Monossido di diazoto

Il monossido di diazoto detto anche protossido di azoto, noto come gas esilarante per via dei suoi effetti euforizzanti, è un gas non infiammabile, stabile a temperatura ambiente, incolore dal tipico odore dolciastro avente formula N2O, usato in campo medico per usi anestetici oltre che per i suoi effetti analgesici.

Ha formula N2O e la sua struttura è un ibrido tra le due forme limite di risonanza:

N2O risonanza

Il monossido di diazoto fu scoperto nel 1772 dal chimico e filosofo inglese Joseph Priestley ma fu solo verso la fine del secolo che un altro chimico inglese Sir Humphry Davy ne scoprì gli effetti anestetici provandolo su sé stesso.

Alti livelli di N2O possono provocare vertigini ed euforia e, interagendo con la vitamina B12, ne causa l’inattivazione.

Il monossido di diazoto appartiene al gruppo delle droghe dissociative ovvero a quelle sostanze che, inizialmente utilizzate come anestetici generali in chirurgia, producono distorsioni delle percezioni visive e sonore e sensazioni di distacco dall’ambiente e da sé stessi. Consumato tramite inalazione da palloncini o simili il monossido di diazoto può provocare nausea e mal di testa.  Un consumo eccessivo e non appropriato causa perdite di coscienza, crollo della pressione arteriosa, aritmia cardiaca e, nel peggiore dei casi, decesso a seguito di una paralisi respiratoria.

Il suo utilizzo cronico può provocare polineuropatia e altre degenerazioni delle cellule nervose.

Il monossido di diazoto è presente naturalmente nell’atmosfera in quanto, tra l’altro, esso rientra nel ciclo dell’azoto con cui l’azoto si muove tra l’atmosfera, il terreno e gli esseri viventi. Tuttavia, le attività umane quali l’agricoltura, le combustioni, il trattamento delle acque reflue e i processi industriali, ne provocano un notevole incremento. Dal 1750, data di inizio della rivoluzione industriale, ad oggi il livello nell’atmosfera di monossido di diazoto è notevolmente aumentato.

Nel campo dell’agricoltura la formazione del monossido di diazoto è dovuta all’uso di fertilizzanti azotati che stimolano i batteri a trasformare l’azoto in N2O e alle deiezioni prodotte dagli allevamenti.

Il monossido di diazoto è un sottoprodotto che si ottiene da una combustione che avviene con l’utilizzo dell’aria e quindi viene ottenuto dai motori delle automobili e dalle centrali termoelettriche.

Il monossido di diazoto si ottiene inoltre come sottoprodotto nell’ambito del processo Ostwald per la produzione di acido nitrico e, come sottoprodotto nella sintesi dell’acido adipico.

Il monossido di diazoto è un gas a effetto serra con un potere di circa 300 volte maggiore della CO2 di trattenere il calore con conseguente innalzamento della temperatura della terra.

Il monossido di diazoto, inoltre, reagisce con l’ossigeno per dare monossido di azoto secondo la reazione:

2 N2O + O2 → 4 NO

Il monossido di azoto prodotto, a sua volta, reagisce con l’ozono secondo la reazione:

NO + O3 → NO2 + O2

e quindi costituisce una specie che contribuisce all’assottigliamento dello strato di ozono che è uno schermo fondamentale per l’intercettazione di radiazioni U.V. letali per la vita sulla terra.  L’ossido di diazoto, quindi, oltre a essere un potente gas serra ha l’ulteriore effetto di contribuire a distruggere lo strato di ozono.

Sintesi

Il monossido di diazoto viene ottenuto per riscaldamento ad una temperatura tra i 170 e i 240°C del nitrato di ammonio che si decompone secondo la reazione:

NH4NO3(s) → N2O(g) + 2 H2O(aq)

Il monossido di diazoto viene ottenuto inoltre per ossidazione dell’ammoniaca in presenza di un catalizzatore costituito da biossido di manganese e ossido di bismuto:

2 NH3 + 2 O2 → N2O + 3 H2O

Usi

Il monossido di diazoto viene usato nei motori dei razzi come comburente grazie alla mancanza di tossicità e alla sua stabilità. Viene utilizzato anche come additivo nei motori a combustione interna: alle alte temperature e pressioni, presenti all’interno del cilindro, il protossido d’azoto rilascia ossigeno che contribuisce a una maggiore potenza di detonazione della benzina poiché si comporta, indirettamente, da comburente.

L’ossido di diazoto viene usato, in miscela con l’ottafluorociclobutano, come propellente per aerosol di prodotti alimentari ed in particolare per la panna spray e prodotti alimentari pressurizzati.

 

Author: Chimicamo

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