ไนตรัสออกไซด์

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

ไนตรัสออกไซด์
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	[10024-97-2]
ATC code	N01AX13
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	N2O
มวลต่อหนึ่งโมล	44.0128 g/mol
ลักษณะทางกายภาพ	แก๊สไม่มีสี
ความหนาแน่น	1222.8 kg m^-3 (ของเหลว) 1.8 kg m^-3 (แก๊ส, STP)
จุดหลอมเหลว	-90.86 °C (182.29 K)
จุดเดือด	-88.48 °C (184.67 K)
โครงสร้าง
รูปร่างโมเลกุล	เส้นตรง
Dipole moment	0.166D
อุณหเคมี
Std enthalpy of formation ΔfH^o298	+82.05
Pharmacology
Routes of administration	การสูดดม
Metabolism	0.004%
Elimination half-life	5 นาที
Elimination half-life	ระบบทางเดินหายใจ
Legal status
ความอันตราย
NFPA 704	0 2 0 OX
R-phrases	R8
S-phrases	S38
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
สถานีย่อย:เคมี

แนวโน้มในการเป็นแก๊สเรือนกระจก

ถังแก๊สไนตรัสออกไซด์สำหรับใช้ในทางทันตกรรม

การเกิด

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

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

คาดกันว่ากิจกรรมมนุษย์ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ออกมาน้อยกว่า 2 เทระกรัม (teragram หรือ 10¹² กรัม) ต่อปี ธรรมชาติปล่อยมากกว่า 15 เทระกรัม. 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

การผลิต

การเตรียมไนตรัสออกไซด์โดยทั่วไปทำโดยการให้ความร้อนแอมโมเนียมไนเตรทอย่างระมัดระวัง ซึ่งจะสลายตัวเป็นไนตรัสออกไซด์และไอน้ำ

NH₄NO₃ (s) → 2 H₂O (g) + N₂O (g)

ความปลอดภัย

ความเสี่ยงหลักในด้านความปลอดภัยของไนตรัสออกไซด์มาจากความจริงที่ว่ามันถูกอัดด้วยความดันอยู่ในรูปก๊าซเหลว ความเสี่ยงจากการขาดอากาศหายใจ และทำให้หมดสติ การได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์จะทำให้สติสัมปชัญญะ ความสามารถในการรับรู้รับฟัง และความคล่องแคล่วของร่างกายลดลงชั่วขณะ จากการศึกษาโดยการใช้สัตว์ทดลองหลายครั้งและจากผู้ปฏิบัติงานหลายคน ชี้ให้เห็นว่าการได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์ติดต่อกันเป็นประจำอาจส่งผลร้ายต่อระบบสืบพันธุ์ของหญิงตั้งครรภ์ได้ สถาบันอาชีวอนามัยและความปลอดภัยแห่งชาติให้คำแนะนำว่าการได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์ของผู้ปฏิบัติงานควรได้รับการควบคุมการจัดการในระหว่างการใช้ก๊าซเพื่อทำให้หมดสติโดยผู้ปฏิบัติงานทางการแพทย์ ทันตกรรม และสัตวแพทย์

อ้างอิง

1. สต๊อคเลย์, คอริน; ออกเลด, คริส; เวิร์ธเฮม, เจน (2003). โรเจอร์, เคิรสทีน (บ.ก.). พจนานุกรมวิทยาศาสตร์ ฉบับภาพประกอบ. พูนเพิ่มผลิตผล. p. 181. ISBN 974-90062-1-6.
2. "Climate Change 2001: Working Group I: The Scientific Basis :". Intergovernmental Panel on Climate Change. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.
3. H. Steinfeld, P. Gerber, T. Wassenaar, V. Castel, M. Rosales, C. de Haan (2006). . คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2014-08-06. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
4. "Sources and Emissions -- Where Does Nitrous Oxide Come From?". U. S. Environmental Protection Agency. 2006. สืบค้นเมื่อ 2008-02-02.
5. 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.CS1 maint: extra punctuation (link) CS1 maint: multiple names: authors list (link)
6. Holleman, A. F. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

แหล่งข้อมูลอื่น

• Occupational Safety and Health Guideline for Nitrous Oxide
• Paul Crutzen Interview Freeview video of Paul Crutzen Nobel Laureate for his work on decomposition of ozone talking to Harry Kroto Nobel Laureate by the Vega Science Trust.
• National Pollutant Inventory - Oxide of nitrogen fact sheet 2004-02-05 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• Nitrous Oxide Specs Extremely thorough Nitrous Oxide Facts
• National Institute for Occupational Safety and Health - Nitrous Oxide