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Distickstoffmonoxid, Lachgas

 

Distickstoffmonoxid oder Distickstoffoxid auch bekannt als Lachgas, ist der Gruppe der Stickoxide zuzuordnen. Bei der Verwendung als Narkosemittel wirkt das Gas je nach Dosierung schmerzstillend (geringe Dosierung) oder betäubend (hohe Dosierung). Die chemische Summenformel lautet N2O.

Niedrige Lachgaskonzentrationen im Bereich 5% bis 30% können bei Menschen bereits eine entspannende beruhigende Wirkung auslösen (Anxiolyse). Eine weitere Steigerung der Konzentration löst eine zunehmende Schläfrigkeit die sogenannte Sedierung aus. 

Bei einer Konzentration > 40% kann eine reduzierte Scherzempfindlichkeit (Analgesie) beobachtet werden.

Oberhalb von 50% ist verstärkte Schläfrigkeit bis hin zur Bewusstlosigkeit zu beobachten.

Eine vollständige Narkose mittels Lachgas ist allerdings nicht möglich, da Bewusstsein und Schmerzempfindlichkeit nicht komplett ausgeschaltet werden.  In der Anästhesie wird N2O deshalb nur in Verbindung mit anderen Narkotika eingesetzt.  

Lachgas kann auch als Gemisch 50% N2O zu 50% O2 bezogen werden. Mischungen sind unter den Markennamen,

Zu beziehen.

Für die 50% N2O / 50% O2 Mischung wird im englischsprachigen  Raum auch das Akronym „EMONO“ (equimolar mixture of oxygen and nitrous oxide) verwendet. Im französischen Sprachraum ist das Akronym „MEOPA“ (mélange équimoléculaire oxygène/protoxyde d’azote) bekannt.

Unter dem Markennahmen SEDARA® vertreibt Linde Healthcare in den USA (Zulassung durch FDA) einen Gas Mischer mit fest eingestellter Mischung 50% N20 zu 50% O2.

Die Strukturformel kann nicht eindeutig dargestellt werden, da theoretisch zwei Zustände möglich sind. Keine der in der Klammer dargestellten Grenzformeln beschreibt die Bindungsverhältnisse exakt. Die Bindungsform liegt zwischen den beiden Grenzformeln.

Strukturformel von N2O

 

Technische Herstellung

Die kontrollierte Erhitzung von Ammoniumnitrat (NH4NO3) führt zur Zersetzung des Salzes in Ammoniak (NH3) und Salpetersäure (HNO3) die weiter zerfallen in Lachgas (N2O) und Wasser (H2O).


NH4NO3 NH3 + HNO3N2O + 2 H2O

 

Durch entsprechende Nachreinigung ist eine Reinheit bzw. Qualität 5.0 bzw. 99.999% im Markt erhältlich

 

Vorkommen

Lachgas (N2O) entsteht auf natürlichem Wege in Ozeanen und Böden bei Zersetzungsprozessen.  Die industrielle Düngung, Tierhaltung sowie  Prozesse in der chemischen Industrie (Herstellung von Salpetersäure, Produktion von Nylon, Verbrennung fossiler Brennstoffe)  sind eine weitere Emissionsquelle  von Lachgas. Das Treibhauspotenzial * (GWP, Global Warming Potential ) von Lachgas gemäß Kyoto-Protokoll beträgt 310.

* Das Treibhauspotential kann auch als Wärmerückhaltevermögen bezeichnet werden. Basis dieser Betrachtung ist der Vergleich mit der Wärmerückhaltewirkung von 1 kg CO2.

Eigenschaften

Das farb- und geschmacklose Lachgas besitzt einen leicht süßlichen Geruch und wird der Gruppe der Stickoxide zugeordnet. Lachgas gilt als brandfördernd. Lachgas besitzt eine gute Wasserlöslichkeit.

Im Diagramm unterhalb ist die Löslichkeit von Lachgas und Kohlendioxid dargestellt. Die Betrachtung geht von einem konstanten Druck von 1,01325 bar aus. Mit steigender Temperatur nimmt der Dampfdruck von Wasser zu. Im Beispiel wird deshalb der Druck der Gase N2O und CO2 um den entsprechenden Betrag reduziert um einen konstanten Druck von 1,01325 bar zu realisieren.

 

Löslichkeit von Lachgas in Wasser

Verwendung

Lachgas dient als Treibmittel in Spraydosen. Durch die narkotisierende Wirkung von Lachgas wird das Gas oft als Narkosemittel in Kombination mit Sauerstoff oder anderen narkotisierenden Mitteln eingesetzt. Bei Antrieben wie z.B. Fahrzeugmotoren oder Impulsantrieben wie z.B. Raketentriebwerke findet N2O ebenfalls Verwendung.

Lachgas kann sowohl als technisches Gas als auch als medizinisches Gas bezogen werden. Als medizinisches Gas unterliegt Lachgas dem Arzneimittelgesetz (AMG).

 

Gas Lachgas, N2O
72,4 bar
309,57 K
452 kg/m3
0,8784 bar
182,34 K
184,68 K
Gas Lachgas, N2O
22,25
44,013
188,91
1,978
0,85873
0,66398
1,293

 

 

Im Diagramm sind die Verdampfungsenthalpie, die Flüssigkeitsdichte und der Dampfdruck für Lachgas (N2O) dargestellt.

Dichte von flüssigem Lachgas

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