Анализ азота и его соединений

АЗОТ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

В обычных условиях N2- физиологически индифферентный газ. Почти все летучие соединения N2 ядовиты. Аммиак NH3 сильно раздражает верх-ние дыха¬тельные пути и глаза, а в больших концентрациях также возбуж-дает централь¬ною нервную систему. Сходно действуют на нервную систе-му гидразин N2H4 и его производные, обладающие одновременно сильным гепатотоксическим дей¬ствием. Гидроксиламин NH2OH вызывает преиму-щественно превращения гемо¬глобина в метгемоглобин и - вторично - рас-пад красных кровяных телец. Рас¬пад эритроцитов вызывает, по-видимому, также и азотистоводородная кислота HN3, в то же время она действует на окислительные процессы в организме, сильно раздражает верхние дыха-тельные пути и глаза и снижает кровяное дав¬ление. Раздражающее дейст-вие 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 мет-гемоглобин и действует на центральную нервную систему. Двуокись азота NO2 (N2O4) раздражает главным образом легкие, вызывает отек их. Сходно действуют азот¬ная кислота HNO3 и нитрозилхлорид NOСL. Нитриты, а также эфиры азотистой кислоты сильно расширяют сосуды и снижают кровяное давление и переводят гемоглобин крови в метгемоглобин. Нит-раты раздражают кожу. Эфиры азотной кислоты действуют наркотически, поражают сердечно-сосудистую систему, а также образуют метгемогло-бин.

АЗОТ

N2 M=28,01

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

Получается сжижением и фракционированной перегонкой воздуха. Физи-ческие 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 возрас-тает.

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

Животные. При давлении N2 5-7 кгс/см2 у белой мыши изменяется спо¬собность к суммации подпороговых импульсов (Карев), легкая атаксия на-блю¬дается при 12-18, полный наркоз при 25-34 кгс/см2 (Лазарев). Нарко-тическое 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: рас-стройство координации, общее возбуждение, автоматизм движений, сни-жение реактивности и, на¬конец, развитие наркоза (Чжан Чунь). В случаях успешной декомпрессии последействие N2 сказывается у животных в те-чение 1-2 дней в виде резких двигательных расстройств.

Человек. При давлении воздуха 4 км/см2 (т. е. при 䬬¬¬¬¬авлении N2 3,2 км/см2) отмечались смешливость и болтливость, замедление реакции на зрительные, слуховые, обонятельные раздражения, на прикосновение, ос-лабление умственной деятельности. При 10 кгс/см2 (давление N2 8 кгс/см2) резкое расстройство мышечных движений. Водолаз после 5 мин пребыва-ния на глу¬бине 100 м (давление N2 8 кгс/см2) жаловался на головокруже-ние, цветные круги перед глазами, возбуждение, как бы опьянение, помут-нение сознания, расстройство координации движений. На глубине свыше 100 м наркотическое действие N2 уже не дает водолазу возможности рабо-тать. При повышенном давлении (кессонные, водолазные работы) N2 воз-духа раство¬ряется в крови и тканях тела и, выделяясь из них в виде пу-зырьков при быстрой декомпрессии, вызывает «декомпрессионные» забо-левания, или «кессонную бо¬лезнь» (Якобсон).

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. При работе с жидким N2 защ¬¬¬¬итные перчатки, очки; вентиляция помещений, обеспечение безо-пасного транс¬порта. 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 аммо¬ния, жидких удобрений (аммиакатов), мочевины, соды, в органиче-ском 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 давле¬нии обычно 280-350 ат и 450-500° (в присутствии катализаторов). В меньших количествах получается при коксовании каменного угля пере-гонкой с известью «аммиачной воды» (первая фракция при сухой пере-гонке угля).

Физические и химические свойства. Бесцветный газ с удушливым рез-ким 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 органи¬ческих растворителях. Пределы взрывоопасных концентра-ций 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, заме¬щения 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 (на¬шатырный спирт) или сжижен-ного NH3 в стальных цилиндрах.

Острое отравление. Животные. Сильное раздражение верхних дыха-тельных путей, конъюнктивы и роговицы глаз; изо рта и носа выделения пенистой жид¬кости, иногда с примесью крови. Нарушение свертываемо-сти крови в результате прямого действия на протромбин, повышение со-держания остаточного N2 в крови за счет быстрого- накопления в ней NH3; лейкоцитоз, увеличение содержа¬ния общего белка и сахара. При еще больших концентрациях обнаруживается прижигающее действие на сли-зистые оболочки верхних дыхательных путей и рта, возможен отек лег-ких. Рефлекторно вызы¬ваемые остановки дыхания и кровообращения мо-гут привести к смерти. На вскрытии - признаки отека легких, кровоизлия-ния под плеврой. Окись углерода потенцирует действие NH3.

Пороговая концентрация, вызывающая при 2-часовой экспозиции у бе-лых 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 возбу¬димости 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 смер-ти. При концентрациях свыше 14 мг/л - быстрая смерть. Абсолютно смер-тельная 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 на¬кожных 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 умень¬шения легочной вентиляции, острой эмфиземы, увеличения печени, ацидоза, по¬вышения глутаминоксалатной и глутамнипируватной активности. По данным Bittersohl, уже через несколько минут после мас-сивного воздействия NH3 наступает мышечная слабость с повышенной рефлек¬торной возбудимостью, тетанические судороги; резко снижается порог слуха, вследствие чего сильный звук вызывает новый приступ судо-рог. Нарушается обмен глутаминовой и кетоглутаровой кислот в коре го-ловного мозга, значи¬тельно уменьшается способность тканей утилизиро-вать кислород; NH3 обладает также курареподобным действием. После действия очень высоких концентраций пострадавшие иногда сильно воз-буждены, находятся в состоянии буйного бреда, не способны стоять. На-блюдаются резкие расстройства дыхания и кровообра¬щения; 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 насту¬пает 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 верх¬них дыхатель-ных путей . На вскрытий людей, погибших на 2 день после острого отрав-ления, обнаружен, помимо отека легких, некроз слизистой оболочки мел-ких бронхов; у погибших на 4 и 14 день - множественные абсцессы легких и межуточный нефрит.

Последствиями перенесенного острого отравления могут быть помут-нение хрусталика, роговицы, даже ее прободение и потеря глаза; охрип-лость или полная потеря голоса, хронический бронхит, эмфизема легких, бронхоэктазы, субатрофический фаринголарингит; кровохарканье; воз-можна активизация туберкулез¬ного процесса. Dupuy et al. обнаружили у рабочего, перенесшего острое отрав¬ление, тяжелый геморрагический гаст-рит. После отравления с потерей сознания в дальнейшем отмечались изме-нения личности, снижение интеллектуального уровня с выпадением памя-ти, неврологические микросимптомы (тремор рук, на¬рушение равновесия, тики, понижение тактильной и болевой чувствительности); головокруже-ния, нистагм, гиперрефлексия. При небольших кон¬центрациях - более лег-кое