pacientes inalam. O primeiro trabalho importante de Davy foi examinar a óxido nitroso, sendo os resultados publicados em seu livro: Pesquisas, Química e Filosofia (1800). Nesta publicação, Davy observa o efeito analgésico do óxido nitroso na página 465 e seu potencial para ser usado em intervenções cirúrgicas em 556 páginas.
Apesar da constatação feita pela valiosa Davy, que a inalação de óxido nitroso poderia aliviar uma pessoa consciente da dor, outro 44 anos se passariam antes que os médicos tentaram usá-lo para anestesia . O uso do óxido nitroso como droga recreativa em "partes gás hilariante", principalmente organizadas pela classe alta britânica , se tornou um sucesso imediato início em 1799. Embora os efeitos do gás em geral, fazer o usuário sentir letárgica, sonhadora e sedado, algumas pessoas também "tirar o riso" num estado de euforia, e entrar em erupção no riso e diversão em geral.
O uso da anestesia
A primeira vez que o óxido nitroso foi utilizado como anestésico de drogas no tratamento de um paciente foi quando o dentista Horace Wells , com assistência de Gardner Quincy Colton e Mankey John Riggs , demonstrou insensibilidade à dor de uma extração dentária , em dezembro de 1844. No semana seguinte, Wells tratados os primeiros 15/12 pacientes com óxido nitroso em Hartford , e de acordo com seu próprio recorde só falhou em dois casos. Apesar destes resultados convincentes que está sendo relatado por Wells para a sociedade médica em Boston já dezembro de 1844, este novo método não foi imediatamente adotado por outros dentistas. A razão para isso era mais provável que Wells, em janeiro de 1845 em sua primeira demonstração pública no sentido da faculdade de medicina em Boston, tinha sido parcialmente vencida, deixando seus colegas duvidosa quanto à sua eficácia e segurança. O método não entrou em geral uso até 1863, quando Gardner Quincy Colton sucesso começou a usá-lo em todos os seus "Colton Dental Association" clínicas, que ele só tinha sede em New Haven e Nova York . Ao longo dos três anos seguintes, Colton e seus associados com êxito óxido nitroso administrado a mais de 25.000 pacientes. Com a sua eficácia e segurança já demonstrado por grandes números, o uso do óxido nitroso se tornou rapidamente o método preferido anestésico em odontologia. Como o gás é leve o suficiente para manter um paciente em um estado de consciência e de conversação e, no entanto, na maioria dos casos, fortes o suficiente para suprimir a dor causada por um tratamento dentário, que continua a ser o preferido de gás anestésico em odontologia de hoje.
Nos hospitais, o óxido nitroso foi entretanto encontrada para não ser suficientemente forte anestésico para uso em operações de grande porte. Sendo um anestésico potente e mais forte, éter sulfúrico vez foi apresentada e aceita para uso em Outubro de 1846, juntamente com clorofórmio em 1847. Quando Joseph Thomas Clover inventou o "éter inalador de gás" em 1876, no entanto tornou-se comum prática em hospitais de iniciar os tratamentos anestésicos com um leve fluxo de óxido nitroso, e então aumentar gradativamente a anestesia com o mais forte de éter / clorofórmio. inalador Clover éter de gás foi projetado para fornecer ao paciente com óxido nitroso e éter, ao mesmo tempo, com a mistura exata que está sendo controlado pelo operador do aparelho. permaneceu em uso por muitos até os hospitais da década de 1930. Ela Embora os hospitais hoje estão usando mais avançado aparelho de anestesia , essas máquinas ainda usam o mesmo princípio lançado com éter inalador de gás-Clover: Para iniciar a anestesia com óxido nitroso, antes da administração de um anestésico mais potente.
Produção de óxido nitroso
O óxido nitroso é mais comumente preparado pelo aquecimento cuidadoso de nitrato de amónio , que se decompõe em óxido nitroso e vapor de água. A adição de vários fosfatos favorece a formação de um gás mais puro, a menores temperaturas ligeiramente. Um dos primeiros produtores comerciais foi George Poe em Trenton, Nova Jersey .
NH 4 NO 3 (s) → 2 H 2 O (g) + N 2 O (g)
Esta reação ocorre entre 170 e 240 ° C, as temperaturas em nitrato de amónio é moderadamente sensível explosiva e um poderoso oxidante . Acima de 240 ° C, a reação exotérmica pode acelerar a ponto de detonação , assim, a mistura deve ser resfriada para evitar tal desastre. Vapor superaquecido é utilizado para atingir a temperatura de reação em alguns turnkey plantas de produção.
A jusante, a mistura quente e corrosiva de gases deve ser resfriado para condensar o vapor, e filtrado para remover óxidos de azoto superior. fumo nitrato de amónio, como extremamente persistentes colóide , também terá de ser removido. A limpeza é feito muitas vezes de uma série de 3 lavagens de gás; a base de ácido e base novamente. Quantidades significantes de óxido nítrico (NO) pode não ser necessariamente absorvidos diretamente pela base (hidróxido de sódio) lavagens.
A impureza do óxido nítrico é por vezes quelatado com sulfato ferroso , reduzido com metal, ferro ou oxidado e absorvido como uma base maior de óxido. A primeira base de lavagem pode (ou não) reagem muito fora da fumaça de nitrato de amónio. No entanto, esta reação gera o gás de amônia, que pode ter de ser absorvido na lavagem ácida.
Outras rotas
A oxidação direta do amoníaco um dia pode rivalizar o nitrato de amónio pirólise síntese de óxido nitroso acima mencionados. Este processo intensivo de capital, que tem origem no Japão, usa um dióxido de manganês - óxido de bismuto catalisador:
2 NH 3 + 2 O 2 → N 2 O + 3 H 2 O
óxidos mais elevadas de nitrogênio são formados como impurezas. Em comparação, uncatalyzed oxidação da amônia (isto é, combustão ou explosão) vai principalmente para N 2 e H 2 O.
O óxido nitroso pode ser feito pelo aquecimento de uma solução de ácido sulfâmico e ácido nítrico . Muitos gases são feitos dessa maneira, na Bulgária.
HNO 3 + H 2 SO 3 H → N 2 O + H 2 SO 4 + H 2 O
Não há perigo de explosão nesta reação se a taxa de mistura é controlado. No entanto, como de costume, tóxicos de óxidos de nitrogênio superiores são formados.
O óxido nitroso é produzido em grandes volumes como um subproduto na síntese de ácido adípico , dos dois reagentes utilizados em nylon. fabricar um. Isso pode se tornar uma importante fonte comercial, mas exigirá a remoção de maior óxidos de nitrogênio e de impurezas orgânicas. Atualmente boa parte do gás é decomposto antes da liberação para a proteção ambiental. processos mais ecológicos podem prevalecer, que substituem o peróxido de hidrogênio para a oxidação de ácido nítrico, daí não geração de óxido de nitrogênio subprodutos.
Cloreto de hidroxilamônio pode reagir com nitrito de sódio para produzir N 2 O também:
NH 3 OH + Cl - → N + NaNO 2 2 O + NaCl + 2 H 2 O
Se o nitrito é adicionado à solução de hidroxilamina, o único subproduto restante é água salgada. No entanto, se a solução de hidroxilamina é adicionado à solução de nitrito (nitrito está em excesso), depois tóxicos de óxidos de azoto superior também são formadas. Além disso, HNO 3 pode ser reduzido a N 2 O por SnCl 2 e mistura de HCl:
2 HNO 3 + 8 + 4 HCl SnCl 2 → 5 H 2 O + 4 SnCl 4 + N 2 O
[ editar ]Aplicações
Motores de foguete
O óxido nitroso pode ser usado como um oxidante em um foguete motor. Isto tem a vantagem sobre outros oxidantes na medida em que não é tóxico e, devido a sua estabilidade à temperatura ambiente, fácil de armazenar e relativamente seguro para continuar o vôo. Como um benefício secundário que pode ser facilmente decomposto para formar respirar o ar. Sua alta densidade e baixa pressão de armazenamento que possa ser altamente competitiva com os sistemas de gás armazenado a alta pressão.
Em uma patente de 1914, o pioneiro americano dos foguetes Robert Goddard sugeriu óxido nitroso e gasolina como propulsores possível para um movidos a foguete de combustível líquido. O óxido nitroso tem sido o oxidante de escolha em vários foguete híbrido projetos (utilizando combustíveis sólidos com um oxidante líquido ou gasoso). A combinação de óxido nitroso com hidroxila-polibutadieno líquido combustível tem sido usado por SpaceShipOne e outros. Também é especialmente utilizado em amadores e foguetes de alta potência com vários plásticos como combustível.
O óxido nitroso também pode ser usado em um foguete monopropulsores . Na presença de um aquecimento do catalisador , N 2 O se decompõe exotermicamente em nitrogênio e oxigênio, a uma temperatura de cerca de 1300 ° C. Devido à grande liberação de calor, a ação catalítica rapidamente torna-se secundário como autodecomposition térmica torna-se dominante. Em um propulsor de vácuo, que pode proporcionar um monopropulsores impulso específico (eu sp) de até 180 s. Embora visivelmente menor do que o que eu sp disponível a partir de hidrazina propulsores (monopropulsores ou bipropulsores com tetróxido de nitrogênio ), a diminuição da toxicidade do óxido nitroso faz uma opção que deve ser investigado.
O impulso específico (eu sp) pode ser melhorada através da mistura de um combustível de hidrocarboneto com o óxido nitroso no interior do tanque de armazenamento mesmo, tornando-se um combustível de mistura de óxido nitroso (nofb) monopropulsores. Esta mistura de armazenamento não incorrer no risco de ignição espontânea, uma vez que N 2 O é quimicamente estável. Quando o óxido nitroso se decompõe por um catalisador aquecido, o oxigênio de alta temperatura é lançado e rapidamente se inflama a mistura de hidrocarbonetos do combustível. monopropelentes nofb são capazes de me sp superior a 300 segundos, evitando a toxicidade associada com sistemas de propulsão hipergólicos. O ponto de congelação baixa de nofb facilita o gerenciamento térmico em comparação com hidrazina e tetróxido valiosas de uma propriedade para o espaço armazenáveis propelentes.
Motores de combustão interna
No veículo de corrida , o óxido nitroso (muitas vezes referida apenas como " nitroso ") permite que o motor queime mais ar e combustível, resultando em uma combustão mais poderosa. O próprio gás não é inflamável, mas proporciona mais oxigênio do que o ar atmosférico através da decomposição a temperaturas elevadas.
O óxido nitroso é armazenado como um líquido comprimido, a evaporação ea expansão do óxido nitroso líquido no coletor de admissão causa uma grande queda na temperatura da carga de consumo, resultando em uma taxa mais denso, mais permitindo que mais mistura ar / combustível para entrar no cilindro. O óxido nitroso é injetado por vezes (ou antes), o coletor de admissão, enquanto outros sistemas diretamente injetar imediatamente antes do cilindro (injeção direta porta) para aumentar a potência.
A técnica foi usada durante a II Guerra Mundial pela Luftwaffe aeronave com o GM-1 sistema para aumentar a potência de motores de aeronaves . Originalmente concebido para fornecer o padrão de aeronaves da Luftwaffe, com desempenho de alta altitude superior, considerações tecnológicas limita o uso a altitudes extremamente elevadas. Assim, só foi utilizado por aviões especializados como de alta altitude aviões de reconhecimento , bombardeiros de alta velocidade e alta altitude da aeronave interceptor .
Um dos grandes problemas da utilização do óxido nitroso em um motor alternativo é que ele pode produzir energia suficiente para danificar ou destruir o motor. Aumentos muito grandes de energia são possíveis, e se a estrutura mecânica do motor não estiver devidamente reforçado, o motor pode ser severamente danificadas ou destruídas durante este tipo de operação. É muito importante com o aumento de óxido nitroso de motores de combustão interna , para manter a temperatura de operação e os níveis de combustível para evitar "pré-ignição", ou "detonação" (por vezes referido como "bater" ou "ping"). A maioria dos problemas que estão associados com nitroso não provêm de uma falha mecânica, devido ao aumento da potência. Desde nitroso permite uma taxa muito mais densa no interior do cilindro aumenta drasticamente a pressões do cilindro. O aumento da pressão e temperatura podem causar problemas como o derretimento do pistão e válvulas. Também pode rachar ou deformar o pistão ou cabeça e causar pré-ignição devido ao aquecimento desigual.
Automotive-grade de óxido nitroso líquido difere ligeiramente da médico-classe óxido nitroso. Uma pequena quantidade de dióxido de enxofre é adicionado para prevenir o abuso de substâncias.
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