Lachgas

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Lachgas
Structuurformule en molecuulmodel
Algemeen
Molecuulformule	N2O
Andere namen	distikstof(mono)oxide, stickoxydul, E 942
Molmassa	44,01 g/mol
CAS-nummer	10024-97-2
EG/EINECS/ELINCS	233-032-0
Beschrijving	kleurloos gas
Vergelijkbaar met	stikstofoxide, stikstofdioxide
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
O, brandbevorderend
Risico (R) en veiligheid (S)	R-zinnen: R8 S-zinnen: S38
Omgang	niet inademen, contact vermijden
Opslag	bewaren bij een temperatuur lager dan 50 °C; verwijderd houden van hitte, vonken en open vlammen
MAC-waarde	100 ml/m³ 180mg/m³
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	gas
Kleur	kleurloos
Dichtheid	1,53 10-3 g/cm³
Smeltpunt	-90,86 °C
Kookpunt	-88,48 °C
Dampdruk	5080 10³ Pa
Goed oplosbaar in	water
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHog	82,05 kJ/mol
Sog, 1 bar	219,96 J/mol·K
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar)

Lachgas is een verbinding van stikstof en zuurstof met de formule N₂O. Lachgas, dat vroeger stikstofoxidule werd genoemd, heet nu distikstof(mon)oxide.

Het is een kleurloos gas met een licht-zoete smaak en geur. Het is zelf niet brandbaar maar kan wel de verbranding van andere stoffen onderhouden, evenals zuurstof. Het kan worden gemaakt door verwarming van ammoniumnitraat met ijzerpoeder als katalysator in vuurvaste reageerbuis voorzien van een gasopvangsysteem. Eerst komt daarbij ammoniakgas en waterstofnitraat vrij, maar door opvang onder water door waterverdringing, ontstaat lachgas.
Bij inademing ontstaat een bewustzijnsdaling die enigszins lijkt op dronkenschap.

Het gas bestaat uit lineaire N-N-O moleculen, die isoelektronisch zijn met CO₂, NO₂⁺ en N₃^-.

Lachgas kan op verschillende wijzen bereid worden, bijvoorbeeld uit ontleding van nitraten of van ondersalpeterigzuur:

H₂N₂O₂ → N₂O. + H₂O.

Inhoud 1 Geschiedenis 2 Gebruik en werking 3 Medisch gebruik 3.1 Werking 3.2 Bijwerkingen 3.3 Risico's bij medisch gebruik 3.4 Risico's bij recreatief gebruik 3.5 Farmacologie 3.6 Dosering 4 Lachgas in motoren 5 Milieu 6 Externe links

[bewerk] Geschiedenis

Het gas werd al in 1776 ontdekt, maar het duurde nog twintig jaar voordat sir Humphry Davy ermee ging experimenteren. Hij was medewerker van het Pneumatic Institute in Bristol, waar men het therapeutische gebruik van gassen onderzocht.
Al snel werd lachgas populair in Engelse artistieke kringen. Niet alleen de dichter Samuel Coleridge genoot ervan, ook de uitvinder James Watt was een enthousiaste gebruiker. In de loop van de negentiende eeuw werd lachgas een attractie op de kermis. Giechelende toeschouwers keken toe hoe anderen in een roes kwamen van het gas, of omvielen en buiten westen raakten.
Deze vorm van vermaak verdween weer, maar het gebruik bij kleine operaties in ziekenhuizen en bij tandartsen werd zeer algemeen.

In Engeland is een mengsel van lachgas en zuurstof onder de naam 'entonox' nog steeds zeer gebruikelijk als door de moeder zelf te doseren pijnstilling bij bevallingen. Op de operatiekamer wordt lachgas nog steeds veel gebruikt, maar vrijwel altijd in combinatie met andere middelen zoals enfluraan.

[bewerk] Gebruik en werking

Bij hogere temperaturen (±300 °C) ontleedt het gas in stikstof en zuurstof. Het wordt toegepast om azides te maken volgens:

300 °C
NaNH₂ + N₂O → NaN₃ + H₂O(g)

Ook wordt het toegepast in spuitroom omdat het vrij goed in vetten oplosbaar is, vooral onder hogere drukken. Bij het uittreden uit de spuitbus komt het gas weer uit de oplossing en werkt als blaasmiddel. Het wordt dan aangeduid met E942.

[bewerk] Medisch gebruik

Lachgas wordt al ruim 200 jaar in de medische wereld gebruikt. Het kan gebruikt worden voor zowel sedatie als ook voor algehele anesthesie. Behalve slaap (hypnosis) geeft lachgas ook pijnstilling (analgesie). In de moderne anesthesiologie wordt lachgas altijd in combinatie met zuurstof en vrijwel altijd in combinatie met andere narcosemiddelen gebruikt. Momenteel neemt het gebruik in Nederland af door de opvolging van nieuwere dampen zoals desfluraan en sevofluraan en door de introductie van intraveneuze anesthetica met name propofol (diprivan). Lachgas wordt al zeer lang gebruikt. Lachgas hoort bij de dampvormige anesthetica (anestheticum) net als bijvoorbeeld ether, cyclopropaan, chloroform, halothaan, enfluraan, sevofluraan en desfluraan. Echter de werking is veel minder sterk: voor voldoende anesthesie zou meer dan 100% lachgas nodig zijn.

[bewerk] Werking

De exacte werking waardoor bij dampvormige anesthetica anesthesie ontstaat is nog niet geheel bekend. Het werkt als een anestheticum en geeft een toestand van diepe slaap ook wel narcose of algemene anesthesie genoemd. Het geeft tevens pijnstilling (analgesie) en een minimale verslapping (spierrelaxatie). Lachgas wordt als analgeticum gebruikt buiten het ziekenhuis in de vorm van entonox (een mengsel van 50% zuurstof en 50% lachgas). Voorbeelden zijn pijnstilling in de ambulance of bij de tandarts. In het ziekenhuis wordt hier en daar lachgas nog toegepast buiten de operatiekamer bv. in verloskamers en op de afdeling spoedeisende hulp .

[bewerk] Bijwerkingen

Lachgas geeft in tegenstelling tot de andere dampvormige anesthetica geen maligne hyperthermie bij gevoelige personen. Lachgas heeft minimale bijwerkingen van op de circulatie (zoals lage bloeddruk) en op de ventilatie (ademhalingsdemping). Een zeer snelle verspreiding in gasbevattende holtes is mogelijk, wat bij ontwaken kans op zuurstofgebrek geeft door verdringing van zuurstof in de longblaasjes (diffusiehypoxie). In dit geval moet eerst het lachgas verwijderd worden voordat zuurstof succesvol toegediend kan worden. Daarnaast is lachgas gecontraïndiceerd bij operaties aan het middenoor en bij darmoperaties (met name een totale afsluiting: ileus). Tevens is er gevaar van het geven van lachgas bij een pneumothorax (klaplong). Langdurige blootstelling kan het beenmerg onderdrukken (soms geeft men hiervoor extra folinezuur). Er is nog onzekerheid over het effect van lachgas op het ongeboren kind, waardoor de toepassing ervan afgeraden wordt. Goede afzuigapparatuur (zoals op de operatiekamer) is noodzakelijk. Lachgas is zelf niet brandbaar, maar onderhoudt wel de verbranding: een brandende houtspaan die in lachgas wordt gehouden brandt door omdat het lachgas bij hoge temperaturen ontleedt in stikstof en zuurstof. Dit kan een risico op brand en verbranding vormen als lachgas zich onder operatielakens ophoopt en er met ontstekingsbronnen (zoals elektrocauters gewerkt wordt. Lachgas heeft een negatieve werking op de neuronenverbindingen in de hersenen. Net als alcohol kan er bij lachgas lichte hersenschade plaatsvinden en dit kan leiden tot een verlies aan intelligentie na grote hoeveelheden lachgas te hebben geïnhaleerd.

[bewerk] Risico's bij medisch gebruik

Het risico bij medisch gebruik is vaak afhankelijk van het soort ingreep maar over het algemeen zeer veilig

Oude en reeds lang niet meer toegepaste medische handelingen (langere dosering van 100% lachgas zonder zuurstof) hebben lachgas een slechte naam gegeven, maar het wordt nochtans reeds twee eeuwen succesvol gebruikt in de medische wereld.

Bij lichte dosering (tot 50%) van lachgas treedt sedatie op. Bij hogere dosering is het sedatief effect sterker. Het uitvoeren van een operatie onder N₂O-anesthesie is niet mogelijk, daar de analgetische (pijnstillende) werking van dit gas te zwak is.

Bij doseringen van 100% lachgas kan er een tekort aan zuurstof (diffusie hypoxie) ontstaan. Dit zuurstoftekort kan de werking van de hersenen beïnvloeden, waardoor duizelingen, hoofdpijn, evenwichtstoornissen en dergelijk kunnen optreden. Zuurstoftekort is ook erg gevaarlijk voor zwangere vrouwen, bij wie spontane abortus en geboorteafwijkingen kunnen voorkomen.

Echter, over het algemeen zijn de risico's bij medisch gebruik zeer gering. Lachgas als recreatieve drug wordt veelal ook als heel veilig gezien.

[bewerk] Risico's bij recreatief gebruik

Over het algemeen is amusementsgebruik niet onveiliger dan medisch gebruik, dit omdat het gas meestal door een ballon geïnhaleerd wordt. Zodra de gebruiker dreigt het bewustzijn te verliezen, zal de ballon wegvliegen, en krijgt de gebruiker weer zuurstof.

Echter, de "medische wijze" van het toedienen van lachgas (met een mondstuk) kan als dit niet secuur gebeurt, wel een risico betekenen. Zodra de gebruiker het bewustzijn verliest valt een mondkapje niet direct af en kan er zuurstoftekort optreden.

Tijdens sedatie kan onoplettendheid optreden waardoor deelname aan het verkeer erg gevaarlijk is. Echter, lachgas verlaat het lichaam zeer snel dus zodra de inname wordt gestopt verdwijnt dit effect binnen 5 minuten. Meestal is het effect na één minuut al uitgewerkt.

[bewerk] Farmacologie

Chemisch gezien is het distikstofmonoxide, (N₂O). De MAC-waarde van lachgas is 101 %. De MAC-waarde is gedefinieerd als de minimale alveolaire concentratie waarbij 50% van de proefpersonen niet meer reageert op een gestandaardiseerde chirurgische prikkel. Daarmee is lachgas een van de minst potente dampen. Lachgas wordt nauwelijks gemetaboliseerd.

[bewerk] Dosering

Lachgas is een damp (gas) die via een pijpleiding of lachgasfles wordt toegevoegd aan het zuurstof/luchtmengsel en waaraan nog een ander dampvormig anestheticum wordt toegevoegd. Hiermee wordt een patiënt dan beademd. De dosering wordt uitgedrukt in een percentage. Meestal wordt bij volwassenen tussen de 60 en 70% gebruikt tijdens de narcose (ongeveer 0,6 maal de MAC-waarde). Lachgas is niet prikkelend en kan vanwege de zwakke potentie niet gebruikt worden om iemand met een kap onder narcose te brengen. Voor elk dampvormig anestheticum is er een MAC-waarde vastgesteld zodat de sterkte onderling te vergelijken is.

[bewerk] Lachgas in motoren

Vrije enthalpie van formatie	1bar
Dipoolmoment	0,166 Debye
Bindingsafstand N-N	112,6 pm
Bindingsafstand N-O	118,6 pm

In het begin van de Tweede Wereldoorlog werd door de Duitse vliegtuigindustrie ontdekt dat door toevoegen van lachgas in de verbrandingskamers van een interne verbrandingsmotor, het vermogen van de motor kan worden verhoogd. Duizenden Duitse gevechts- en verkenningsvliegtuigen waren uitgerust met het zo genoemde 'GM-1' systeem dat lachgas toevoegde aan de inlaat van de motor om zo de lagere luchtdichtheid en zuurstofarmoede op grote hoogten te compenseren. Ook de Britse luchtmacht (Royal Air Force) gebruikte vliegtuigmotoren met een door lachgas verhoogd prestatievermogen.

Bij een temperatuur van 296 °C ontbindt lachgas in stikstof en zuurstof. Wanneer het wordt toegevoegd in het inlaatspruitstuk van de motor, wordt het de verbrandingskamer ingezogen. Wanneer vervolgens de temperatuur tijdens de compressiefase een hoogte van 296 °C bereikt, zal een zeer zuurstofrijke mix ontstaan. Als tijdens de inspuiting van het gas extra brandstof wordt toegevoerd, ontstaat het effect van een supercharger, dit wil zeggen een grotere compressie verhouding in de motor. Lachgasinstallaties in auto's werken zoals de naverbrander van een straaljager, en worden gebruikt voor een korte periode van verhoogd vermogen van zo'n 25 tot 35%.

[bewerk] Milieu

Lachgas is een broeikasgas. Deze broeikaswerking is 310 maal zo sterk als die van koolzuurgas.
In het algemeen is de uitstoot van lachgas relatief beperkt, ook op wereldschaal. Het kan echter tot anderhalve eeuw duren eer het afgebroken is. Daarom wordt het ook tot de belangrijkste broeikasgassen gerekend, tot zelfs 7%.
De belangrijkste bronnen van lachgas zijn landbouw (33,5%), chemische industrie (38,2)%, verbranding van fossiele brandstoffen (28%) en afvalverbranding (11%).

Lachgas komt vrij via de mest en de kunstmest en door het scheuren (omploegen) van grasland. Door het scheuren van grasland komt er een extra hoeveelheid van 10% lachgas vrij.

[bewerk] Externe links

•  International Chemical Safety Card van Lachgas
• Unity drugsvoorlichting Meer informatie over lachgas als drug en andere drugs.
• TandartsPlein lachgas

Algemene anesthetica

Ethers: Diethylether · Vinylether CFK's: Chloroform · Desfluraan · Enfluraan · Halothaan · Isofluraan · Methoxyfluraan · Sevofluraan · Trichloorethyleen Barbituraten: Hexobarbital · Methohexital · Narcobarbital · Natriumthiopental · Pentothal Opioiden: Alfentanil · Codeïne · Fentanyl · Heroïne · Methadon · Pethidine · Remifentanil · Sufentanil · Tramadol Overigen: Droperidol · Esketamine · Etomidate · Gammahydroxyboterzuur · Ketamine · Lachgas · Propanidid · Propofol