Ossido di diazoto.Nome IUPAC
monossido di diazoto
Nomi alternativi protossido di azoto
Caratteristiche generali Formula bruta o molecolare N2O
Massa molecolare (uma) 44,01
Aspetto gas incolore
Numero CAS 10024-97-2
Proprietà chimico-fisiche Densità (g·cm-3, in c.n.) 1,2 (a 185 K)
Solubilità in acqua 567 g/l a 293 K
Temperatura di fusione (K) 182 (-91°C)
Temperatura di ebollizione (K) 185 (-88°C)
Punto critico 309,6 K (36,4°C)
7,245 × 106 Pa
Tensione di vapore (Pa) a 293 K 5,08 × 106
Proprietà termochimiche ΔfH0 (kJ·mol-1) 81,6
ΔfG0 (kJ·mol-1) 103,7
S0m(J·K-1mol-1) 220,0
C0p,m(J·K-1mol-1) 38,6
Indicazioni di sicurezza L'ossido di diazoto (o protossido di azoto o monossido di diazoto) a temperatura e pressione ambiente è un gas incolore non infiammabile dall'odore lievemente dolce. Ha formula chimica N2O, il suo numero CAS è 10024-97-2.
È noto anche come gas esilarante per via dei suoi effetti euforizzanti. Trova impiego medico come analgesico e anestetico.
In condizioni normali, la sua solubilità in acqua è di circa 0,112 g per 100 g.
Non è tossico per inalazione, benché - essendo inodore - possa provocare asfissia. In forma liquefatta può causare ustioni per contatto, dovute alla bassa temperatura.
La sua struttura è un ibrido di risonanza tra due formule limite
Questo gas è stato scoperto da Joseph Priestley nel 1772. Vent'anni dopo, Humphry Davy lo sperimentò su sé stesso e su alcuni amici, tra cui i poeti Samuel Taylor Coleridge e Robert Southey (1774- 1843). Si scoprì che l'ossido nitroso attenua considerevolmente la sensazione del dolore, anche quando chi lo assume è ancora semi-cosciente e fu così che entrò nell'uso medico come anestetico, specialmente presso i dentisti che avevano difficoltà ad avvalersi dell'opera di un medico anestesista e che trovavano conveniente che il loro paziente rimanesse sufficientemente sveglio da poter interpretare eventuali comandi verbali.
L'inalazione di ossido di diazoto è spesso causa di euforia, confusione e - in alcuni casi - un blando effetto afrodisiaco. Può altresì produrre nausea e una confusione persistente se l'esposizione è troppo rapida o eccessiva. L'effetto anestetico dell'ossido nitroso non è ben chiarita nei dettagli, ma si pensa che il gas interagisca con le membrane delle cellule nervose del cervello alterando la comunicazione intracellulare a livello delle sinapsi.
L'ossido di diazoto è usato da alcuni come sostanza stupefacente (a volte nota come hippie crack). Benché il gas di per sé non sia tossico, un uso prolungato produce sintomi analoghi a quella della carenza di vitamina B12: anemia e neuropatia. In California l'uso non medico di questo gas è considerato un crimine.
Propellente per aerosolL'ossido di diazoto è un additivo alimentare e viene usato negli spray come propellente. Il suo uso più comune è nelle bombolette di panna montata per guarnire i dolci. Essendo molto solubile nei grassi, si dissolve nella massa liquida della panna finché rimane nella bomboletta. Quando viene spruzzato, si espande immediatamente producendo schiuma.
Comburente per razziL'ossido di diazoto può essere impiegato come comburente nei motori dei razzi. Rispetto ad altri agenti ossidanti ha il vantaggio di non essere tossico, di essere stabile a temperatura ambiente e di essere relativamente facile da stoccare e trasportare in volo.
È il comburente scelto in diversi modelli di motori ibridi per razzi - ibridi perché il combustibile è solido, mentre il comburente è liquido o gassoso. È stato usato spesso in combinazione con un polibutadiene a terminali ossidrilici.
Motori a combustione internaNelle applicazioni motoristiche, l'ossido di diazoto (più noto in questo contesto come "protossido di azoto") ed il carburante del veicolo vengono iniettati nel condotto di aspirazione del motore, che produce i seguenti risultati: temperature dell'aria più basse nell'aspirazione, che producono un denso carico di aspirazione; aumento dell'ossigeno contenuto nel carico di aspirazione (l'aria ha una percentuale di ossigeno in peso del 22%); Nelle competizioni automobilistiche l'ossido di diazoto (più noto in questo contesto come "protossido di azoto" o semplicemente NOS, termine errato perché indica la marca di una casa produttrice, come la Venom o la NX, e non il protossido d' azoto stesso) è iniettato nel carburatore o immediatamente a monte di esso per aumentare la potenza. Benché di per sé non sia infiammabile, decomponendosi ad alta temperatura fornisce più ossigeno dell'aria, consentendo al motore di bruciare una miscela più ricca di carburante; inoltre, essendo stoccato in forma liquida, la sua evaporazione nel carburatore provoca un abbassamento della temperatura, questo rende la miscela carburante-comburente più densa e riduce la detonazione.
La stessa tecnica fu impiegata durante la seconda guerra mondiale per aumentare la potenza dei motori degli aerei, soprattutto da parte della Luftwaffe, il cui carburante era mediamente peggiore - in termini di numero di ottano - di quello in dotazione alle forze aeree degli Alleati,e per compensare la carenza di ossigeno in alta quota.
La benzina, come tutti carburanti, per bruciare ha bisogno di un elemento comburente: l'ossigeno, normalmente fornito dall'aria. Mentre l'addizione di un turbo viene chiamata "sovralimentazione meccanica", quella del protossido d'azoto viene definita "sovralimentazione chimica". Più ossigeno apportiamo all'interno della miscela aria/benzina, più il potere calorifico e esplosivo aumenta. Su di un motore turbo la sovralimentazione chimica può aumentare le prestazioni del 40%-45% (Es: da 100cv si passerebbe a 140/150cv). Per un veicolo progettato per altissime prestazioni si può arrivare ad un aumento del 150% (Es: da 100 cv si passerebbe a 250cv).
InquinamentoGli ossidi di azoto (generalmente indicati con NOx) - tra cui l'ossido di diazoto - sono gas-serra ed l'effetto di quest'ultimo è circa 296 volte quello dell'anidride carbonica.
Anche gli ossidi di azoto sono pertanto soggetti a restrizioni per ridurre le emissioni di gas-serra nell'atmosfera (si veda il protocollo di Kyoto).
