کاربرد های گاز مونوکسید دی نیتروژن چیست؟

موضوعی که در این محتوا از مطالب سپهر گاز کاویان به آن می‌پردازیم ، گاز مونوکسید دی نیتروژن میباشد.

گاز مونوکسید دی نیتروژن که به آن گاز نیتروس اکساید یا گاز خنده نیز می گویند. در سال 1774، توسط جوزف پرستلی با انجام آزمایش پاشیدن نیتریک اسید روی براده های آهن کشف شد. تا مدتها فرض می شد که یک گاز بی رنگ است و اکثر افراد از کاربرد های آن بی خبر بودند. در آن زمان به عنوان ماده ای توهم زا مورد استفاده قرار می گرفت.

در سال 1800 کتابی توسط سر همفری دیوی تالیف گردید که در آن به خواص نیتروس اکساید اشاره گردیده بود. تقریبا پنجاه سال بعد برای اولین بار طبق داده های کتابی که تالیف شده بود در دندان پزشکی به دلیل خاصیت ضد درد مورد استفاده قرار گرفت. با گذشت زمان و حدود 20 سال بعد شخصی به نام گاردنر کویینسی کولتون توانست اکسیژن را به آن افزوده و در عمل های جراحی به عنوان بیهوش کننده و ضد درد مورد استفاده قرار دهد.

در قرن 19 از این گاز در عمل زایمان و سزارین به عنوان تسکین دهنده و بی حس کننده بسیار استفاده می شد. با گذشت زمان در عمل های دیگر نیز مورد استفاده قرار گرفت و امروزه به عنوان دارویی برای بیهوشی کاربرد دارد.

مشخصات فنی

مشخصات فنی گاز نیتروس اکساید و کاربرد های گاز مونوکسید دی نیتروژن

همانگونه که می دانید گاز مونوکسید دی نیتروژن از دو اتم نیتروژن و یک اتم اکسیژن ساخته شده است. وزن ملکولی آن 44گرم بر مول است و گازی بدون رنگ و بو و بدون مزه می باشد.

این گاز می تواند شعله را تقویت کند زیرا خاصیت اکسید کنندگی دارد ولی خود اشتعال پذیر نیست. واکنش پذیری بالایی ندارد و در فشار 50 اتمسفر به حالت مایع در می آید و در مخزن و سیلندر های مخصوصی نگه داری می شوند. اگر دما افزایش یابد واکنش پذیری آن نیز افزایش می یابد.

منبع این گاز را می توان کود در نظر گرفت و به دلیل اینکه در ساختار خود نیتروژن دارد، می تواند در دسته گازهای گلخانه ای قرار گرفته و از آلاینده های هوا به شمار بیاید.

گاز مونوکسید دی نیتروژن چگونه تهیه می شود؟

برای تولید این گاز دو روش وجود دارد:

آزمایشگاهی

صنعتی

در تولید دی نیتروژن مونوکسید به روش صنعتی نیتریک اکسید را با براده های آهن واکنش داده و این گاز را تولید می کنند. در روش آزمایشگاهی نیترات آمونیوم را تا دمای 270-300 درجه سانتی گراد حرارت می دهند البته گفتنی است که در این روش گازهای دیگری نیز تولید می شود و با استفاده از روش های جداسازی و خالص سازی نیتروس اکساید با خلوص بالا تهیه می گردد.گاز مونوکسید دی نیتروژن کاربردهای متفاوتی دارد.

کاربرد نیتروس اکساید

نیتروس اکساید در پزشکی و دندان پزشکی:

در ابتدای مطلب عنوان کردیم که از این گاز برای نخستین بار در دندان پزشکی به عنوان بی حس کننده استفاده می شد و بعد از آن بعنوان یک داروی بیهوش کننده و ضد درد در پزشکی مورد استفاده قرار گرفت.

این گاز را در دسته گاز های بیهوشی ضعیف طبقه بندی می کنند و و برای جراحی هایی که نیاز به بیهوشی کامل می باشد آن را با داروهای دیگر ترکیب می کنند با این حال در زمان کوتاهی اثر بخشی خود را نشان داده و تاثیر گذار است.

تقریبا می توان گفت بعد از 30 ثانیه استنشاق این گاز اثر بخشی آن ظاهر شده و تا 3 الی 5 دقیقه بعد اثر خود را از دست می دهد. با توجه به غلظت این گاز، اثراتی که در زمان بیهوشی به همرا دارد متفاوت است. برای مثال در غلظت 20 الی 30 درصد اثر ضد درد دارد و توسط پزشکان تجویز می گردد.گاز مونوکسید دی نیتروژن کاربردهای متفاوتی دارد.

مکانیسم اثر نیتروس اکساید

تا کنون مکانسیم دقیق و مشخصی برای این گاز در بدن یافت نشده است ولی شواهد و آزمایش ها نشان داده است که بر دریافت حس نخاع و مغز تاثیر می گذارد. یکی از ویژگی های بسیار مهم مونوکسید دی نیتروژن عدم تغییر ساختاری در بدن می باشد و همچنین مقادیر اضافی آن دفع می گردد. تاکنون شواهدی مبنی بر مرگ با این گاز گزارش نشده است.

کاربرد نیتروس اکساید در تقویت خودرو

یکی از موارد کاربرد N۲o در تقویت خودرو است.

جالب است بدانید که نیتروژن اکسید یک سوخت نیست که با سوختن آن در موتور اتومبیل بتوان انرژی تولید کرد. این گاز وقتی وارد سیلندر می شود، به دلیل گرمای زیاد داخل محفظه به اتم اکسیژن و نیتروژن تجزیه می گردد و با شکستن پیوند بین اتم ها، این عمل با گرفتن گرما از سیلندر همراه است در نتیجه دمای محفظه احتراق کم می شود. خیلی سریع اتم های فعال اکسیژن با هم ترکیب شده و مولکول O۲ را به وجود می آورند.گاز مونوکسید دی نیتروژن کاربردهای متفاوتی دارد.

حال اگر ما مقداری سوخت اضافی وارد سیلندر کنیم می‌توانیم با گاز اکسیژن حاصله، سوخت اضافی را بسوزانیم و نیروی بیش‌‍تری تولید کنیم. توجه داشته باشید که سوزاندن سوخت اضافی زمانی ممکن می شود که دمای سیلندر پایین باشد و تجزیه نیتروژن اکسید این حالت را فراهم می آورد. در این فرایند گاز نیتروژن هیچ نقشی در انفجار نخواهد داشت!

N۲o در محفظه های تحت فشاری به نام Bottle Heaters یا Bottle Warmers در خودرو نگهداری می شود.

کاربرد نیتروس اکساید در جراحی چشم

منع مصرف برای افرادی که جراحی چشم انجام داده اند وجود دارد زیرا در صورت وجود حباب گاز در چشم باعث تشدید آن می شود. علاوه بر این برای افرادی که دچار صدمه به جمجمه شده اند نیز این دارو تجویز نمی شود، استفاده زیاد از آن نیز ممکن است باعث کاهش ویتامین ب 12 شود.

اگر چه این گاز می تواند بعنوان ضد درد و داروی بیهوشی مورد استفاده قرار گردد ولی دارای عوارضی مانند سرگیجه، سردرد، آپنهٔ تنفسی و عوارض گوارشی مانند تهوع می باشد.

در کرایوتراپی نیتروس اکساید به محل دارای ضایعه اسپری می شود به دلیل دمای بسیار پایینی که دارد و سرما باعث مرگ سلول های آن محل می گردد.

کاربرد دیگر این گاز در صنعت خوردو می باشد.

مونوکسید دی نیتروژن می تواند به عنوان عاملی برای تقویت موتور خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. این گاز اکسیژن رسانی جهت سوزاندن سوخت را فراهم می کند.