Óxido nítrico (I)
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|---|---|
| | |
| General | |
Nombre sistemático |
oxinitruro de nitrógeno(I) |
| química fórmula | N2O _ _ |
| Propiedades físicas | |
| Estado | gas incoloro |
| Masa molar | 44,0128 g/ mol |
| Densidad | 1,98 g/l (en n.d.) |
| Energía de ionización | 12,89 ± 0,01 eV [1] |
| Propiedades termales | |
| La temperatura | |
| • fusión | -90.86°C |
| • hirviendo | -88.48°C |
| • descomposición | por encima de +500 °C |
| Presion de vapor | 51,3 ± 0,1 atm [1] |
| Clasificación | |
| registro número CAS | 10024-97-2 |
| PubChem | 948 |
| registro Número EINECS | 233-032-0 |
| SONRISAS | N#[N+][O-] |
| InChI | InChI=1S/N2O/c1-2-3GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N |
| Codex Alimentarius | E942 |
| RTECS | QX1350000 |
| CHEBI | 17045 |
| ChemSpider | 923 |
| La seguridad | |
| Pictogramas SGA |
 |
| NFPA 704 |
0
2
0BUEY |
| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |
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El óxido nítrico (I) ( óxido de dinitroso, óxido nitroso , gas de la risa ) es un compuesto de fórmula química N 2 O. A veces llamado "gas de la risa" por el efecto embriagador que produce con los ataques de risa. En condiciones normales, es un gas incoloro, no inflamable , con un agradable olor y sabor dulzón .
El óxido nitroso es el tercer gas de efecto invernadero de larga vida más importante , cuya acumulación en la atmósfera terrestre es una de las causas del calentamiento global , ya que el N 2 O es una sustancia que destruye el ozono estratosférico [2] .
Historia
Fue obtenido por primera vez en 1772 por Joseph Priestley , quien lo llamó " aire nitroso deflogistizado " [3] . En 1799 fue investigado por G. Davy .
La estructura de la molécula
La estructura de la molécula de óxido nítrico (I) se describe mediante las siguientes formas de resonancia:
La mayor contribución la hace la forma N-óxido de óxido nítrico (I). El orden de bonos NN se estima en 2,73, el orden de bonos NO en 1,61. La estructura de resonancia con la posibilidad de disposición opuesta de cargas en la molécula de N 2 O determina el bajo momento dipolar de la molécula, igual a 0,161 D.
Propiedades físicas
Gas incoloro , más pesado que el aire ( densidad relativa 1,527), de olor dulce característico . Disolvemos en agua ( 0,6 volúmenes de N 2 O en 1 volumen de agua a 25 °C , o 0,15 g/100 ml de agua a 15 °C ), disolveremos también en alcohol etílico, éter, sulfúrico ácido. A 0 °C y una presión de 30 atm , así como a temperatura ambiente y una presión de 40 atm , se condensa en un líquido incoloro . A partir de 1 kg de óxido nitroso líquido se forman 500 litros de gas. La molécula de óxido nitroso tiene un momento dipolar de 0,161 D , el índice de refracción en forma líquida es de 1,330 (para luz amarilla con una longitud de onda de 589 nm ). La presión de vapor del N 2 O líquido a 20 °C es de 5150 kPa .
Propiedades químicas
Se refiere a óxidos que no forman sales , no interactúa con el agua, con soluciones de álcalis y ácidos. No se enciende, pero apoya la combustión: una antorcha humeante, bajada en él, se enciende, como en oxígeno puro. Las mezclas con éter , ciclopropano , cloroetano en determinadas concentraciones son explosivas . El óxido nítrico (I) es una sustancia que agota la capa de ozono y también un gas de efecto invernadero . En condiciones normales, el N 2 O es químicamente inerte; cuando se calienta, exhibe las propiedades de un agente oxidante:
Cuando interactúa con agentes oxidantes fuertes, el N 2 O puede exhibir las propiedades de un agente reductor:
Cuando se calienta por encima de +500°CN 2 O se descompone:
El óxido nítrico (I) reacciona con las amidas metálicas para formar las correspondientes azidas inorgánicas :
Al reaccionar con amoníaco sobre el catalizador, se forma azida de amonio :
![{\mathsf {2NH_{3}+N_{2}O{\xrightarrow[ {}]{Ni-Al_{2}O_{3))}NH_{4}N_{3}+H_{2}O))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/15abbaecda2c68518b6ec0f22e7bf16956327c9c)
Conseguir
El óxido nítrico (I) se obtiene calentando cuidadosamente (¡peligro de descomposición explosiva!) el nitrato de amonio seco :
Una forma más conveniente es calentar ácido sulfámico con ácido nítrico al 73% :
Asimismo, una de las formas cómodas y seguras de obtener óxido nítrico (I) es la reacción de una solución de clorhidrato de hidroxilamina con una solución de nitrito de sodio :
En la industria química, el óxido nitroso es un subproducto y se utilizan convertidores catalíticos para destruirlo, ya que el aislamiento como producto comercial no suele ser económicamente factible.
Importancia biológica
El óxido nitroso se forma por reducción tanto enzimática como no enzimática a partir del óxido nítrico (II) [4] . En experimentos in vitro , se encontró que el óxido nitroso se forma por la reacción entre el óxido nítrico (II) y el tiol o compuestos que contienen tiol [5] . Se informa que la formación de N 2 O a partir de óxido nítrico se encontró en el citosol de los hepatocitos , lo que sugiere la posible formación de este gas en células de mamíferos en condiciones fisiológicas [6] . En el cuerpo de las bacterias , el óxido nitroso se forma durante el proceso de desnitrificación , catalizado por la nitroóxido reductasa. Anteriormente, se pensaba que este proceso era específico de algunas especies bacterianas y estaba ausente en los mamíferos, pero la nueva evidencia sugiere que este no es el caso. Se ha demostrado que concentraciones fisiológicamente relevantes de óxido nitroso inhiben tanto las corrientes iónicas como los procesos neurodegenerativos mediados por excitotoxicidad que ocurren cuando los receptores NMDA están sobreexcitados [7] . Asimismo, el óxido nitroso inhibe la biosíntesis de metionina , inhibiendo la actividad de la metionina sintetasa y la tasa de conversión de homocisteína a metionina y aumentando la concentración de homocisteína en cultivos de linfocitos [8] y en biopsias de hígado humano [9] . Aunque el óxido nitroso no es un ligando del hemo y no reacciona con los grupos tiol, se encuentra en las estructuras internas de las proteínas que contienen hemo, como la hemoglobina , la mioglobina y la citocromo oxidasa [10] . La capacidad del óxido nitroso para cambiar de forma no covalente y reversible la estructura y las funciones de las proteínas que contienen hemo se demostró mediante un estudio del cambio de los espectros infrarrojos de los grupos tiol de las cisteínas de hemoglobina [11] y el hecho de que el óxido nitroso es capaz de inhibir parcial y reversiblemente la función de la citocromo oxidasa C [12] . Los mecanismos exactos de esta interacción no covalente del óxido nitroso con las proteínas que contienen hemo y la importancia biológica de este fenómeno merecen más investigación. Actualmente parece posible que el óxido nitroso endógeno esté involucrado en la regulación de la actividad de NMDA [7] y el sistema opioide [13] [14] . Tiene propiedades neurotóxicas .
Aplicación
Hay dos tipos de óxido nitroso: alimentario o médico para uso médico (alto grado de purificación), y técnico: óxido de dinitrógeno técnico, que contiene impurezas, cuya cantidad se indica en las condiciones técnicas relevantes (TU) para este gas . El óxido nitroso "médico" se usa principalmente como anestésico por inhalación y también se usa en la industria alimentaria (por ejemplo, para hacer crema batida ) como propulsor . Como producto alimenticio, tiene un índice de E942 . También se utiliza a veces para mejorar el rendimiento de los motores de combustión interna . Se utiliza en la industria como gas propulsor y de envasado. Se puede utilizar en motores de cohetes como oxidante y también como único propulsor en motores de cohetes monopropulsores .
Medios para la anestesia por inhalación
Pequeñas concentraciones de óxido nitroso causan una intoxicación leve (de ahí el nombre - "gas de la risa"). Cuando se inhala gas puro, se desarrolla rápidamente un estado de intoxicación y somnolencia. El óxido nitroso tiene una actividad narcótica débil y, por lo tanto, se usa en medicina en altas concentraciones. En una mezcla con oxígeno en la dosis correcta (hasta un 80% de óxido nitroso) provoca anestesia quirúrgica . Suele utilizarse anestesia combinada, en la que se combina el óxido nitroso con otros anestésicos, analgésicos , relajantes musculares , etc. Por ejemplo, la anestesia combinada con óxido nitroso y hexenal se utiliza con analgesia con fentanilo y la relajación muscular con ditilina .
El óxido nitroso, destinado a uso médico (altamente purificado de impurezas), no provoca irritación de las vías respiratorias. Al estar en proceso de inhalación disuelto en el plasma sanguíneo, prácticamente no cambia y no se metaboliza, no se une a la hemoglobina . Después del cese de la inhalación, se excreta (dentro de 10 a 15 minutos) a través del tracto respiratorio sin cambios. La vida media es de 5 minutos.
El óxido nitroso se utiliza para la anestesia inhalatoria en cirugía , es conveniente para la anestesia a corto plazo (y anestesia redonda ) en odontología quirúrgica , así como para el alivio del dolor de parto (porque tiene poco efecto sobre el trabajo de parto y no es tóxico para el feto ).
Se obtiene una mezcla de óxido nitroso y oxígeno y se aplica directamente mediante máquinas especiales de anestesia. Por lo general, comience con una mezcla que contenga 70-80 % de óxido nitroso y 30-20 % de oxígeno, luego aumente la cantidad de oxígeno a 40-50 % . Si no es posible obtener la profundidad de anestesia requerida, a una concentración de óxido nitroso de 70-75%, se agregan medicamentos más potentes: halotano , éter dietílico , barbitúricos .
Para una relajación más completa de los músculos , se utilizan relajantes musculares , mientras que no solo aumenta la relajación muscular, sino que también mejora el curso de la anestesia.
Después de detener el suministro de óxido nitroso, se debe continuar con el oxígeno durante 4-5 minutos para evitar la hipoxia .
Es necesario usar óxido nitroso, así como cualquier agente anestésico, con precaución, especialmente con hipoxia severa y alteración de la difusión de gases en los pulmones.
Para la anestesia del parto se utiliza el método de autoanalgesia intermitente con el aporte de una mezcla de óxido nitroso (75%) y oxígeno mediante máquinas especiales de anestesia. La parturienta comienza a inhalar la mezcla cuando aparecen los presagios de la contracción y finaliza la inhalación en el punto álgido de la contracción o al final de la misma.
Para reducir la excitación emocional, prevenir las náuseas y los vómitos y potenciar la acción del óxido nitroso, es posible la premedicación mediante la administración intramuscular de una solución al 0,5 % de diazepam ( seduxen , sibazon ) en una cantidad de 1-2 ml (5-10 mg) .
Forma de liberación: en cilindros metálicos con una capacidad de 10 litros bajo una presión de 50 atm en estado licuado. Los cilindros están pintados de gris y tienen la inscripción "Para uso médico".
Con el uso de óxido nitroso para la anestesia y niveles limítrofes de vitamina B12 , se desarrolla polineuropatía causada por deficiencia de B12 [15] [16] . Se necesita terapia con folato y B12.
En motores de combustión interna
El óxido nitroso se utiliza a veces para mejorar el rendimiento de los motores de combustión interna . En el caso de aplicaciones automotrices, la sustancia de óxido nitroso y el combustible se inyectan en el colector de admisión (succión) del motor, lo que da como resultado los siguientes resultados:
- reduce la temperatura del aire de admisión en el motor, proporcionando una carga de entrada densa de la mezcla.
- aumenta el contenido de oxígeno en la carga entrante (el aire contiene solo ~23,15% en peso de oxígeno).
- aumenta la velocidad (intensidad) de la combustión en los cilindros del motor.
En motores a reacción
A veces se usa como oxidante en combustibles de un solo propulsor con etano , etileno o acetileno como combustible.
En la industria alimentaria
En la industria alimentaria, el compuesto está registrado como aditivo alimentario E942 , como gas propulsor y de envasado (evitar el deterioro del producto). El óxido nitroso se usa principalmente para rociar alimentos.
Notas
- ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0465.html
- ↑ Thompson, R. L., Lassaletta, L., Patra, P. K. et al. Aceleración de las emisiones globales de N2O vistas a partir de dos décadas de inversión atmosférica. — Nat. Clima Chang. (2019) doi:10.1038/s41558-019-0613-7
- ↑ Joseph Priestly . Experimentos y observaciones sobre diferentes tipos de aire . — vol. 1.- 1775.
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- ↑ 1 2 Jevtović-Todorović V., Todorović SM, Mennerick S., Powell S., Dikranian K., Benshoff N., Zorumski CF, Olney JW. El óxido nitroso (gas de la risa) es un antagonista de NMDA, neuroprotector y neurotoxina (inglés) // Nat. Medicina. : diario. - 1998. - Abril ( vol. 4 , no. 4 ). - Pág. 460-463 . —PMID 9546794 .
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Literatura
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 diccionarios y enciclopedias |
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| En catálogos bibliográficos |
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