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Distikstofmonoxide
Lachgas
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel von Lachgas
Allgemeines
MolekularformelNein2Ö
IUPAC-NameLachgas
Andere NamenLachgas (mon)oxid, Lachgas, Stickoxydul, E 942
Molmasse44,01 G/Maulwurf
CAS-Nummer10024-97-2
EG-Nummer233-032-0
Ähnlich zuLachgas, Stickstoffdioxid
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
OxidierendDruckhalter
Achtung
H-SätzeH270 - H280
EUH-SätzeNein
P-SätzeP220 - P244 - P410 P403
Verkehrnicht einatmen, Kontakt vermeiden
Lagerbei einer Temperatur unter 50°C lagern; Von Hitze, Funken und offenem Feuer fernhalten
UN-Nummer1070
MAC-Wert100 ml/m³
180mg/m³
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustandgasförmig
Farbefarblos
Dichte1,53 × 10−3 g/cm³
Schmelzpunkt−90,8[1] °C
Siedepunkt−88,5[1] °C
Dampfdruck5,0599 × 106 [1] pa
Löslichkeit im Wasser1,2[1] g/l
Gut löslich inWasser
Geometrie und Kristallstruktur
Dipolmoment0,166 d
Thermodynamische Eigenschaften
ΔfhuhÖG82,05 kJ/Maulwurf
soÖg, 1 bar219,96 J/Maulwurf·k
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Stickstoff(mono)oxid, vorher Lachgas, (in dem populär ebenfalls Lachgas genannt) ist a anorganische Verbindung von Stickstoff- und Sauerstoff Mit als Bruttoformel Nein2O. Lachgas hat viele Anwendungen in der modernen Wissenschaft und Technologie; es ist ein Narkose Gas, das in Anästhetika verwendet wird, aber auch in Verbrennungsmotoren um die Motorleistung zu erhöhen. In dem Atmosphäre Lachgas ist ein starkes Treibhausgas.

Geschichte

Das Gas war schon drin 1776 entdeckt, aber es dauerte weitere zwanzig Jahre, bis Sir Humphry Davy begann damit zu experimentieren. Er war Mitarbeiter des Pneumatischen Instituts in Bristol, wo der therapeutische Einsatz von Gasen untersucht wurde.

In englischen Künstlerkreisen wurde Lachgas bald populär. Nicht nur der Dichter Samuel Coleridge hat es genossen, auch der erfinder James Watt war ein begeisterter Benutzer. Im Laufe des 19. Jahrhunderts wurde Lachgas zur Attraktion auf dem Jahrmarkt. Kichernde Schaulustige sahen zu, wie andere durch das Gas benommen wurden oder umfielen und ohnmächtig wurden. Diese Form der Unterhaltung verschwand wieder, aber ihre Verwendung bei kleineren Operationen in Krankenhäusern und in Krankenhäusern Zahnärzte wurde sehr verbreitet.

In England ist ein Gemisch aus Lachgas und Sauerstoff unter dem Namen „Entonox“ noch sehr verbreitet als mütterliche Eigendosis zur Schmerzlinderung während der Geburt. Im Operationssaal wird weiterhin Lachgas verwendet, jedoch fast immer in Kombination mit anderen Substanzen, wie z Sevofluran.

Wichtige Funktionen und Anwendungen

unten normale Bedingungenist Lachgas ein farbloses, chemisch inert, Gas mit leicht süßlichem Geschmack und Geruch, aber unter hohem Druck in a Raketenantrieb oder ein Düsentriebwerk ist Lachgas ein starkes Oxidationsmittel und kann dort die Verbrennung von Raketentreibstoffen verbessern.

Kritische Werte und Sicherheit

Von dem Phasendiagramm Lachgas zeigt, dass Lachgas a ist kritische Temperatur und kritischer Druck weiß um 309.56 k und 72,45 Bar. Da die kritische Temperatur mehr als 36 K über dem Gefrierpunkt von Wasser liegt, ist dies unter allen Umständen möglich Krankenschwestern und Ärzte in einem medizinischen Laborsafe mit Labor Gaszylinder mit Lachgas arbeiten. Bei einem Druck von ca. 1,0 bar ist die Siedepunkt von Lachgas beträgt etwa 185 K (-88 °C). Eine stark beschädigte, rissige oder undichte Lachgasflasche kühlt nach einem Leck schnell ab. Nach dem Abkühlen tritt viel weniger Lachgas aus dem undichten Zylinder aus.

Aufbereitungsmethoden und Produktion

Lachgas kann im Labor durch Erhitzen Verwärmen hergestellt werden Ammoniumnitrat in einem feuerfesten Reagenzglas, das mit einem Gassammelsystem ausgestattet ist. Zuerst kommt damit Ammoniakgas und Wasserstoffnitrat frei, aber durch submerses Einfangen entsteht durch Wasserverdrängung Lachgas.

Lachgas kann auch auf verschiedene andere Weise hergestellt werden, zum Beispiel aus der Zersetzung von Nitraten oder von hyposalpetrige Säure:

Narkose

Beim Einatmen von Lachgas kommt es zu einer Abnahme des SauerstoffpartialdruckHypoxie in Blut, Lunge und Gehirn, was zu einem Bewusstseinsverlust führt, der einer Trunkenheit ähnelt. Bergsteiger die gleichen Phänomene erfahren, wenn sie eine große Höhe erreicht haben.

Molekulare und isoelektronische Strukturen

Das Gas besteht aus linearem N-N-O-Moleküle, Das isoelektronisch mit CO . sein2Moleküle und mit NO2- und N3−-Ionen.

Bei höheren Temperaturen (±300 °C) kann Lachgas über verschiedene exotherm Prozesse bei der Stickstoff- und Sauerstoffzersetzung:

Es wird angewendet auf Azide erfolgen nach:

Treibmittel und Lebensmittel

Es wird auch verwendet als Treibmittel im Sprühcreme weil es ziemlich gut ist Fette ist löslich, insbesondere bei höheren Drücken. Beim Verlassen der Sprühdose das Gas kommt wieder aus der Lösung und wirkt als Treibmittel. Es wird dann bezeichnet mit E942.

Lachgas ist auch ein Oxidationsmittel mit dem a Alken kann zu a . oxidiert werden Carbonylverbindung (ein Keton oder ein Aldehyd). So kann man Cyclopenten oder Cyclohexen konvertieren zu Cyclopentanon oder Cyclohexanon ohne a . zu verwenden Katalysator. Nein2O reagiert mit der Doppelbindung, spendet sein Sauerstoffatom an den ungesättigten Kohlenwasserstoff undverzadigd Distickstoff es ist veröffentlicht worden.[2][3]

Medizinische und Freizeitnutzung

Lachgas wird seit über 200 Jahren in der Medizin verwendet. Es kann für beides verwendet werden Sedierung sowie zur Vollnarkose (Anästhesie). außer schlafen (Hypnose) gibt auch Lachgas Schmerzlinderung (Analgesie). In der Moderne Anästhesiologie Lachgas wird immer kombiniert mit Sauerstoff und fast immer in Kombination mit anderen Anästhetika verwendet. Die Verwendung in den Niederlanden nimmt aufgrund der Abfolge neuerer Dämpfe wie z Desfluran und Sevofluran und insbesondere durch die Einführung intravenöser Anästhetika Propofol (diprivan).

Lachgas gehört dazu dampfförmige Anästhetika, wie zum Beispiel Ether, Cyclopropan, Chloroform, Halothan, enfluran, Sevofluran und Desfluran. Der MAC-Wert von Lachgas beträgt 101%. Der MAC-Wert ist definiert als der minimale alveoläre Konzentration bei der 50 % der Probanden nicht mehr auf einen standardisierten chirurgischen Reiz ansprechen. Dies macht Lachgas zu einem der am wenigsten wirksamen Dämpfe.

Operation

Die genaue Wirkungsweise der Anästhesie mit dampfförmigen Anästhetika ist noch nicht vollständig bekannt. Es funktioniert wie ein Narkose und gibt einen Zustand des Tiefschlafs, auch Anästhesie genannt oder Vollnarkose erwähnt. Außerdem wirkt es schmerzlindernd (Analgesie), wirkt anxiolytisch (angstreduzierend) und minimal entspannend (Muskelentspannung). Lachgas wird als Schmerzmittel außerhalb des Krankenhauses in Form von Entonox (ein Gemisch aus 50 % Sauerstoff und 50 % Lachgas). Ein Beispiel hierfür ist die Schmerzlinderung im Krankenwagen. Auch in der Zahnheilkunde wird Lachgas wegen seiner schmerzstillenden und angstlösenden Wirkung eingesetzt. Dies geschieht nach der sogenannten „Titrationsmethode“, bei der das optimale Verhältnis zwischen Lachgas und Sauerstoff für jeden Patienten individuell ermittelt wird. Im Krankenhaus wird hier und da noch Lachgas außerhalb des Operationssaals eingesetzt, zum Beispiel in Kreißsäle und in der Abteilung Erste Hilfe.

Nebenwirkungen

Im Gegensatz zu anderen dampfförmigen Anästhetika wirkt Lachgas nicht maligne Hyperthermie bei sensiblen Personen. Lachgas hat minimale Nebenwirkungen auf den Kreislauf (wie niedriger Blutdruck) und auf die Belüftung (Atemdämpfung). Es ist eine sehr schnelle Diffusion in gasförmige Hohlräume möglich, die beim Aufwachen durch Sauerstoffverdrängung in den Alveolen zu Sauerstoffmangel führen kann (Diffusionshypoxie). In diesem Fall muss zunächst das Lachgas entfernt werden, bevor Sauerstoff erfolgreich verabreicht werden kann. Darüber hinaus ist Lachgas bei Operationen am Mittelohr und bei Darmoperationen (insbesondere Totalverschluss: Ileus) kontraindiziert. Es besteht auch die Gefahr von Lachgas bei einem Pneumothorax (kollabierte Lunge). Langzeitexposition kann Knochenmarkdepression Ursache (manchmal geben sie extra Folsäure). Lachgas ist teratogen, daher wird die Anwendung während der Schwangerschaft nicht empfohlen. Gute Absauggeräte (z. B. im Operationssaal) sind erforderlich. Lachgas selbst ist nicht brennbar, aber es unterstützt die Verbrennung: Ein brennendes Holzhackschnitzel, das in Lachgas gehalten wird, brennt weiter, weil das Lachgas bei hohen Temperaturen zerfällt in Stickstoff- und Sauerstoff. Dies kann zu Brand- und Verbrennungsgefahr führen, wenn sich Lachgas unter OP-Abdeckungen ansammelt und mit Zündquellen (wie z Elektrokauter) wird gearbeitet. Lachgas wirkt sich negativ auf die neuronale Verbindungen im Gehirn.

Alle Nebenwirkungen von Lachgas werden wahrscheinlich verursacht durch Vitamin B12 Mangel und mangels Methionin.[4]

Einfluss auf den Vitamin-B12-Status

Lachgas wandelt die aktive (reduzierte) Form von Vitamin B12 zu einem inaktiven Analogon aufgrund einer stark oxidierenden Wirkung auf Kobalt.[5] Diese Form von Vitamin B12 ist nicht mehr in der Lage, das Enzym zu aktivieren Methioninsynthase, ein Schlüsselenzym im Methionin- und Folatstoffwechsel,[6] zerstört aber auch einen Teil dieses Enzyms (die SAM-bindende Einheit)ref: Drummond, Matthews., was unter anderem zu Hyperhomocysteinämie und die neurologischen Folgen eines Vitamin-B12-Mangels.[6]

Lachgas wird in Tierversuchen verwendet, um Tieren einen B12-Mangel zu verleihen. Es ist auch in der Lage, beim Menschen einen Vitamin-B12-Mangel zu verursachen, insbesondere bei Menschen mit einer geringen Vitamin-B12-Reserve. Psychische Störungen, die mit einer Vorgeschichte von Lachgasmissbrauch oder -exposition verbunden sind, sollten immer bedacht werden, dass sie durch einen Mangel an Vitamin B12 verursacht werden.[7][8]

Risiken bei der medizinischen Verwendung

Das Risiko einer medizinischen Anwendung hängt oft von der Art ab Operation aber insgesamt sehr sicher.

Alte und lange eingestellte medizinische Verfahren (längere Dosierung von 100% Lachgas ohne Sauerstoff) haben Lachgas einen schlechten Ruf eingebracht, aber es wird seit zwei Jahrhunderten erfolgreich in der medizinischen Welt eingesetzt.

Mit einer geringen Dosis (bis zu 50%) von Lachgas, Sedierung auf. Die beruhigende Wirkung ist bei höheren Dosen stärker. Ausführen einer Operation unter N2Eine O-Anästhesie ist nicht möglich, da die analgetische (schmerzlindernde) Wirkung dieses Gases zu schwach ist.

Bei Dosierungen von 100 % Lachgas kann es zu Sauerstoffmangel (Diffusionshypoxie) stammen. Dieser Sauerstoffmangel kann die Funktion des Gehirns beeinträchtigen und Schwindel, Kopfschmerzen, Gleichgewichtsstörungen und dergleichen verursachen. Sauerstoffmangel ist auch für Schwangere sehr gefährlich, da er a Fehlgeburt und Geburtsfehler kann verursachen.

Lachgas hat eine teratogen Wirkung und kann auch auf Spermien und Eizellen wirken. Aus diesem Grund wird von der Verwendung von Lachgas auch dann abgeraten, wenn einer der Teilnehmer, sowohl der Patient als auch Mitglieder des Behandlungsteams, kurzfristig Kinder haben möchten.[9][10]

Im Allgemeinen sind die mit der medizinischen Anwendung verbundenen Risiken jedoch bei gelegentlicher Anwendung gering. Langfristiger und regelmäßiger Gebrauch kann neurologische Auswirkungen haben, ähnlich wie ParkinsonSymptome auftreten, wahrscheinlich aufgrund der neurologischen Auswirkungen des Lachgas-induzierten Vitamin-B12-Mangels.[11]

Risiken der Freizeitnutzung

Lachende Gaskartuschen, die nach dem Freizeitgebrauch in einer Schule zurückgelassen wurden.
Drogenlabor Testen Sie die Wirkung von Lachgas.
Verhaltensregeln bei der Verwendung von Lachgas.

Im Allgemeinen ist die Verwendung zu Unterhaltungszwecken nicht weniger sicher als die medizinische Verwendung, da das Gas normalerweise durch ein Gas geleitet wird Ballon wird eingeatmet. Sobald der Benutzer das Bewusstsein zu verlieren droht, fliegt der Ballon weg und der Benutzer erhält wieder Sauerstoff.

Allerdings kann die „medizinische Methode“ der Lachgas-Verabreichung (mit einem Mundstück) ein Risiko bedeuten, wenn dies nicht genau erfolgt. Sobald der Benutzer das Bewusstsein verliert, fällt eine Mundkappe nicht sofort ab und es kann zu Sauerstoffmangel kommen.

Während der Sedierung kann es zu Unaufmerksamkeit kommen, was die Teilnahme am Straßenverkehr sehr gefährlich macht. Allerdings verlässt Lachgas den Körper sehr schnell, so dass, sobald die Einnahme gestoppt wird, dieser Effekt innerhalb von 5 Minuten verschwindet. Normalerweise lässt die Wirkung nach einer Minute nach und führt zu Derealisation, Euphorie, Schwindel und Klangverzerrung (Klang bekommt ein Echo/wah-wah Wirkung, oder der Benutzer hört ein summendes Geräusch.) Nach dem Einatmen dieses Gases bleibt ein schwebendes Kribbeln im Körper zurück.

Es besteht die Gefahr eines Vitamin-B12-Mangels (besonders häufiger, aber auch bei größeren einmaligen) Freizeitkonsum, der sich oft in einer Vielzahl von neurologischen Symptomen wie Kribbeln in den Gliedmaßen und Lähmungen äußert.

Das Befüllen von Ballons mit Lachgas bei eingeklemmtem Tank zwischen den Beinen unter Lachgaseinfluss kann zu schweren Erfrierungen führen, da Verdunstung entzieht Wärme auf das flüssige Gas und man spürt die Kälte und den Schmerz durch den Einfluss des Lachgases nicht.[12]

Dosierung

Lachgas wird dem Sauerstoff-Luft-Gemisch über eine Rohrleitung oder Lachgasflasche zugegeben, der ein weiteres dampfförmiges Anästhetikum zugesetzt wird. Damit wird dann ein Patient beatmet. Die Dosierung wird in Prozent angegeben. Normalerweise werden bei Erwachsenen zwischen 60 und 70 % während der Anästhesie verwendet (etwa das 0,6-fache der MAC-Wert). Lachgas ist nicht reizend und kann wegen seiner schwachen Wirkung nicht zur Betäubung einer vermummten Person verwendet werden. Für jedes dampfförmige Anästhetikum wurde ein MAC-Wert festgelegt, damit die Stärke verglichen werden kann.

Lachgas als Oxidationsmittel in Motoren

Lachgaszylinder auf a Motorrad der in a Drag-Rennen wird eingesetzt.

Zu Beginn des Zweiter Weltkrieg war von der DeutscheFlugzeugindustrie entdeckte, dass durch die Zugabe von Lachgas in die Brennkammern eines internen Verbrennungsmotor, konnte die Leistung des Motors gesteigert werden. Tausende deutsche Jagd- und Aufklärungsflugzeuge waren mit dem sogenannten GM-1 System ausgestattet, das dem Triebwerkseinlass Lachgas zufügte, um die geringere Luftdichte und den Sauerstoffmangel in großen Höhen auszugleichen. Auch der britisch Luftwaffe (königliche Luftwaffe) verwendet Flugtriebwerke mit einer durch Lachgas erhöhten Leistung.

Bei einer Temperatur von 296 °C zersetzt sich Lachgas über exotherme Prozesse im Stickstoff- und Sauerstoff. Wenn es im hinzugefügt wird Ansaugkrümmer vom Motor wird es in den Brennraum gesaugt. Erreicht die Temperatur während der Kompressionsphase anschließend eine Höhe von 296 °C, bildet sich ein sehr sauerstoffreiches Gemisch. Wird während der Eindüsung des Gases zusätzlicher Kraftstoff zugeführt, wird die Wirkung von a Kompressor, d. h. ein größeres Verdichtungsverhältnis im Motor. Lachgasinstallationen in Autos funktionieren wie die Nachbrenner von a Düsenjäger, und werden für einen kurzen Zeitraum mit erhöhter Leistung von etwa 25 bis 35% verwendet.

Lachgas für Fahrzeuge heißt auch Nitro, das vom englischen Wort nitros kommt. In den USA wird häufig der Begriff NOS verwendet, der für Nitrous Oxide System steht. Dieser Begriff wird oft verwendet, weil die meisten Leute dies als Standard-Nitro für Fahrzeuge ansehen.

Diese Verwendung des Begriffs "Nitro" sollte nicht mit dem Begriff "Nitro" verwechselt werden Nitromethan der als "Top-Fuel"-Kraftstoff in Drag-Rennen.

Umgebung

Lachgas als Treibhausgas

Lachgas ist ein starkes Treibhausgase. Dieser Treibhauseffekt ist etwa 250-mal größer als der von Kohlendioxid.[13] Im Allgemeinen sind die Lachgasemissionen auch im globalen Maßstab relativ begrenzt.[14] Es kann jedoch bis zu anderthalb Jahrhunderte dauern, bis es abgebaut ist. Deshalb zählt es auch zu den wichtigsten Treibhausgasen und erklärt bis zu 7 % des Treibhauseffekts. Die Verwendung von Lachgas in Sprühcreme könnte aus diesen Gründen auch verboten werden.[15] Auch der negative Einfluss auf die Ozonschicht wird zunehmend beachtet.[16][17]

Die Hauptquellen für Lachgas sind die Landwirtschaft (33,5%) (hauptsächlich die Verwendung von düngen und Dünger; Lachgas wird auch durch Zerreißen (Pflügen) von freigesetzt Wiese), die chemische Industrie (38,2%), beispielsweise bei der Herstellung von Nylon,[18] Verbrennung fossiler Brennstoffe (28%) und Müllverbrennung (11%).

Am 22. Mai 2019 wurde bekannt, dass die Niederlande weit mehr Lachgas ausgestoßen hatten als seit Jahren berichtet. Es handelt sich um die Fabrik des Chemiekonzerns Anqore.[19]

Verbot in den Niederlanden

Im August 2019 wurde klar, dass es keine gesetzliche Grundlage für ein Verbot von Lachgas gibt. Daher wäre ein kommunaler Ansatz die einzige Möglichkeit, den Missbrauch als Partydroge zu bekämpfen. [20]

Im Juli 2019 hatte die Gemeinde bereits zugestimmt Utrecht beschlossen, den Besitz und die Verwendung von Lachgas an einigen Orten in der Stadt zu verbieten. Der Stadtrat hat dieser Maßnahme zugestimmt. [21][22]

Im Oktober 2019 hat die Gemeinde beschlossen Arnheim der Verkauf von Lachgas nicht nur auf der Straße, sondern auch im Gaststättengewerbe nach einer Bestimmung des Gesetze des Umweltschutzes. Auch in anderen niederländischen Gemeinden gab es Stimmen, die eine Nachahmung befürworteten.[23][24][25]

Aus medizinischer Sicht führt chronischer übermäßiger Freizeitkonsum zu (teilweise) Rückenmarksverletzungen.[26]

Das niederländische Kabinett strebt nun ein nationales Verbot für Ende 2020 oder Anfang 2021 an.[27]

Externe Links

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