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一氧化氮

一氧化氮是氮的化合物,化学式NO,分子量30,氮的化合价为+2在标准状况下为无色气体,液态、固态呈蓝色。由于一氧化氮带有自由基,这使它的化学性质非常活泼。具有顺磁性。在生物体中,一氧化氮起着信使分子的作用。血管周围的平滑肌细胞接收信号后舒张,使血管扩张。

目录

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1 分子结构
2 理化性质
  1. 2.1 物理性质
  2. 2.2 化学性质
3 生物活性
4 制备方法
5 健康危害
6 应急处理
7 操作储存
8 运输注意事项
9 一氧化氮的应用及使用安全
  1. 9.1 一、化学工业
  2. 9.2 二、电子工业
  3. 9.3 三、航天工业
  4. 9.4 四、计量标准气、校正气
  5. 9.5 五、生命科学和医疗

一氧化氮 - 分子结构

一氧化氮分子图
一氧化氮为双原子分子,分子构型为直线形。一氧化氮中,氮与氧之间形成一个σ键、一个2电子π键与一个3电子π键。氮氧之间键级为2.5,氮与氧各有一对孤对电子。有11个价电子,是奇电子分子,具有顺磁性。分子轨道式:

反键轨道上(π2p*)1易失去生成亚硝酰阳离子NO+

可以二聚生成(NO)2,在固态中少量存在:

一氧化氮 - 理化性质

物理性质

一氧化氮
分子键长:115.08pm

键解离能:941.69kJ/mol

磁性:顺磁性

禁配物:易燃或可燃物、铝、卤素、空气、氧

避免接触的条件:受热

聚合危害:与氧气聚合形成腐蚀性二氧化氮

分解产物:氮气,氧气,还有少量一氧化二氮

化学性质

还原性

一氧化氮易被氧化生成二氧化氮,处于空气中的一氧化氮很快会被空气中的氧气氧化生成红棕色二氧化氮。工业上可用此法生产硝酸

配位性

由于孤对电子的存在,一氧化氮易与金属离子形成配合物。可与血红蛋白结合,使人窒息中毒。

如一氧化氮可与Fe2+ 生成棕色亚硝酰亚铁离子,称为棕色环反应,为检验亚铁离子的反应之一:


NO可与过渡金属以端基、边桥基、面桥基形式配位。

一氧化氮 - 生物活性

一氧化氮起着信使分子的作用。当内皮要向肌肉发出放松指令以促进血液流通时,它就会产生一氧化氮分子,这些分子很小,能很容易地穿过细胞膜。血管周围的平滑肌细胞接收信号后舒张,使血管扩张。在心血管中,一氧化氮对维持血管张力的恒定与调节血压稳定起着重要作用。硝酸甘油治疗心绞痛正是由于其在体内转化成NO,扩张血管

一氧化氮也能在神经系统的细胞中发挥作用,促进学习、记忆过程,并可调节脑血流。它对周围神经末梢所起的作用,正是西地那非功能的基础。大脑通过周围神经发出信息,向会阴部的血管提供相应的一氧化氮,引起血管的扩张,增加血流量,从而增强勃起功能。在一些情况下,勃起无力是由于神经末梢产生的一氧化氮较少所致。西地那非能扩大一氧化氮的效能,从而增强勃起功能。

免疫系统产生的一氧化氮分子,不仅能抗击侵入人体的微生物,而且还能够在一定程度上阻止癌细胞的繁殖,阻止肿瘤细胞扩散。NO起杀伤细菌、病毒、肿瘤细胞的作用。相关研究证明,当吸入性一氧化氮浓度达到100ppm至200ppm的剂量时,具有有效的抗菌作用,且没有明显的副作用。加拿大一些监管部门已经批准将其作为肺血管扩张剂用于治疗新生儿疾病。

一氧化氮 - 制备方法

实验室用铜与稀硝酸共热制取一氧化氮:

工业上用氨气在铂(石棉载体)或铂铑合金网催化下氧化生成一氧化氮,这是工业上制硝酸的重要反应:



一氧化氮 - 健康危害

一氧化氮不稳定,在空气中很快转变为二氧化氮产生刺激作用。氮氧化物主要损害呼吸道。吸入初期仅有轻微的眼及呼吸道刺激症状,如咽部不适、干咳等。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等。可并发气胸及纵隔气肿。肺水肿消退后两周左右可出现迟发性阻塞性细支气管炎。一氧化氮浓度高可致高铁血红蛋白血症。

慢性影响:主要表现为神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎症。个别病例出现肺纤维化。可引起牙齿酸蚀症。

一氧化氮 - 应急处理

急救措施

吸入一氧化氮:应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

消防措施

危险特性:一氧化氮具有强氧化性。与易燃物、有机物接触易着火燃烧。遇到氢气爆炸性化合。接触空气会散发出棕色有氧化性的烟雾。一氧化氮较不活泼,但在空气中易被氧化成二氧化氮,而后者有强烈毒性。

有害燃烧产物:氧化氮。

灭火方法: 消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。切断气源。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水。

泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150m,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

一氧化氮 - 操作储存

操作注意事项:严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿透气型防毒服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与卤素接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、卤素、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。

一氧化氮 - 运输注意事项

铁路运输时须报铁路局进行试运,试运期为两年。试运结束后,写出试运报告,报铁道部正式公布运输条件。采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。严禁与易燃物或可燃物、卤素、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。

一氧化氮 - 一氧化氮的应用及使用安全


一氧化氮的应用及使用安全

一、化学工业

1901年开始用电弧法自空气中制取氮氧化物。在电弧的作用下,使氮和氧直接化合成一氧化氮,再进一步加工制成硝酸。根据佛山科的气体有限公司多年的经验,将其应用总结如下:
一氧化氮是制造硝酸的重要的中间产物,在硝酸生产中,一氧化氮被氧化为二氧化氮,再与水反应生成硝酸。
一氧化氮也可用于硝化生产工艺,它可与烯烃加成,生成二亚硝基化合物,后者可被氧化为硝基化合物。
聚氯乙烯行业的聚合反应中止剂。一氧化氮

二、电子工业

一氧化氮主要用于电子工业中的硅氧化膜形成、氧化、化学气相沉积。

三、航天工业

一氧化氮可用于航天火箭和卫星的推进剂。

四、计量标准气、校正气

标准气、校正气、大气检测混合气。
环保检测。

五、生命科学和医疗

近年来,一氧化氮在生命科学与医疗界受到前所未有的重视。研究发现,一氧化氮在人体若干生理、病理过程中起着十分重要的作用,在免疫及神经等科学专家的努力下,其作用机制不断被阐明,并不断获得新的认识。近几年检验及药学专家也参与进来,使一氧化氮在临床实验辅助诊断及治疗方面发挥作用,并已逐步显示出其临床应用前景。初步研究表明,一氧化氮几乎在生命活动的每一步,例如血管和气管平滑肌的舒张、中枢和自律神经的传递、细菌的杀伤、肿瘤细胞的融解、内分泌激素的释放、机体免疫防御、吸收功能的调节等过程中,均发生功能作用。一氧化氮是生命体内重要的信使分子、效应分子和免疫调节分子的观点,已为学术界所广泛接受。
一氧化氮在疾病治疗中的应用包括两个方面:一是直接输入气体一氧化氮(如吸入一氧化氮缓解肺动脉高压与呼吸窘迫),或利用一氧化氮供体产生一氧化氮作用于靶器官或组织(如冠心病、心肌缺血、内毒素性休克、肺动脉高压及阳痿等),从而起到缓解或治疗作用。一氧化氮供体目前主要有:硝酸酶类、呋喃恶烷类、亚硝基硫醇类、斯德硐亚胺类、硝普纳等。二是加入相关药物调节机体一氧化氮的生成速度,如L-精氨是合成一氧化氮的前体,对许多疾病(心血管疾病如高血压、高胆固醇血症、充血性心力衰竭等,肾脏疾病如急性肾衰、阻塞性肾病、慢性肾病及胃黏膜溃疡等)具有有益的治疗作用;一氧化氮抑制剂如L-单甲基-精氨酸(L-NMMA)、L-硝基-精氨酸(L-NNA)、L-硝基精氨酸甲醋(L-NAME)等可抑制体内一氧化氮的生成,对于由于一氧化氮生成过多而致的疾病具有治疗或缓解作用。已有研究表明,一氧化氮还参与了许多药物如血管紧张素转化酶抑制腺苷、硫酸镁、吗啡、Ca2+ATPase抑制剂,白血胞介素、肿瘤坏死因子、前列腺素类药物等的药理作用机制。


一氧化氮的使用安全
急救措施:迅速离开污染区,送医院救治。
泄漏应急处理:关闭污染源,用碱水或碱石砂吸收泄漏气体开将泄漏容器移人通风橱中。
操作人员必须经专门培训。工作时应穿工作服,戴防护眼镜及手套。生产设备严加密闭,提供充分的局部和全部排风。当空气中浓度超标时,必须佩戴防毒面具,必要时佩戴正压自给式呼吸器。定期进行肺部检查。
消防用干粉、二氧化碳灭火器扑救。

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