Закись азота - крупнотоннажный побочный продукт промышленности (или, что правильнее, - отход). В значительных количествах образуется в производстве азотной кислоты каталитическим окислением аммиака кислородом и при производстве сырья для полиамидов (путем перегруппировки Бекмана оксимов циклических кетонов). Закись азота является озоноразрушающим газом, а также парниковым газом с эффектом действия сравнимым с эффектом углекислого газа по порядку величины. По первой причине промышленное применение закиси азота регулируется законодательно и маловероятно, что оно будет расширяться в будущем.

Производители азотных соединений устанавливают каталитические конвертеры для разрушения закиси азота в отходящих газах процессов, так как ее выделение (в виде товарного продукта), как правило, экономически нецелесообразно.

Из применений закиси азота можно отметить промышленный синтез солей азидоводородной кислоты действием N₂O на амиды щелочных металлов. Производство полупроводниковых приборов использует небольшое количество закиси азота в некоторых процессах плазменной обработки материалов.

В аналитической химии закись азота применяли в качестве окислителя для ацетилена при пламенном определении трудно атомизируемых элементов [1] методом атомно-абсорбционной спектроскопии.

Пламя ацетилен-закись азота более холодное, чем ацетилен-кислород. Однако скорость горения смеси C₂H₂-N₂O ниже, чем C₂H₂-O₂, что позволяет регулировать безопасное соотношение газов в более широких пределах, уменьшить расход газов при той же форме горелки и таким образом повысить концентрацию атомного пара в пламени.

Для проведения анализа используется восстановительное либо стехиометрическое пламя смеси ацетилен-закись азота. Такое пламя имеет внутренний конус светящийся пурпурным цветом за счет излучения циан-радикала. Внешняя зона пламени излучает яркий белый свет за счет догорающих углеродсодержащих частиц. Аналитической зоной является внутренний конус. Несмотря на меньшую (по сравнению с зоной полного сгорания) температуру, концентрация атомного пара здесь максимальна - как за счет меньшего объема газов, так и (главным образом) за счет химических реакций между молекулами монооксидов металлов и восстановительными компонентами пламени.

Разумеется, такая тонкая игра состава пламени зоны наблюдения делает метод весьма строгим к настройке. Тем не менее, руками и головой грамотного специалиста достигаются вполне удовлетворительные результаты для большинства элементов с пределами обнаружения от ~1 ppb (Be, Ca, Ba) до нескольких ppm (Ce, La) и нескольких десятков ppb для большинства остальных элементов [2].

В настоящее время метод почти вытеснен спектроскопией с аргоновой высокотемпературной плазмой в качестве атомизатора (метод индуктивно-связанной плазмы).

Закись азота в жидком и в сверхкритическом состоянии применяют также для экстракции следов органических соединений из водных растворов и некоторых твердых объектов. По полярности такой экстрагент занимает промежуточное место между неполярным CO₂ и полярными спиртами, водой, что позволяет эффективно извлекать умеренно полярные вещества.

P.S. В свое время, работая с пламенем ацетилен-закись азота в атомно-абсорбционном анализе, имел возможность ощутить кратковременное воздействие этого газа при импульсном попадании его в воздух рабочего места. Явственно чувствовал прилив крови к лицу (похоже на дуновение теплого воздуха). Эффект был вполне воспроизводим и подтвержден объективно. Никаких других ощущений при таком кратковременном воздействии малых доз N₂O не возникало и не могло возникнуть.

И. Ковалев

__________________________________
¹ Трудно атомизируемые элементы (англ. - refractory elements) - элементы, что образуют устойчивые соединения, которые плохо разлагаются в пламени атомно-адсорбционного спектрометра. В качестве примеров можно привести: B, Al, Ca, Sr, Ba, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf, P, As, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, редкие земли и т.д.

² ppb (parts per billion) - миллиардная доля ("частей на миллиард");
ppm (parts per million) - миллионная доля ("частей на миллион")

<Закись азота. Получение, хранение и физиологическое действие>
<Закись азота ("веселящий газ") - обсуждение> [Отправить сообщение об ошибке]