Monossido di diazoto

Il monossido di diazoto N₂O è noto come ossido nitroso, protossido di azoto o come gas esilarante a causa dei suoi effetti euforizzanti e dissociativi che ne hanno indotto un uso illecito. Già alla fine del 1700 erano noti gli effetti del monossido di diazoto detto laughing gas che era utilizzato nelle feste della borghesia del Regno Unito. Il suo uso quale anestetico specie in campo odontoiatrico era noto dalla metà del XIX secolo.

I suoi effetti ispirarono Charlie Chaplin nella realizzazione di un cortometraggio prodotto nel 1914 e noto come Charlot dentista. Il monossido di diazoto è un gas incolore, non infiammabile che ad elevate temperature agisce da ossidante.

Impatto ambientale

L’ossido nitroso è presente nell’atmosfera rientrando nel ciclo dell’azoto e trae origine da varie fonti di origine naturale. Negli ultimi tempi, tuttavia, alcune attività umane come quelle agricole e industriali ne hanno aumentato la presenza.

L’ossido nitroso è un gas serra e sebbene sia presente nell’atmosfera per un tempo minore rispetto all’anidride carbonica, persiste più a lungo di altri inquinanti.

Nella stratosfera per azione della luce solare l’ossido nitroso viene convertito in altri ossidi di azoto che sono tra i responsabili dei danni allo strato di ozono.

Gli ossidi di azoto, inoltre, contribuiscono alla formazione dello smog contribuiscono con altri ossidi, come il biossido di carbonio e gli ossidi dello zolfo, alla formazione delle piogge acide.

Sintesi

• Il monossido di diazoto viene in genere sintetizzato per decomposizione termica del nitrato di ammonio secondo la reazione:

NH₄NO_3(s) → N₂O_(g) + 2 H₂O_(g)

La temperatura a cui avviene la reazione deve essere tra i 170 e i 240 °C in quanto il nitrato di ammonio, oltre ad essere usato quale fertilizzante, è esplosivo.

• Un altro metodo di sintesi consiste nella reazione tra acido ammidosolfonico con acido nitrico secondo la reazione:

H₂NSO₃H + HNO₃ → N₂O + H₂O + H₂SO₄

• Il monossido di diazoto può essere ottenuto per reazione del monossido di azoto con l’idrogeno:

2 NO_(g) + H_2(g)→  N₂O_(g) + H₂O_(g)

• Il monossido di diazoto può essere ottenuto per reazione dell’idrossilammina con lo ione Fe³⁺:

4 Fe³⁺ +  2 NH₂OH → 4 Fe²⁺ + N₂O + H₂O + 4 H⁺

Reazioni

• Il monossido di diazoto dà luogo a decomposizione termica a 565 °C per dare azoto e ossigeno:

2 N₂O_(g)→ 2 N_2(g) + O_2(g)

• Il monossido di diazoto reagisce con l’ammoniaca per dare azoto e acqua:

3 N₂O_(g) + 2 NH_3(g) →  4 N_2(g) + 3 H₂O_(g)

Usi

Oltre che come anestetico l’ossido nitroso trova utilizza quale comburente nei motori a razzo, come propellente nei motori a combustione interna.

Con la sigla E942 l’ossido nitroso viene utilizzato come additivo alimentare ed in particolare come emulsionante e come propellente nelle bombolette spray.

A causa della sua scarsa solubilità in acqua e della sua elevata solubilità in sostanze lipidiche, infatti, esso viene utilizzato ad esempio nelle confezioni di panna spray. Queste ultime sono pressurizzate e, all’apertura dell’ugello, il monossido di diazoto tende a fuoriuscire passando dallo stato liquido a quello gassoso con formazione di bollicine lipidiche.