一氧化二氮

一氧化二氮或氧化亚氮（英语：Nitrous oxide），无色有甜味气体，又称笑气，是一种氧化剂，化学式N2O，在一定条件下能支持燃烧，但在室温下稳定，有轻微麻醉作用，其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。该气体早期被用于牙科手术的麻醉，现用在外科手术和牙科。“笑气”的名称是由于吸入它会感到欣快，并能致人发笑。一氧化二氮能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸，但不与水反应。它也可以用来作为火箭和赛车的氧化剂，以及增加发动机的输出功率。一氧化二氮是强温室气体。现笑气被用在很多娱乐场所。一氧化二氮最早是在1772年由英国化学家约瑟夫·普利斯特里合成，他将之称为“燃素的亚硝酸气”。普利斯特里将这一发现写进了他的书《不同类型气体的实验与观察》（1775年），在书中他描述了通过加热铁屑和硝酸的混合物来制备这种气体。18世纪90年代，汉弗莱·戴维和他的朋友，包括诗人柯尔律治和罗伯特·骚塞试验了这种气体。他们发现一氧化二氮能使病人丧失痛觉，而且吸入后仍然可以保持意识，不会神智不清（现代研究表明吸入过量一氧化二氮后会使人神智不清）。1844年12月11日，一氧化二氮首次被当作麻醉剂在医学治疗中使用，牙医霍勒斯·威尔士在拔牙过程中使用一氧化二氮减轻病人疼痛。方法1：小心加热硝酸铵可以生成一氧化二氮和水。这个反应需要控制温度于170-240 °C之间。快速加热或加热温度过高时，硝酸铵可能会爆炸性分解为氮气、氧气和水，从而造成危险。硝酸铵为农业肥料的成分之一，会慢慢的分解，产生一氧化二氮，而释放到大气中。方法2：用锌（或其他金属）和适当浓度的稀硝酸反应可生成硝酸盐、一氧化二氮和水。太浓的硝酸会产生NO2气体或是NO气体，所以此反应需要控制硝酸的浓度。一氧化二氮的分子是直线型结构。其中一个氮原子与另一个氮原子相连，而第二个氮原子又与氧原子相连。它可以被认为是的共振杂化体。一氧化二氮可以被氧化为更高价的氮氧化物，如一氧化氮NO和二氧化氮NO2。将一氧化二氮与沸腾汽化的碱金属反应可以生成一系列的亚硝酸盐，在高温下，一氧化二氮也可以氧化有机物。一氧化二氮是一种助燃剂，最初用在帮助二战时德军飞机迅速逃离战场，现今用于改装汽车上，用于直线加速。使用氮氧加速系统的改装车辆将一氧化二氮送入引擎，遇热分解成氮气和氧气，提高引擎燃烧率，增加速度。氧气有助燃作用，加快燃料燃烧。一氧化二氮可以用作火箭氧化剂。这比其他氧化剂优势化处是因为它是无毒的，在室温下稳定，易于储存和相对安全地进行飞行。第二个好处是可以很容易分解成呼吸的空气。医生会让病人吸入一氧化二氮和氧气，以降低对疼痛的感觉，同时让病人在清醒状态。人可能因为在吸入笑气时氧气过少而引起突然的窒息。暴露于笑气中会短时间导致智力，视听能力，手的灵活度降低。长期接触可引起维生素B群缺乏症，肌肉麻痹等。一氧化二氮的主要安全隐患在于，它是一种有分解性的麻醉剂，而且通常以加压液化的形式储存。在正常储存时，它是很稳定的，使用起来也很安全。但是如果错误地使用，它会很容易分解而且很有可能爆炸。液态的一氧化二氮是有机物的良好溶剂，不过用它制成溶液有可能会生成一些对外界刺激敏感的爆炸性物质。一部分火箭事故由于一氧化二氮被燃料污染而发生，少量的一氧化二氮和燃料的混合物发生爆炸，随即引起剩余一氧化二氮的爆炸性分解。经常吸入一氧化二氮，被证明会产生神经毒性，损害脑部。氮氧化物，当然也包括一氧化二氮，是一类温室气体。因此，氮氧化物是控制温室气体排放时（比如京都议定书）的主要对象。一氧化二氮本身是排在二氧化碳、甲烷之后的第三大温室气体。它所能造成的温室效应的效果大约是二氧化碳的300倍。在自然条件下，一氧化二氮主要从土壤和海洋中排出。人类耕作、生产、使用氮肥、生产尼龙还有燃烧化石燃料和其他有机物的过程增加了一氧化二氮的排放量。