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亜酸化窒素(あさんかちっそ、nitrous oxide(ナイトラスオキサイド)、化学式 N₂O)または一酸化二窒素(いっさんかにちっそ)は窒素酸化物の一種で、吸入すると顔が笑ったように引きつることから笑気ガス(しょうきガス)とも呼ばれる。

◆ 歴史

笑気は1772年、イギリス人の化学者ジョゼフ・プリーストリーが発見した。亜酸化窒素を吸入すると軽く酔ったような感じになることから、当時はパーティーなどを盛り上げるために使用していた。ところが1795年、こちらもイギリス人化学者のハンフリー・デービーが亜酸化窒素に麻酔効果があることを証明し、これから笑気麻酔としての用途が開けることになった。

◆ 特徴

硝酸アンモニウムを約250℃で注意深く融解させると、分解して一酸化二窒素が発生する。

: 2 NH₄NO₃ → N₂O + 2 H₂O

常温常圧で、無色で反磁性の気体。香気と甘味がある。麻酔作用がある。形式的には次亜硝酸の無水物に相当するが、常温において一酸化二窒素は反応性の低い気体であり水と反応することはない『化学大辞典』 共立出版、1993年 FA コットン, G. ウィルキンソン著, 中原 勝儼訳 『コットン・ウィルキンソン無機化学』 培風館、1987年。またオゾンおよびハロゲンなどとも反応しない。しかし高温では助燃性を発揮し、アルカリ金属および有機物などは一酸化二窒素中で燃焼する。窒素原子の酸化数は+1。

大気中にわずかに含まれ、濃度は約 310 ppb である。主な発生源としては、燃焼、窒素肥料の使用、化学工業(硝酸などの製造)や有機物の微生物分解などがあげられる。

二酸化炭素の約300倍(100年GWP(100年間で発揮する温室効果))の温室効果ガスであり、京都議定書でも排出規制がかけられた。

日本では、安全衛生に関する規制はないが、米国では、長期間の職業的暴露により自然流産率が高くなるとの報告に基づき、通常の日8時間・週40時間労働の場合の環境濃度の上限が50ppmに定められている。〔参考:1994-1995 Threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. Cincinnati, OH: American Conference of Governmental Industrial Hygienists〕

◆用途

・歯科治療時の鎮静用として酸素とともに吸入を行う。これにより麻酔注射やドリル研磨、抜歯等の恐怖心が緩和される。

・手術の際の全身麻酔に用いる。詳しくは笑気麻酔の項を参照。

・車のエンジン内に吸気して、爆発的なエネルギーを得ることが出来る。仕組みとしては、酸素を通常よりも燃焼室に押し込む事により馬力アップを図るもの。第二次世界大戦中に戦闘機に使用され、戦後暫く影をひそめていたがレースカーが使用を始め一般にも普及している。代表的な製品に「ナイトラス・オキサイド・システム (NOS)」などがある。

◆ 物性

・分子量: 44.0

・CAS登録番号: 10024-97-2

・沸点: −89 ℃

◆ 参考文献

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・亜酸化窒素 page1