Анализ азота и его соединений (стр. 1 из 13)

АЗОТ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

В обычных условиях N₂- физиологически индифферентный газ. Почти все летучие соединения N₂ ядовиты. Аммиак NH₃ сильно раздражает верхние дыхательные пути и глаза, а в больших концентрациях также возбуждает центральною нервную систему. Сходно действуют на нервную систему гидразин N₂H₄ и его производные, обладающие одновременно сильным гепатотоксическим действием. Гидроксиламин NH₂OH вызывает преимущественно превращения гемоглобина в метгемоглобин и - вторично - распад красных кровяных телец. Распад эритроцитов вызывает, по-видимому, также и азотистоводородная кислота HN₃, в то же время она действует на окислительные процессы в организме, сильно раздражает верхние дыхательные пути и глаза и снижает кровяное давление. Раздражающее действие оказывает и хлористый азот NCI₃.

Закись азота N₂O действует практически как индифферентный газ, а в очень больших концентрациях в смеси с кислородом - как наркотик. Окись азота NO вызывает быстрое превращение гемоглобина крови в метгемоглобин и действует на центральную нервную систему. Двуокись азота NO₂ (N₂O₄) раздражает главным образом легкие, вызывает отек их. Сходно действуют азотная кислота HNO₃ и нитрозилхлорид NOСL. Нитриты, а также эфиры азотистой кислоты сильно расширяют сосуды и снижают кровяное давление и переводят гемоглобин крови в метгемоглобин. Нитраты раздражают кожу. Эфиры азотной кислоты действуют наркотически, поражают сердечно-сосудистую систему, а также образуют метгемоглобин.

АЗОТ

N₂M=28,01

Применяется для синтеза аммиака; как хладагент; как инертная среда для ряда химических реакций.

Получается сжижением и фракционированной перегонкой воздуха. Физические и химические свойства. Бесцветный газ. Раств. в воде 2,3 мл/ИХ) г (0°); 0,8 мл/ЮО г (60°). В обычных условиях химически инертен и только с литием образует Li₃N; при высоких температурах его активность возрастает.

Токсическое действие. Действие N₂ проявляется только *при резком снижении давления O₂. При давлении О₂ 100 мм рт. ст. сказываются последствия аноксии. Насыщение организма происходит быстро; выделяется N₂ быстро при снижении давления воздуха.

Животные. При давлении N₂ 5-7 кгс/см² у белой мыши изменяется способность к суммации подпороговых импульсов (Карев), легкая атаксия наблюдается при 12-18, полный наркоз при 25-34 кгс/см² (Лазарев). Наркотическое действие при экспозиции 30 мин наблюдается при давлении N₂ для кроликов 50 кгс/см², собак 49, кошек 40, морских свинок 40, голубей 37, мышей 35, крыс 33 кгс/см². Симптомы наркотического действия: расстройство координации, общее возбуждение, автоматизм движений, снижение реактивности и, наконец, развитие наркоза (Чжан Чунь). В случаях успешной декомпрессии последействие N₂ сказывается у животных в течение 1-2 дней в виде резких двигательных расстройств.

Человек. При давлении воздуха 4 км/см² (т. е. при давлении N₂ 3,2 км/см²) отмечались смешливость и болтливость, замедление реакции на зрительные, слуховые, обонятельные раздражения, на прикосновение, ослабление умственной деятельности. При 10 кгс/см² (давление N₂ 8 кгс/см²) резкое расстройство мышечных движений. Водолаз после 5 мин пребывания на глубине 100 м (давление N₂ 8 кгс/см²) жаловался на головокружение, цветные круги перед глазами, возбуждение, как бы опьянение, помутнение сознания, расстройство координации движений. На глубине свыше 100 м наркотическое действие N₂ уже не дает водолазу возможности работать. При повышенном давлении (кессонные, водолазные работы) N₂ воздуха растворяется в крови и тканях тела и, выделяясь из них в виде пузырьков при быстрой декомпрессии, вызывает «декомпрессионные» заболевания, или «кессонную болезнь» (Якобсон).

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. При работе с жидким N₂ защитные перчатки, очки; вентиляция помещений, обеспечение безопасного транспорта. При водолазных работах применение гелия вместо N₂, смеси Не и О₃ вместо воздуха.

Аммиак

NH₃ M=17,03

Встречается при очистке воды, керосина и некоторых минеральных масел; на сахарных заводах; при дублении кожи; в воздухе помещений, где стоит скот; входит в состав клоачных газов (вместе с сероводородом); содержится в неочищенном ацетилене.

Применяется для производства азотной кислоты, нитрата и сульфата аммония, жидких удобрений (аммиакатов), мочевины, соды, в органическом синтезе, при крашении тканей, светокопировании (на диазониевой бумаге), в качестве хладагента в холодильниках, при серебрении зеркал.

Получается прямым синтезом из газообразных водорода и азота при давлении обычно 280-350 ат и 450-500° (в присутствии катализаторов). В меньших количествах получается при коксовании каменного угля перегонкой с известью «аммиачной воды» (первая фракция при сухой перегонке угля).

Физические и химические свойства. Бесцветный газ с удушливым резким запахом (порог восприятия 0,037 мг/л) и едким вкусом. Т. плавл. -77,75°; т. кип. -33,35°; плоти. 0,771 г/л (0°), 0,59 г/л (25°). Раств. в воде около 750г/л, или 526 г/л; коэфф. раств. в воде 762,6. Растворим в эфире и других органических растворителях. Пределы взрывоопасных концентраций в воздухе 15- 28%, в кислороде 13,5--79%, в закиси азота 2,2-72%. На воздухе NH₃ быстро переходит в (NH₄)₂CO₃ или поглощается влагой. При обычной температуре устойчив. Весьма реакционноспособен, вступает в реакции присоединения, замещения и окисления. Водный раствор, имеет щелочную реакцию вследствие образования гидрата окиси аммония NH*H. В продажу поступает в виде водных растворов, содержащих 28-29% (объемн.) NH₃, 10% раствора NH₃ (нашатырный спирт) или сжиженного NH₃ в стальных цилиндрах.

Острое отравление. Животные. Сильное раздражение верхних дыхательных путей, конъюнктивы и роговицы глаз; изо рта и носа выделения пенистой жидкости, иногда с примесью крови. Нарушение свертываемости крови в результате прямого действия на протромбин, повышение содержания остаточного N₂ в крови за счет быстрого- накопления в ней NH₃; лейкоцитоз, увеличение содержания общего белка и сахара. При еще больших концентрациях обнаруживается прижигающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и рта, возможен отек легких. Рефлекторно вызываемые остановки дыхания и кровообращения могут привести к смерти. На вскрытии - признаки отека легких, кровоизлияния под плеврой. Окись углерода потенцирует действие NH₃.

Пороговая концентрация, вызывающая при 2-часовой экспозиции у белых мышей изменения активности холинэстеразы и каталазы в крови, 0,01 мг/л; изменение нервно-мышечной возбудимости - 0,03 мг/л. Пороговая концентрация по . изменению нервно-мышечной возбудимости для белых крыс 0,085 мг/л. У белых крыс, морских свинок, кроликов и кошек легкое раздражение замечается при 4-часовом воздействии около 0,35 мг/л; 3,5-5 мг/л при воздействии 1,5-4 ч опасны для жизни или ведут к воспалению легких. Концентрация 7,0 мг/л при воздействии до 3,5 ч приводит к смерти. При концентрациях свыше 14 мг/л - быстрая смерть. Абсолютно смертельная концентрация для мышей при 2-часовой экспозиции 6 мг/л, ЛК₅₀= 4,6 мг/л. Для крыс ЛК₅₀=18,6 мг/л (при экспозиции 5 мин), 12,1 мг/л (15 мин), 7,04 мг/л (30 мин) и 7,87 мг/л (60 мин). При накожных аппликациях для крыс ЛК5о= 112 мг/л (экспозиция 15 мин), 71.9мг/л (30 мин) и 48,4 мг/л (60 мин).

Человек. Высокие концентрации вызывают обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, боли в желудке, рвоту, задержку мочи. Тяжелое отравление протекает на фоне резкого уменьшения легочной вентиляции, острой эмфиземы, увеличения печени, ацидоза, повышения глутаминоксалатной и глутамнипируватной активности. По данным Bittersohl, уже через несколько минут после массивного воздействия NH₃ наступает мышечная слабость с повышенной рефлекторной возбудимостью, тетанические судороги; резко снижается порог слуха, вследствие чего сильный звук вызывает новый приступ судорог. Нарушается обмен глутаминовой и кетоглутаровой кислот в коре головного мозга, значительно уменьшается способность тканей утилизировать кислород; NH₃ обладает также курареподобным действием. После действия очень высоких концентраций пострадавшие иногда сильно возбуждены, находятся в состоянии буйного бреда, не способны стоять. Наблюдаются резкие расстройства дыхания и кровообращения; в ближайшие часы (иногда и в первые минуты) после отравления может наступить смерть от сердечной слабости или остановки дыхания в фазе вдоха при спазме голосовой щели (рефлекс тройничного нерва). Чаще смерть наступает через несколько часов или дней после несчастного случая от отека гортани или легких. В ряде случаев причиной гибели является воспаление бронхов и легких. Возможен химический ожог глаз и верхних дыхательных путей . На вскрытий людей, погибших на 2 день после острого отравления, обнаружен, помимо отека легких, некроз слизистой оболочки мелких бронхов; у погибших на 4 и 14 день - множественные абсцессы легких и межуточный нефрит.

Последствиями перенесенного острого отравления могут быть помутнение хрусталика, роговицы, даже ее прободение и потеря глаза; охриплость или полная потеря голоса, хронический бронхит, эмфизема легких, бронхоэктазы, субатрофический фаринголарингит; кровохарканье; возможна активизация туберкулезного процесса. Dupuy et al. обнаружили у рабочего, перенесшего острое отравление, тяжелый геморрагический гастрит. После отравления с потерей сознания в дальнейшем отмечались изменения личности, снижение интеллектуального уровня с выпадением памяти, неврологические микросимптомы (тремор рук, нарушение равновесия, тики, понижение тактильной и болевой чувствительности); головокружения, нистагм, гиперрефлексия. При небольших концентрациях - более легкое раздражение глаз и слизистой носа, чихание, слюнотечение, легкая тошнота и головная боль, покраснение лица, потливость, боль в груди, позывы на мочеиспускание.