Закись азота – это вещество получившее название веселящий газ благодаря воздействию на определенные рецепторы человеческого мозга. Они вызывают выработку дофамина, высокая концентрация которого приводит к расслабленному состоянию, подъему настроения и даже бесконтрольному смеху. Впервые этот газ был получен нагреванием железных опилок, смоченных азотной кислотой. И сейчас существуют разные способы его получения в лабораторных и промышленных условиях.
Основные характеристики
Выбор методов производства N2O зависит от свойств, которые он демонстрирует:
- имеет газообразное состояние;
- без цвета, а вкус и запах сладковатые;
- безопасна для здоровья в очищенном виде;
- закипает при -89°С, и кристаллизируется при -91°С;
- молекула состоит из 2 атомов азота и 1 кислорода;
- при нагревании выступает окислителем и разлагается на составляющие;
- инертен и почти не вступает в реакции при нормальных условиях;
- растворяется в воде, этиловом спирте, эфире, серной кислоте;
- имеет в 1,6 раз больше кислорода, чем в воздухе;
- не воспламеняется, но поддерживает горение.
Зная его формулу N2O, можно понять, как правильно закись или окись азота. Ведь второе вещество NO состоит из одного атома азота и одного – кислорода. И соответственно имеет совершенно другие свойства.
Как получают
В основе промышленных методов получения лежит разложение нитрата аммония на N2O и водяной пар. Процесс начинается при его постепенном нагревании от 170°C и до 240°C. При 300°C возможен взрыв, поэтому важно не допустить перегревания вещества, за чем удобно следить с помощью специального оборудования. После получения реакции вещества охлаждают с использованием пневматического желоба или другой системы. В нем же удаляется вода и дым от примесей в соли азотной кислоты.
Увеличить чистоту газа и уменьшить количество присадок удается добавлением фосфатных солей. При этом первоначальное вещество распадается при более низких температурах, но повышается риск детонации.
В целом так добывают техническую закись азота, которая может быть использована для сварки, в машиностроении и для увеличения мощности двигателей. Чтобы получить пищевой и медицинский газ, нужна дополнительная очистка газа от вредных примесей. Для этого используют ту же установку, что и для производства N2O. А для получения газа особой чистоты – фракционированную дистилляцию.
В лабораторных условиях применяют и другие способы получения веселящего газа:
- нагревание смеси солей азотной и аммонийной серной кислот;
- получение реакции диамида угольной кислоты, с азотной и серной кислотами;
- прямое окисление аммиака катализатором из диоксида марганца и оксида висмута;
- добавление нитрита натрия к гидроксиламмония хлориду.
Таким образом можно получить закись азота даже в домашних условиях. Но при этом следует помнить, что этот процесс может привести к детонации. Риск взрыва уменьшается при применении очищенного исходного сырья. Но максимально проконтролировать его разложение поможет только профессиональное лабораторное оборудование.
Форма выпуска
Для удобства перевозки, хранения, использования и заправки газ сжижается и помещается в баллоны при таких условиях:
- при 0°C и давлении 3000 кПа;
- при комнатной температуре и 4000 кПа;
- при повышении температуры до 20°C и от 1000 кПа.
Баллоны для него используют специальные, объемом от 2 литров. Они изготавливаются согласно ГОСТ 949-73 из углеродистой стали и имеют соответствующую маркировку.
В дальнейшем емкости с веселящим газом в зависимости от его вида применяют в медицине, машиностроении, пищевой промышленности и индустрии развлечений.
