Аналіз азоту та його сполук
АЗОТ І ЙОГО З'ЄДНАННЯ
У звичайних умовах N2 – фізіологічно індиферентний газ. Майже всі леткі сполуки N2 отруйні. Аміак NH3 сильно дратує верхні дихальні шляхи та очі, а у великих концентраціях також збуджує центральну нервову систему. Подібно діють на нервову систему гідразин N2 H4 та його похідні, що мають одночасно сильну гепатотоксичну дію. Гідроксиламін NH2 OH викликає переважно перетворення гемоглобіну на метгемоглобін і - вдруге - розпад червоних кров'яних тілець. Розпад еритроцитів викликає, мабуть, також і азотистоводнева кислота HN3, в той же час вона діє на окислювальні процеси в організмі, сильно подразнює верхні дихальні шляхи та очі та знижує кров'яний тиск. Дратівну дію чинить і хлористий азот NCI3.
Закис азоту N2 O діє майже як індиферентний газ, а дуже великих концентраціях у суміші з киснем - як наркотик.Окисазоту NO викликає швидке перетворення гемоглобіну крові на метгемоглобін і діє на центральну нервову систему. Двоокис азоту NO2 (N2 O4 ) дратує головним чином легені, викликає набряк їх. Подібно діють азотна кислота HNO3 та нітрозилхлорид NOСL. Нітрити, а також ефіри азотистої кислоти сильно розширюють судини і знижують кров'яний тиск і переводять гемоглобін крові на метгемоглобін. Нітрати подразнюють шкіру. Ефіри азотної кислоти діють наркотично, вражають серцево-судинну систему, а також утворюють метгемоглобін.
Застосовуєтьсядля синтезу аміаку; як холодоагент; як інертне середовище для низки хімічних реакцій.
Виходитьзрідженням і фракціонованою перегонкою повітря.Фізичні та хімічні властивості.Безбарвний газ. Рост. у воді 2,3 мл/ІХ) г (0°); 0,8 мл/ПВ г (60°). У звичайних умовах хімічно інертний і лише з літієм утворює Li3 N; за високих температур його активність зростає.
Токсична дія.Дія N2 проявляється тільки *при різкому зниженні тиску O2. При тиску О2 100 мм рт. ст. позначаються наслідки аноксії. Насичення організму відбувається швидко; виділяється N2 швидко при зниженні тиску повітря.
Тварини.При тиску N2 5-7 кгс/см 2 у білої миші змінюється здатність до сумації підпорогових імпульсів (Карів), легка атаксія спостерігається при 12-18, повний наркоз при 25-34 кгс/см 2 ( Лазарєв). Наркотична дія при експозиції 30 хв спостерігається при тиску N2 для кроликів 50 кгс/см 2 собак 49, котів 40, морських свинок 40, голубів 37, мишей 35, щурів 33 кгс/см 2 . Симптоми наркотичної дії: розлад координації, загальне збудження, автоматизм рухів, зниження реактивності та, нарешті, розвиток наркозу (Чжан Чунь). У випадках успішної декомпресії післядія N2 позначається у тварин протягом 1-2 днів як різких рухових розладів.
Людина.При тиску повітря 4 км/см 2 (тобто при тиску N2 3,2 км/см 2 ) відзначалися смішність і балакучість, уповільнення реакції на зорові, слухові, нюхові роздратування, на дотик, ослаблення розумової діяльності. При 10 кгс/см2 (тиск N2 8 кгс/см2) різке розлад м'язових рухів. Водолаз після 5 хв перебування на глибині 100 м (тиск N2 8 кгс/см 2 ) скаржився на запаморочення, кольорові кола перед очима, збудження, як сп'яніння, помутніння свідомості, розлад координації рухів. На глибині понад 100 м наркотична дія N2 не дає водолазу можливості працювати. Припідвищеному тиску (кесонні, водолазні роботи) N2 повітря розчиняється в крові та тканинах тіла і, виділяючись з них у вигляді бульбашок при швидкій декомпресії, викликає «декомпресійні» захворювання, або «кесонну хворобу» (Якобсон).
Індивідуальний захист. Заходи попередження.При роботі з рідким N2 захисні рукавички, окуляри; вентиляція приміщень; забезпечення безпечного транспорту. При водолазних роботах застосування гелію замість N2 суміші Не і О3 замість повітря.
Зустрічаєтьсяпри очищенні води, гасу та деяких мінеральних масел; на цукрових заводах; при дубленні шкіри; у повітрі приміщень, де стоїть худоба; входить до складу клоочних газів (разом із сірководнем); міститься у неочищеному ацетилені.
Застосовуєтьсядля виробництва азотної кислоти, нітрату та сульфату амонію, рідких добрив (аміакатів), сечовини, соди, в органічному синтезі, при фарбуванні тканин, світлокопіюванні (на діазонієвому папері), як холодоагент у холодильниках, при срібленні дзеркал.
Виходитьпрямим синтезом з газоподібних водню і азоту при тиску зазвичай 280-350 ат і 450-500° (в присутності каталізаторів). У менших кількостях виходить при коксуванні кам'яного вугілля перегонкою з вапном «аміачної води» (перша фракція при сухій перегонці вугілля).
Фізичні та хімічні властивості.Безбарвний газ із задушливим різким запахом (поріг сприйняття 0,037 мг/л) та їдким смаком. Т. плавл. -77,75 °; т. кіп. -33,35 °; плоті. 0,771 г/л (0°), 0,59 г/л (25°). Рост. у воді близько 750 г/л, або 526 г/л; коеф. розтв. у воді 762,6. Розчинний в ефірі та інших органічних розчинниках. Межі вибухонебезпечних концентрацій у повітрі 15-28%, у кисні 13,5-79%, у закису азоту 2,2-72%. На повітрі NH3 швидко переходить у (NH4 )2CO3 або поглинається вологою. За нормальної температури стійкий. Дуже реакційноздатний, вступає в реакції приєднання, заміщення та окислення. Водний розчин має лужну реакцію внаслідок утворення гідрату окису амонію NH*H. У продаж надходить у вигляді водних розчинів, що містять 28-29% (об'ємн.) NH3, 10% розчину NH3 (нашатирний спирт) або зрідженого NH3 в сталевих циліндрах.
Гостре отруєння.Тварини.Сильне подразнення верхніх дихальних шляхів, кон'юнктиви та рогівки очей; з рота та носа виділення пінистої рідини, іноді з домішкою крові. Порушення згортання крові в результаті прямої дії на протромбін, підвищення вмісту залишкового N2 в крові за рахунок швидкого накопичення в ній NH3; лейкоцитоз, збільшення вмісту загального білка та цукру. При ще більших концентраціях виявляється припікаюча дія на слизові оболонки верхніх дихальних шляхів та рота, можливий набряк легень. Зупинки дихання і кровообігу, що рефлекторно викликаються, можуть призвести до смерті. На розтині – ознаки набряку легень, крововиливу під плеврою. Окис вуглецю потенціює дію NH3.
Порогова концентрація, що викликає при 2-годинній експозиції у білих мишей зміни активності холінестерази та каталази в крові, 0,01 мг/л; зміна нервово-м'язової збудливості – 0,03 мг/л. Порогова концентрація по . зміни нервово-м'язової збудливості для білих щурів 0,085 мг/л. У білих щурів, морських свинок, кроликів та кішок легке роздратування спостерігається при 4-годинному впливі близько 0,35 мг/л; 3,5-5 мг/л при дії 1,5-4 години небезпечні для життя або ведуть до запалення легень. Концентрація 7,0 мг/л при дії до 3,5 години призводить до смерті. При концентраціях понад 14 мг/л – швидка смерть. Абсолютно смертельна концентрація для мишейпри 2-годинній експозиції 6 мг/л, ЛК50 = 4,6 мг/л. Для щурів ЛК50=18,6 мг/л (при експозиції 5 хв), 12,1 мг/л (15 хв), 7,04 мг/л (30 хв) та 7,87 мг/л л (60 хв). При нашкірних аплікаціях для щурів ЛК5о = 112 мг/л (експозиція 15 хв), 71.9 мг/л (30 хв) та 48,4 мг/л (60 хв).
Людина.Високі концентрації викликають рясну сльозотечу і біль в очах, ядуху, сильні напади кашлю, запаморочення, біль у шлунку, блювання, затримку сечі. Тяжке отруєння протікає на тлі різкого зменшення легеневої вентиляції, гострої емфіземи, збільшення печінки, ацидозу, підвищення глутаміноксалатної та глутамніпіруватної активності. За даними Bittersohl, вже через кілька хвилин після масивного впливу NH3 настає м'язова слабкість із підвищеною рефлекторною збудливістю, тетанічні судоми; різко знижується поріг слуху, унаслідок чого сильний звук викликає новий напад судом. Порушується обмін глутамінової та кетоглутарової кислот у корі головного мозку, значно зменшується здатність тканин утилізувати кисень; NH3 має також курареподібну дію. Після дії дуже високих концентрацій постраждалі іноді сильно збуджені, перебувають у стані буйного марення, не здатні стояти. Спостерігаються різкі розлади дихання та кровообігу; найближчими годинами (іноді й у перші хвилини) після отруєння може настати смерть від серцевої слабкості або зупинки дихання у фазі вдиху при спазмі голосової щілини (рефлекс трійчастого нерва). Найчастіше смерть настає за кілька годин чи днів після нещасного випадку від набряку гортані чи легких. У ряді випадків причиною загибелі є запалення бронхів та легень. Можливий хімічний опік очей та верхніх дихальних шляхів. На розтині людей, які загинули на 2 день після гострого отруєння,виявлено, крім набряку легень, некроз слизової оболонки дрібних бронхів; у загиблих на 4 та 14 день – множинні абсцеси легень та проміжний нефрит.
Наслідками перенесеного гострого отруєння можуть бути помутніння кришталика, рогівки, навіть її прорив і втрата ока; захриплість або повна втрата голосу, хронічний бронхіт, емфізема легень, бронхоектази, субатрофічний фаринголарингіт; кровохаркання; можлива активізація туберкульозного процесу. Dupuy та ін. виявили у робітника, який переніс гостре отруєння, важкий геморагічний гастрит. Після отруєння зі втратою свідомості надалі відзначалися зміни особистості, зниження інтелектуального рівня з випаданням пам'яті, неврологічні мікросимптоми (тремор рук, порушення рівноваги, тики, зниження тактильної та больової чутливості); запаморочення, ністагм, гіперрефлексія. При невеликих концентраціях - легше подразнення очей і слизової оболонки носа, чхання, слинотеча, легка нудота і головний біль, почервоніння обличчя, пітливість, біль у грудях, позиви на сечовипускання.