(Nitrous oxide) Gas

Nitrous Oxide - Introduction, Structure, Preparation, Properties, Applications

Nitrous Oxide”- The so-called ‘laughing gas’.

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• लाफिंग गैस की खोज एक अंग्रेज वैज्ञानिक Joseph Priestly ने वर्ष 1793 में किया था। इसके बाद ब्रिस्टल के न्यूमैटिक इंस्टिट्यूट के हंफ्री डेवी ने इसके साथ कुछ प्रयोग किये और पाया कि लोग इसे कुछ देर सूंघते हैं और वे हंसने लगते हैं. उन्होंने ही इसका नाम laughing gas रखा।
• वर्ष 1799 में इंग्लैंड के केमिस्ट और आविष्कारक हम्फ्री डेवी ने एक प्रयोग करने की सोची. वह जानना चाहते थे कि इंसान के शरीर में अगर कृत्रिम गैस सांस के माध्यम से जाती है, तो क्या प्रतिकिर्या होती है।
• उन्होंने Ammonium Nitrate (NH4NO3) के crystals से एक गैस बनायी, जिसे एक खास सिल्क के थैले में जमा किया. फिर जल वाष्प के माध्यम से उस गैस का शुद्धिकरण किया। बाद में एक mouthpiece लगाकर हम्फ्री ने थैले की पूरी गैस सांस से अपने शरीर में ले ली।
• गैस शरीर में जाने के बाद उनको हल्के से चक्कर के साथ काफी ख़ुशी का एहसास हुआ। बाद में उन्होंने इस गैस का प्रयोग अपने मरीजों पर भी किया। इस तरह से Nitrous Oxide यानि laughing gas के गुणों का पता चला।

जहाँ इस गैस का प्रभाव शीघ्रता से होता है, वहीं समाप्त भी जल्दी होता है. हालाँकि, अधिक मात्रा में laughing-gas को सूंघना हानिकारक हो सकता है। इससे Hysteria के हल्के दौरे पड़ सकते हैं।

Structure and Oxidation state of Nitrous Oxide

Let the oxidation state of N in N2O be 'x'.

So, 2x+(-2)= 0

∴ x= +1

Hence oxidation state of N in this oxide of nitrogen is +1.

The structure of nitrous oxide can be represented as a resonance hybrid of the following structures

Preparation of Nitrous oxide

Commercial Method of Preparation:

N2O can be prepared by decomposition of ammonium nitrate (NH4NO3) industrially.

The nitrate of ammonia is always used to make nitrous oxide. The purity of the salt must be taken into consideration; it should not contain ammonia hydrochlorate.

It is created by mixing pure nitric acid with pounded carbonate of ammonia. Concentrated nitric acid may be pre-diluted with half its volume of water as long as there is effervescence and a small amount of carbonate may be left in the liquid at the conclusion

When the solution's boiling point rises over 250°C and a drop of it touches a cool glass plate, it solidifies.

A portion of this salt is added to a retort and heated by a charcoal portable chafing dish (or heater), whose diffused heat is preferable to the heat from the lamp, in order to produce nitrous oxide..

Laboratory Methods of Preparation:

A mixture of sodium nitrate and ammonium sulphate can also be heated to produce.

2NaNO3 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2N2O + 4H2O

A manganese dioxide-bismuth oxide catalyst has been reported to directly oxidise ammonia.

2NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O

Nitrous oxide is produced when sodium nitrite and hydroxylammonium chloride interact 

NH3OHCl + NaNO2 → N2O + NaCl + 2H2O

It has also been shown to create nitrous oxide when HNO3 is treated with SnCl2 and HCl.

2HNO3 + 8HCl + 4SnCl2 → 5H2O + 4SnCl4 + N2O

Properties and Reaction of Nitrous Oxide

N2O is a colourless, non-flammable gas that tastes and smells mildly sweet at normal temperature.

Nitrous oxide is a potent oxidizer at high temperatures, much like molecular oxygen.

Nitrous oxide can relight a blazing splint by promoting combustion by releasing the dipolar bound oxygen radical.

It is a stable and relatively unreactive gas.

It is colourless and a neutral oxide.

Its boiling point is -88.48 °C and its melting point is −90.86 °C.

Its molar mass is 44.013 g mol-1.

Density of nitrous oxide is 1.98 kg m-3.

Nitrous oxide reacts with sodium amide (NaNH2) to form sodium azide (NaN3), ammonia and sodium hydroxide.