- 英
- laughter gas
- 関
- 亜酸化窒素 N2O
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亜酸化窒素 |
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融点 |
-90.86
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沸点 |
-88.48
|
識別情報 |
CAS登録番号 |
10024-97-2 |
KEGG |
D00102 |
ATC分類 |
N01AX13 |
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特性 |
化学式 |
N2O |
モル質量 |
44.0128 |
外観 |
無色の気体 |
密度 |
1.977 g/L (gas) |
融点 |
-90.86 ℃ (182.29 K)
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沸点 |
-88.48 ℃ (184.67 K)
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水への溶解度 |
60.82 mL /100 mL ( 24°C) |
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 |
亜酸化窒素(あさんかちっそ)または一酸化二窒素(いっさんかにちっそ)は窒素酸化物の一種で、吸入すると陶酔効果があることから笑気ガス(しょうきガス)とも呼ばれる。化学式はN2O。 紫外線により分解されるなどして一酸化窒素を生成するため、亜酸化窒素の増加もオゾン層破壊につながる。
目次
- 1 歴史
- 2 特徴
- 3 用途
- 4 物性
- 5 参考文献
歴史
笑気は1772年、イギリス人の化学者ジョゼフ・プリーストリーが発見した。亜酸化窒素を吸入すると軽く酔ったような感じになることから、当時はパーティーなどを盛り上げるために使用していた。ところが1795年、こちらもイギリス人化学者のハンフリー・デービーが亜酸化窒素に麻酔効果があることを証明し、これから笑気麻酔としての用途が開けることになった。
特徴
硝酸アンモニウムを約250℃で注意深く融解させると、分解して一酸化二窒素が発生する。
常温常圧で、無色で反磁性の気体。香気と甘味がある。麻酔作用がある。形式的には次亜硝酸の無水物に相当するが、常温において一酸化二窒素は反応性の低い気体であり水と反応することはない[1][2]。またハロゲンとは反応しない。しかし高温では助燃性を発揮し、アルカリ金属および有機物などは一酸化二窒素中で燃焼する[2]。窒素原子の酸化数は形式的には+1であるが、亜酸化窒素の構造を考慮すると、末端の窒素に酸化数0を、中央の窒素に酸化数+2を割り振ることができる。
大気中にわずかに含まれ、濃度は約 310 ppb である。主な発生源としては、燃焼、窒素肥料の使用、化学工業(硝酸などの製造)や有機物の微生物分解などがあげられる。
肥料の使用や化学物質の製造過程で出る亜酸化窒素が、2009年時点でオゾン層を最も破壊する物質であることを、アメリカ海洋大気局の研究チームが突き止め、2009年8月28日付のアメリカの科学誌『サイエンス』で発表した。
二酸化炭素の約300倍(100年GWP(100年間で発揮する温室効果))の温室効果ガスであり、京都議定書でも排出規制がかけられた。
日本では安全衛生に関する規制はないが、アメリカでは長期間の職業的暴露により自然流産率が高くなるとの報告に基づき、通常の日8時間・週40時間労働の場合の環境濃度の上限が50 ppmに定められている。〔参考:1994-1995 Threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. Cincinnati, OH: American Conference of Governmental Industrial Hygienists〕
用途
- 歯科治療時の鎮静用として酸素とともに吸入を行う。これにより麻酔注射やドリル研磨、抜歯などの恐怖心が緩和される。
- 手術の際の全身麻酔に用いる(詳しくは笑気麻酔の項を参照)。
- 車のエンジン内に吸気して、爆発的なエネルギーを得ることが出来る。仕組みとしては、酸素を通常よりも燃焼室に押し込む事と気化熱による吸気温度低下により馬力アップを図るもの。第二次世界大戦中に戦闘機に使用され、戦後暫く影をひそめていたがレースカーが使用を始め一般にも普及している。代表的な製品に「ナイトラス・オキサイド・システム (NOS)」などがある。
- さまざまな食材をムース状に加工するエスプーマ調理用のガスとして。
- 宇宙開発において、アポジキックモーターやスラスターの推進剤として、ヒドラジン系に変わる材料としてエタノールとの組み合わせが検討されている。自己着火(発火)性がないため点火装置が必要になり、構造が複雑になる上に比推力も劣るが、毒性が低いため安全性が高く扱いやすいこと、融点が低く宇宙空間でも凍結しないことが利点とされている。アマチュアロケット愛好家向けのハイブリッドロケットエンジンの、酸化剤としても用いられる。
物性
- 分子量: 44.0
- CAS登録番号: 10024-97-2
- 沸点: −89 ℃
参考文献
- ^ 『化学大辞典』 共立出版、1993年
- ^ a b FA.コットン, G.ウィルキンソン著、中原勝儼訳 『コットン・ウィルキンソン無機化学』 培風館、1987年
窒素の化合物 |
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二元化合物 |
(CN)2 · NBr3 · NCl3 · NF3 · N2F2 · N2F4 · NH3 · N2H2 · N2H4 · NI3 · NO · NO2 · NO3 · N2O · N2O3 · N2O4 · N2O5 · N2O6 · N2S2 · N2S4 · N4S4
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三元化合物 |
B3N3H6 · HNO2 · HNO3 · H2N2O2 · HOONO · NCBr · NCCl · NCF · NCI · NH3•BH3 · NOBr · NOCl · NO2Cl · NOI · NOClO4 · NO2ClO4 · NOF · NO2F · NSF · NSF3
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四元・五元化合物 |
HNCO · HOCN · HONC · NOBF4 · NO2BF4 · NOHSO4
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窒素の化合物 - アンモニウムの化合物 |
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UpToDate Contents
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Japanese Journal
- 唾液アミラーゼ活性を指標に用いた歯科治療起因性ストレス反応の評価
- 上田 円,村田 ゆかり,平田 幸夫,土田 和彦,中野 潤三郎,中里 厚実,穂坂 賢,安藤 達彦
- 日本健康医学会雑誌 16(4), 3-8, 2008-01-31
- … 歯科治療行為中,歯科麻酔,超音波歯石削除,切削,フッ化物歯面塗布および笑気ガスを対象として,歯科治療前後のアミラーゼ活性を測定し,歯科治療行為が患者にどの程度ストレスを発生させているかを検討した。 …
- NAID 110009563345
- 光学的なミリ波発生器を用いた連続サブテラヘルツ波発生とその分光計測への応用(ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム)
- 清水 直文,ソン ホジン,永妻 忠夫
- 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 107(355), 63-66, 2007-11-20
- … このテラヘルツ波源を用いてスペクトル測定を行い、笑気ガスの450GHz付近の吸収線の観測に成功した。 …
- NAID 110006532885
- 66.医療現場における温室効果ガス亜酸化窒素ガス(笑気ガス)の使用状況と地球環境問題に対する意識調査について(第82回 日本医科器械学会大会 一般演題講演集)
Related Links
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Japan Pharmaceutical Reference
薬効分類名
販売名
笑気ガス(住友精化)
組成
- 本剤は亜酸化窒素(N2O)を99.999V/V%以上含む。
効能または効果
- 本剤は酸素と併用し、酸素の吸気中濃度は必ず20%以上に保つこと。
使用目的、患者の状態に応じ、適宜酸素濃度を増加させること。
慎重投与
- ビタミンB12欠乏症の患者[本剤の副作用が強くあらわれるおそれがある。]1)2)
- 造血機能障害のある患者[本剤の副作用が強くあらわれるおそれがある。]1)2)
- 耳管閉塞、気胸、腸閉塞、気脳症等、体内に閉鎖腔のある患者[閉鎖腔内容量及び内圧が変化する。]3)4)5)
重大な副作用
造血機能障害(顆粒球や血小板の減少等)(頻度不明)
- 顆粒球や血小板の減少等、造血機能障害があらわれることがあるので、長期にわたって連用する場合には血液検査を行い、このような症状があらわれた場合には投与を中止すること。
薬効薬理
麻酔・鎮痛作用19)
- 血液/ガス分配係数が0.47と小さいため、麻酔の導入・覚醒が速やかである。MAC104と麻酔効果は弱い(手術患者、マウス)が、聴覚、視覚、触覚や特に痛覚を抑制する(手術患者、サル)。鎮痛効果の発現は早く強力なので術後の鎮痛を得るために用いられる13)。
単独使用では、手術刺激により麻酔深度が浅くなる(手術患者)傾向があるので、他の静脈麻酔薬20)21)または吸入麻酔薬と併用されている21)。
呼吸器系への影響19)
- 嗅覚を抑制する。鼻喉頭気管の感受性を低めるので、喉頭けいれんの危険も少ない。気管支粘膜の分泌腺は刺激されず気管支せん毛運動を抑制しない。
循環器への影響19)
- 低酸素症や高炭酸ガス血症がない限り、心拍数、心拍出量、血圧に変化はなく、心筋層感応性エピネフリンに対する感受性亢進もない(手術患者)。
消化器への影響19)
- 麻酔導入初期には唾液の分泌が増加するが、麻酔が深くなるに伴い減少する。また低酸素症がない限り、食道と胃腸の蠕動は影響を受けず消化液の分泌も影響を受けない(ウサギ)。
泌尿器系への影響19)
- 腎機能、尿管蠕動、膀胱緊張力及び尿形成は影響を受けない。
有効成分に関する理化学的知見
化学名
一般名
分子式
比重
沸点
融点
臨界温度
臨界圧力
ガス1Lの重量
ガス1kgの容積
- 温度(℃)0℃では容積(L)509L
- 温度(℃)10℃では容積(L)528L
- 温度(℃)20℃では容積(L)546L
- 温度(℃)25℃では容積(L)556L
- 温度(℃)30℃では容積(L)565L
溶解性
- 本剤1mLは温度20℃、大気圧で水1.5mL又はエタノール0.4mLに溶け、エーテル又は脂肪油にやや溶けやすい。
燃性
- 本剤は不燃性で室温では安定であるが、高温(520℃以上)で熱分解して酸素を遊離し支燃性を有す。
腐食性
蒸気圧
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構造
作用機序
薬理作用
動態
適応
注意
禁忌
副作用
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