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Protossido di azoto

Proprietà e caratteristiche del protossido di azoto

Il protossido di azoto è un gas incolore e dal sapore dolciastro di formula chimica N2O.

Ha deboli proprietà anestetiche e poichè dà un certo senso di euforia fu chiamato gas esilerante.

Si scioglie facilmente in acqua, alcol, etere etilico ed acido solforico; con l'acqua a bassa temperatura forma l'esaidrato N2O·6H2O.

Cristallizza nel sistema cubico.

Il protossido di azoto si decompone facilmente nei suoi componenti per riscaldamento (a temperature elevate la decomposizione può diventare esplosiva) e per azione dei raggi ultravioletti; forma con i gas combustibili delle miscele detonanti (ovvero miscele che sono soggette al fenomeno della detonazione).

Reagisce a caldo con l'ammoniaca per dare azoto ed acqua:

3 N2O + 2 NH3 → 4 N2 + 3 H2O

Reagendo con sodioammide a temperatura elevata forma l'azoturo:

N2O + 2 NH2Na → NaN3 + NH3 + NaOH

Struttura di Lewis del protossido di azoto

I dati spettrali indicano che la molecola ha una struttura lineare.

La struttura del protossido di azoto è un ibrido di risonanza tra le seguenti due forme limite:

protossido di azoto forme limite

Mediante i modellini molecolari, le due forme limite possono essere rappresentate nel seguente modo:

modellini molecolari e forme limite

Struttura 3D

struttura 3D

Preparazione del protossido di azoto

La preparazione industriale del protossido di azoto avviene per decomposizione del nitrato d'ammonio a 170-260°C:

NH4NO3 → N2O + 2 H2O

La reazione verso i 240°C diventa tumultuosa e anche esplosiva, quindi a volte si sostituisce al nitrato d'ammonio una miscela di un nitrato con solfato d'ammonio.

La decomposizione avviene più facilmente utilizzando come catalizzatori piccole quantità di alcuni sali, come il fosfato trisodico, il pirofosfato di bario e il nitrato d'argento.

La decomposizione si fa avvenire in storte di ghisa ed il gas che si sviluppa viene raccolto, purificato con lavaggi successivi in acqua, soluzione di solfato ferroso e soluzione di NaOH, e quindi liquefatto.

Un altro metodo di preparazione è il seguente:

NH2OH + HNO2 → N2O + 2 H2O

Usi del protossido di azoto

Il protossido d'azoto è usato come anestetico, specialmente dai dentisti.

Ha un'azione anestetica di breve durata, ma ha effetto rapido e non nuoce all'organismo.

Chirurgicamente viene usato per interventi di breve durata e quando all'anestetico è richiesta una minima o nulla azione tossica sugli organi e sui tessuti.

Il protossido d'azoto terapeutico deve avere un titolo del 98%, essere esente da altri ossidi d'azoto, ammoniaca e cloro.

Per le sue proprietà termodinamiche viene usato anche come fluido frigorigeno per particolari impianti di refrigerazione (per approfondimenti si veda: refrigerazione).

Soprattutto in passato è stato utilizzato come comburente per razzi. Rispetto ad altri comburenti il protossido di azoto ha il vantaggio di non essere tossico, di poter essere facilmente stoccato e di essere stabile nelle condizioni ordinarie.

Una curiosa proprietà dell'N20 consiste nella sua capacità di emulsionare perfettamente la crema di latte fino a conferirle la consistenza pastosa della panna montata.

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