Закись азота, также известная как «веселящий газ», имеет очень интересную историю открытия и любопытное происхождение. Так, второе название она получила благодаря пьянящему действию, вследствие которого человек испытывает эйфорию, безудержный смех и веселье.
При нормальных условиях это газообразное вещество с химической формулой N2O. То есть молекула содержит два атома азота и один – кислорода. При снижении температуры до -91˚С и ниже газ кристаллизируется и превращается в «веселящий снег». Он имеет еще немало полезных и интересных свойств, которые влияют непосредственно на то, как делают закись азота в лабораторных и промышленных условиях.
Естественное происхождение газа
Так называемый «новый воздух» впервые открыли в 1771 году при исследовании соленого озера Дон-Жуан в Антарктике. Над ним было сконцентрировано не менее 40% соли, тогда как в Мертвом море 30%. А вокруг образовалась вулканическая порода, с большим содержанием железа. Вступая в реакцию, эти вещества образовывали закись азота.
Помимо озер, позднее этот газ был обнаружен в почвах. Обычно он расщепляется в земле с превращением в азот N2, но при увеличении количества кислорода этот процесс дает сбой. На это влияет использование искусственных удобрений, сжигание биомассы, а также выращивание определенных биокультур, таких как рапс.
Немного из истории открытия газа
Джозеф Пристли, присутствовавший при исследовании соленых испарений на озере, первым заинтересовался закисью азота. Уже через год он синтезировал ее в лабораторных условиях и вывел химическую формулу. Для этого он полил опилки железа азотной кислотой. Выделенный при этом «нитрозный воздух» являлся смесью N2O и NO (монооксида азота), таким образом и был выделен веселящий газ.
Для производства в промышленных масштабах Джеймс Ватт изобрел специальную машину. А заодно и аппарат для вдыхания газа во время хирургических манипуляций. Английский медик Томас Беддоус начал активно использовать эти открытия для медицинских целей.
Веселящий газ уже тогда, два века назад, достаточно часто встречался на вечеринках для развлекательных целей. В итоге и в современности шары с закисью азота последствия вызывают самые яркие. Это может быть и легкий успокоительный эффект, и опьянение, похожее на эйфорию.
Получение в промышленных и лабораторных условиях
В больших масштабах закись азота получают нагреванием соли азотной кислоты при температуре 245-270˚С. При этом выделяются газы с примесями аммония, азотной кислоты, азота, оксида азота, двуокиси азота. В результате охлаждения часть из них возвращается в твердое агрегатное состояние, а газ подвергается фильтрации, компрессии и высушиванию.
В лаборатории N2O получают разными методами:
- нагреванием смеси из нитрата и сульфата аммония;
- в результате реакции мочевины, азотной и серной кислот;
- окислением аммиака диоксидом марганца и оксидом висмута;
- смешиванием нитрита натрия и раствора хлорида гидроксиламина.
Во многих случаях для получения закиси азота используют аммиачную селитру при повышении температуры. Введение фосфатных солей позволяет получить максимально чистый газ.
Описание и виды
Каждый из способов производства закиси азота можно реализовать при наличии лабораторий и специального оборудования. Производители могут использовать различные методы, запатентованные ими же. При этом будет получен один из видов газа:
- техническая закись азота последствия употребления может иметь неприятные из-за содержания до 0,93% примесей;
- пищевая и медицинская вредных веществ практически не содержат при концентрации не менее 99,999% основного вещества.
Полученный газ сжижают и заправляют в баллоны под высоким давлением. Их удобно использовать, можно хранить даже на открытом воздухе, и при транспортировке они не требуют много места.
