ไนตรัสออกไซด์ หรือ แก๊สหัวเราะ (อังกฤษ: Nitrous oxide หรือ laughing gas) คือสารประกอบทางเคมีที่มีสูตรทางเคมีว่า N2O ที่อุณหภูมิห้อง ไนตรัสออกไซด์จะไม่มีสี และเป็นแก๊สไม่ติดไฟ ไนตรัสออกไซด์มีกลิ่นหอมและมีรสหวานเล็กน้อย[4] มีการนำไนตรัสออกไซด์ไปใช้ในการผ่าตัดและทางทันตกรรมเพื่อให้เกิดอาการชาและเพื่อการระงับความปวด โดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อ “แก๊สหัวเราะ” เนื่องจากเมื่อสูดดมแล้วจะให้ความรู้สึกเคลิ้มสุขหรือครึ้มใจ เป็นคุณสมบัติที่ทำให้มีการใช้ในเชิงนันทนาการโดยการใช้เป็นยาดม และยังมีการนำไปใช้ในการแข่งรถยนต์โดยให้เป็นตัวเติมออกซิเจนเพื่อเพิ่มกำลังให้เครื่องยนต์อีกด้วย

ไนตรัสออกไซด์
Nitrous oxide's canonical forms
Ball-and-stick model with bond lengths
Space-filling model of nitrous oxide
ชื่อ
IUPAC names
Nitrous oxide[1] (not recommended)
Dinitrogen oxide[2] (alternative name)
Systematic IUPAC name
Oxodiazen-2-ium-1-ide
ชื่ออื่น
Laughing gas, sweet air, nitrous, nos, protoxide of nitrogen, hyponitrous oxide, dinitrogen oxide, dinitrogen monoxide
เลขทะเบียน
3D model (JSmol)
8137358
ChEBI
ChEMBL
เคมสไปเดอร์
ดรักแบงก์
ECHA InfoCard 100.030.017 แก้ไขสิ่งนี้ที่วิกิสนเทศ
เลขอี E942 (glazing agents, ...)
2153410
KEGG
RTECS number
  • QX1350000
UNII
UN number 1070 (compressed)
2201 (liquid)
  • InChI=1S/N2O/c1-2-3 checkY
    Key: GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/N2O/c1-2-3
  • InChI=1/N2O/c1-2-3
    Key: GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYAP
  • N#[N+][O-]
  • [N-]=[N+]=O
คุณสมบัติ
N
2
O
มวลโมเลกุล 44.013 g/mol
ลักษณะทางกายภาพ colourless gas
ความหนาแน่น 1.977 g/L (gas)
จุดหลอมเหลว −90.86 องศาเซลเซียส (−131.55 องศาฟาเรนไฮต์; 182.29 เคลวิน)
จุดเดือด −88.48 องศาเซลเซียส (−127.26 องศาฟาเรนไฮต์; 184.67 เคลวิน)
1.5 g/L (15 °C)
ความสามารถละลายได้ soluble in alcohol, ether, sulfuric acid
log P 0.35
ความดันไอ 5150 kPa (20 °C)
−18.9·10−6 cm3/mol
1.000516 (0 °C, 101.325 kPa)
ความหนืด 14.90 μPa·s[3]
โครงสร้าง
linear, C∞v
0.166 D
อุณหเคมี
Std molar
entropy
(S298)
219.96 J/(K·mol)
+82.05 kJ/mol
เภสัชวิทยา
N01AX13 (WHO)
Inhalation
เภสัชจลนศาสตร์:
0.004%
5 นาที
ระบบทางเดินหายใจ
ความอันตราย
GHS labelling:
GHS04: แก๊สอัด GHS03: Oxidizing
อันตราย
H270, H280, H281
P220, P244, P282, P317, P336, P370+P376, P403, P410+P403
NFPA 704 (fire diamond)
จุดวาบไฟ ไม่ติดไฟ
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS) Ilo.org, ICSC 0067
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
ไนโตรเจน ออกไซด์ที่เกี่ยวข้อง
ไนตริกออกไซด์
ไดไนโตรเจนไตรออกไซด์
ไนโตรเจนไดออกไซด์
ไดไนโตรเจน เทโตรไซด์
ไดไนโตรเจนเพนทอกไซด์
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
Ammonium nitrate
Azide
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
แนวโน้มในการเป็นแก๊สเรือนกระจก
ถังแก๊สไนตรัสออกไซด์สำหรับใช้ในทางทันตกรรม

การเกิด

แก้

ไนตรัสออกไซด์ต่างกับไนโตรเจนออกไซด์ตรงที่มันเป็นแก๊สเรือนกระจกที่สำคัญ ถึงแม้มันจะมีการแผ่รังสีความร้อนน้อยกว่า CO2 ก็ตาม แต่ แก๊ส ไนตรัสออกไซด์ปริมาณ 1 หน่วยน้ำหนักกลับ มีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน มากกว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ปริมาณเท่ากันถึง 298 เท่า ในระยะเวลา 100 ปี[5] แต่เนื่องจากในชั้นบรรยากาศมีปริมาณแก๊สในตรัสออกไซด์สะสมอยู่ไม่มาก มันจึงเป็นแก๊สเรือนกระจกที่มีส่วนในการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนน้อยกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่สะสมในชั้นบรรยากาศเป็นปริมาณมากกว่า โดยไนตรัสออกไซด์เป็นแก๊สเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดภาวะ โลกร้อนมากเป็นอันดับที่ 4 ต่อจากคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทนและไอน้ำ (ไนโตรเจนออกไซด์ชนิดอื่นก่อภาวะโลกร้อนโดยตรง โดยเป็นตัวสร้างโอโซนในบรรยากาศชั้นโทรโปสเฟียร์ในช่วงที่เกิดหมอกปนควัน (smog) ) การควบคุมไนตรัสออกไซด์จึงนับเป็นมาตรการหนึ่งเพื่อลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก เช่นในพิธีสารเกียวโต

ไนตรัสออกไซด์เกิดจากแบคทีเรียในดินและมหาสมุทร มันจึงเป็นส่วนของบรรยากาศของโลกมานับหลายบรมยุค (eon) มาแล้ว เกษตรกรรมเป็นแหล่งเกิดไนตรัสออกไซด์โดยฝีมือมนุษย์โดยการพรวนดินและการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน ของเสียจากสัตว์ก็มีส่วนช่วยเพิ่มแบคทีเรียที่ให้เกิดไนตรัสออกไซด์เพิ่มขึ้นอีกด้วย ภาคปศุสัตว์ (ส่วนใหญ่คือโคกระบือ ไก่และสุกร) ปล่อยไนตรัสออกไซด์ที่ถือเป็นกิจกรรมมนุษย์มากถึงร้อยละ 65[6] แหล่งที่มาจากอุตสาหกรรมมีเพียงประมาณร้อยละ 20 และรวมถึงการผลิตไนลอนและกรดไนตริกและการเผาผลาญเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ในเครื่องยนตร์สันดาปภายใน

คาดกันว่ากิจกรรมมนุษย์ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ออกมาน้อยกว่า 2 เทระกรัม (teragram หรือ 1012 กรัม) ต่อปี ธรรมชาติปล่อยมากกว่า 15 เทระกรัม.[7] ฟลักซ์ (flux) ของไนตรัสออกไซด์ที่เกิดโดยกิจกรรมมนุษย์มีประมาณ 1 เพตะกรัม (1015 กรัม) ของคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าคาร์บอนสมมูล (carbon dioxide carbon-equivalents) ต่อปี หรือเท่ากับ 2 เพตะกรัมของมีเทนเทียบเท่าคาร์บอนสมมูลต่อปี และมีการปล่อยสู่บรรยากาศ (atmospheric loading) ในอัตราเท่ากับ 3.3 เพตะกรัมของคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าคาร์บอนสมมูลต่อปี

ไนตรัสออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ส่วนไนโตรเจนออกไซด์เป็นตัวควบคุมตามธรรมชาติของโอโซนในบรรยากาศ

งานวิจัยของ พอล ครัทเซน (Paul Crutzen) ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบลเสนอว่า การปล่อยไนตรัสออกไซด์ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) มีปริมาณมากพอที่จะหักล้างข้อได้เปรียบของไบโอดีเซลที่หวังกันว่าจะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ได้[8]

การผลิต

แก้

การเตรียมไนตรัสออกไซด์โดยทั่วไปทำโดยการให้ความร้อนแอมโมเนียมไนเตรทอย่างระมัดระวัง ซึ่งจะสลายตัวเป็นไนตรัสออกไซด์และไอน้ำ[9]

NH4NO3 (s) → 2 H2O (g) + N2O (g)

ความปลอดภัย

แก้

ความเสี่ยงหลักในด้านความปลอดภัยของไนตรัสออกไซด์มาจากความจริงที่ว่ามันถูกอัดด้วยความดันอยู่ในรูปก๊าซเหลว ความเสี่ยงจากการขาดอากาศหายใจ และทำให้หมดสติ การได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์จะทำให้สติสัมปชัญญะ ความสามารถในการรับรู้รับฟัง และความคล่องแคล่วของร่างกายลดลงชั่วขณะ จากการศึกษาโดยการใช้สัตว์ทดลองหลายครั้งและจากผู้ปฏิบัติงานหลายคน ชี้ให้เห็นว่าการได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์ติดต่อกันเป็นประจำอาจส่งผลร้ายต่อระบบสืบพันธุ์ของหญิงตั้งครรภ์ได้ สถาบันอาชีวอนามัยและความปลอดภัยแห่งชาติให้คำแนะนำว่าการได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์ของผู้ปฏิบัติงานควรได้รับการควบคุมการจัดการในระหว่างการใช้ก๊าซเพื่อทำให้หมดสติโดยผู้ปฏิบัติงานทางการแพทย์ ทันตกรรม และสัตวแพทย์

อ้างอิง

แก้
  1. "[Nitrous oxide]". Degruyter.com. สืบค้นเมื่อ 24 July 2022.
  2. IUPAC nomenclature of inorganic chemistry 2005. PDF, p. 317.
  3. Takahashi, Mitsuo; Shibasaki-Kitakawa, Naomi; Yokoyama, Chiaki; Takahashi, Shinji (1996). "Viscosity of Gaseous Nitrous Oxide from 298.15 K to 398.15 K at Pressures up to 25 MPa". Journal of Chemical & Engineering Data. 41 (6): 1495–1498. doi:10.1021/je960060d. ISSN 0021-9568.
  4. สต๊อคเลย์, คอริน; ออกเลด, คริส; เวิร์ธเฮม, เจน (2003). โรเจอร์, เคิรสทีน (บ.ก.). พจนานุกรมวิทยาศาสตร์ ฉบับภาพประกอบ. พูนเพิ่มผลิตผล. p. 181. ISBN 974-90062-1-6.
  5. "Climate Change 2001: Working Group I: The Scientific Basis :". Intergovernmental Panel on Climate Change. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.
  6. H. Steinfeld, P. Gerber, T. Wassenaar, V. Castel, M. Rosales, C. de Haan (2006). "Livestock's long shadow -- Environmental issues and options". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-08-06. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)
  7. "Sources and Emissions -- Where Does Nitrous Oxide Come From?". U. S. Environmental Protection Agency. 2006. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.
  8. P. J. Crutzen, A. R. Mosier, K. A. Smith, and W. Winiwarter (2007). "N2O release from agro-biofuel production negates global warming reduction by replacing fossil fuels" (PDF). Atmos. Chem. Phys. Discuss.,. 7: 11191–11205. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.{{cite journal}}: CS1 maint: extra punctuation (ลิงก์) CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)
  9. Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.

แหล่งข้อมูลอื่น

แก้