一氧化二氮
一氧化二氮（Nitrous Oxide）又称笑气，无色有甜味气体，是一种氧化剂，化学式N2O，在一定条件下能支持燃烧（同氧气，因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气），但在室温下稳定，有轻微麻醉作用，并能致人发笑。其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱.戴维发现。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构（包括电子式），则其空间构型是直线型，N2O为极性分子。2009年8月份,美国一项最新研究显示，这种无色有甜味的气体已经成为人类排放的首要消耗臭氧层物质。现在主要用于表演。
简介
一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉，是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在微热条件下分解产生，产物除N2O外还有一种，此反应的化学方程式为 ）NH4NO3====N2O↑+2H2O；等电子体理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构（包括电子式），则其空间构型是直线型，N2O为极性分子。
基本信息
中文名称：一氧化二氮。
英文名称：Dinitrogen oxide；Laughing gas。
别名：氧化亚氮；笑气。
CAS No.：10028-97-2。
分子式：N2O。
分子量：44.01。
危险标记：5(不燃气体)。
包装方法：钢质气瓶。
医学应用
【别名】 笑气，氧化亚氮，
连二次硝酸酐
【分子结构】一氧化二 氮分子为直线形分子，极性分子。N2O的分子是直线形的（N-N-O），N,O原子采取sp杂化，生成两个σ键，两个三中心四电子π键，N的氧化数为+1。
【英文名称】Nitrous Oxide 西班牙名称: Oxido Nitroso
【医学适应症】 因全麻效果差，目前常与氟烷、甲氧氟烷、乙醚或静脉全麻药合用。现已少用。氧化亚氮(N2O)用于麻醉,对呼吸道无刺激,对心、肺、肝、肾等重要脏器功能无损害。在体内不经任何生物转化或降解,绝大部分仍以原药随呼气排出体外,仅小量由皮肤蒸发,无蓄积作用。吸入体内只需要30s～40s 即产生镇痛作用,镇痛作用强而麻醉作用弱,受术者处于清醒状态(而不是麻醉状态) ,避免了全身麻醉并发症,术后恢复快。
【医学上用量用法】 吸入：用量视手术需要和病人情况而定。
【医学上注意事项】 1.大手术需配合硫喷妥钠及肌肉松弛剂等；吸入气体中氧气浓度不应低于20％；麻醉终止后，应吸入纯氧10分钟，以防止缺氧。 2.当病人有低血容量、休克或明显的心脏病时，可引起严重的低血压。氧化亚氮对有肺血管栓塞症的病人可能也是有害的。
【禁忌症】（1）气囊肿（2）肠梗阻、肠胀气（3）气胸（4）气脑（5）高头位开颅手术
【医学药品规格】 气体：用耐压铁筒装。
【贮藏】 置耐压钢瓶内，在凉暗处保存。
【作用与用途】吸入纯粹本品气体能迅速引起麻醉状态和窒息，因此，必须与氧混合使用。诱导时间短。若不补充维持剂量，可迅速苏醒。本品可用于马、反刍动物、犬和猫的维持麻醉。
【用法与用量】本品用耐高压钢瓶盛装。用于小动物麻醉：75%氧化亚氮同25%氧混合，通过面罩给予2-3分钟，然后再加入氟烷，使其在氧化亚氮和氧混合气体中达3%浓度，直至出现下颌松弛等麻醉征象为止。
物理性质
熔点 -90.8℃
沸点 -88.49℃
临界温度 36.5℃
临界压力 7.263×10Pa
相对密度 1.977
折光率 1.0005-7265 bar
化学性质
一氧化二氮加热或撞击硝酸铵可以生成一氧化二氮和水：NH4NO3=N2O↑+2H2O，工业上对硝酸铵热分解可制得纯度95%的一氧化二氮，一个笑气分子与六个水分子结合在一起。当水中溶解大量笑气时，再把水冷却，旧会有笑气晶体出现。把晶体加热，笑气会逸出。人们利用笑气这种性质，制高纯笑气。
制取方法
【原理】硝酸铵在169.5℃熔融，在220℃分解成一氧化二氮和水
NH4NO3==加热==N2O↑+2H2O
【用品】大试管、铁架台、酒精灯、水槽、集气瓶、干燥硝酸铵粉末
【操作】
1．在能适当加热的干燥装置中，在80--100℃的温度下，使硝酸铵充分干燥。然后用干的研钵磨碎，再在80--100℃的温度下干燥后，迅速放入瓶里加塞保存备用。
2．取2g上述干燥的硝酸铵，加入干燥的试管里，按图装配好，加热(剪短酒精灯的灯蕊，使火焰不太大)后。硝酸铵熔融成液体，以后像水沸腾那样，气泡翻滚。用向上排空气法收集一氧化二氮气体。
【备注】
1．本实验加热的温度不宜过高。温度过高，可能分解生成氮气、一氧化氮和二氧化氮。特别是在高温下容易引起爆炸。
2．硝酸铵的用量控制在2g左右，以免发生爆炸。
3．试管口应略低于水平。这样就能避免反应生成的水跟加热部分接触，引起试管破裂。
4．2g硝酸铵在常温、常压下理论上能收集到610mL一氧化二氮，但由于部分熔融硝酸铵随生成的水流去，只能收集到300mL气体，用一只mL集气瓶就可以了
其他制取方法：1、30HNO3+8Fe===8Fe(NO3)3+3N2O↑+15H2O
2、4Zn+10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O
应急处理
处置
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给予输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
呼吸系统防护：一般不需特殊防护。高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护：一般不需特殊防护。
身体防护：穿一般作业工作服。
手防护：戴防化学品手套。
其他防护：避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业，须有人监护。
泄漏应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
有害燃烧产物：氧化氮。
灭火方法：本品不燃。消防人员须佩戴防毒面具，穿全身消防服，在上风向灭火。用雾状水保持火场中容器冷却。迅速切断气源，用水喷淋保护切断气源的人员，然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。
诊断要点
1.刺激反应
出现一过性胸闷，咳嗽，肺部无阳性体征，X线检查无异常，一般在24 h内症状消失。
出现咳嗽、咳痰、胸闷、胸痛，可伴有头晕、头痛、无力、心悸等症状，肺部听诊呼吸音粗糙，可有散在干、湿啰音，X线胸片示肺纹理增多，增粗、边缘模糊，白细胞总数增高。血气分析一般无低氧血症。
3.急性化学性肺炎
出现胸闷加重，咳嗽加剧，呼吸困难，咳痰或咳血丝痰，轻度发绀，两肺呼吸音降低，闻及干、湿性啰音。X线示肺野透亮度降低，肺纹理增多紊乱，呈网状阴影或两肺有散在斑片或点状性实变阴影，多见于中下肺野。血气分析：在吸低浓度氧（＜50%）时，才能维持动脉氧分压大于8 kPa(60 mmHg)。
4.急性肺水肿
常伴有化学性肺炎，其发病过程可分为三期：
（1）刺激期和症状缓解期：如吸入较高浓度的氮氧化物时，当时即可出现咽部不适，伴随有刺激性咳嗽，甚至痉挛性阵咳而引起呕吐。部分病人刺激期后病情继续发展，经过几小时到几十小时的症状缓解期后出现肺水肿。症状缓解期中有头昏、无力、食欲减退、烦躁、失眠等，也有完全无症状的，胸部X线检查无异常。症状缓解期的长短与吸入毒物的量有关。
（2）肺水肿期：有胸闷、胸痛和呼吸急促等症状，咳嗽，咳柠檬色或粉红色痰。呼吸急促，脉搏加快，体温升高，两肺听诊早期呼吸音降低而粗糙，以后有湿啰音，可伴有脉搏缓慢，出现外收缩，出汗、皮肤潮红等，心电图可见ST段压低、T波平坦，白细胞计数和中性粒细胞增多，X线胸片表现早期有肺野透亮度降低和纹理紊乱，晚期可出现大小不等、边缘模糊、密度不等的结节状或云絮状阴影，广泛散在于两肺野内，与肺野分界不很清晰。血气分析常呈重度低氧血症。如抢救不及时，可出现急性呼吸窘迫综合征（ARDS），昏迷或窒息，甚至死亡。
（3）恢复期：在积极有效的治疗后，绝大多数病例的病情可以好转，一般在5 d左右可以基本痊愈。X线胸片表现在一周左右好转，全身症状约一至两个月才能完全恢复。
5.迟发性阻塞性细支气管炎
表现在肺水肿基本恢复后两周左右，突然又出现咳嗽、胸闷、进行性呼吸困难，明显发绀，两肺可闻及干啰音或细湿啰音。X线胸片示两肺满布粟粒阴影。
6.并发症
早期可有自发性气胸、纵隔气肿与皮下气肿；晚期可出现细支气管炎、支气管肺炎、支气管扩张、肺不张等，少数患者可发生支气管哮喘。
处理原则
（1）迅速、安全将患者救离中毒现场，更换污染衣物，保持安静，保暖，吸氧，给予对症处理，如镇静、镇咳，解除支气管痉挛，保持呼吸道通畅。
（2）密切观察：对密切接触者，需观察24～72 h，观察期间，应静卧休息，注意病情变化，给予适当的检查和对症治疗。
（3）积极防治肺水肿：应早期、足量给予糖皮质激素。注意保持呼吸道畅通。可给予1％二甲基硅油消泡灵雾化吸入，每次约5 min，不要超过30 min。必要时行气管切开和正压吸氧。
（4）氧自由基清除应用，如维生素C、维生素E、Q10、β-胡萝卜素、还原型谷胱甘肽等均可选择使用。
（6）对突发性阻塞性毛细支气管炎，应尽早使用大量肾上腺皮质激素。
氮气加速系统
NOS全称NITROUS OXIDE SYSTEM，即氮气加速系统。是由美国HOLLEY公司开发生产的产品。在目前的世界直线加速赛(DRAG RACING)中，为了在瞬间提高大比率马力，利用的液态氮氧化物系统正是NOS。其实，早在二次世界大战中德国空军已开始使用NOS，战争结束后才逐渐被用于直线加速赛。
NOS的工作原理是把N2O（一氧化二氮，俗称笑气LAUGH GAS）形成高压的液态后装入钢瓶中，然后在发动机内与空气一道充当助燃剂与燃料混合燃烧（N2O可放出氧气和氮气，其中氧气就是关键的助燃气体，而氮气又可协助降温），以此增加燃料燃烧的完整度，提升动力。
由于NOS提供了额外的助燃氧气，所以安装NOS后还要相应增加喷油量与之配合。正所谓“要想马儿跑得快，就要马儿多吃草”，燃料就是发动机的草，这样发动机 的动力才得到进一步的提升。
NOS与涡轮增压和机械增增压一样，都是为了增加混合气中的氧气含量，提升燃烧效率从而增加功率输出，不同的是NOS是直接利用氧化物，而增压则是通过外力增加空气密度来达到目的的。也许有人会问为什么不直接使用氧气而用N2O呢？那是因为用氧气难以控制发动机的稳定性（高温和爆发力）。
储存N2O的专用储气罐净重约6.7kg，充满N2O后约11kg。按照每次使用1min来算（专家建议NOS系统每次使用时间不可超过1min，一瓶气用3538次左右。
根据一辆夏利2000的实际升级情况，其1.342L的8A发动机加装NOS后，其0~100km/h加速时间减少了23%，而功率提升了21kw。
NOS系统使用时间最好不要超过10S。好像目前还没有引擎能够承受1min以上的NOS喷射…… 因为长时间使用NOS喷射，可以使发动机内壁磨损严重，最终引起俗称“爆缸”的严重后果。一些赛车游戏中的N2O，也就是指的这个加速装置。
环境效应
一 氧化二氮（N2O）是一种具有温室效应的气体，是《京都议定书》规定的6种温室气体之一。N2O在大气中的存留时间长，并可输送到平流层，同时，N2O也是导致臭氧层损耗的物质之一。
与二氧化碳相比，虽然N2O在大气中的含量很低，但其单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍;对全球气候的增温效应在未来将越来越显著，N2O浓度的增加，已引起科学家的极大关注。目前，对这一问题的研究，正在深入进行。
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