Alles Leben ist Chemie: L wie Lachgas

Distickstoffoxid, auch bekannt als Lachgas oder N₂O, ist ein farbloses, süßlich riechendes Gas mit verschiedenen Anwendungen und Wirkungen. 
 

Fakten über Distickstoffmonoxid

• Distickstoffoxid hat die chemische Formel N₂O.
• Es ist ein nicht brennbares Gas, das dichter als Luft ist. Es wird in Druckgasflaschen gelagert und bei niedrigen Temperaturen und hohem Druck flüssig.
• Distickstoffoxid ist ein starkes Treibhausgas und trägt zur globalen Erwärmung bei. Es hat einen erheblichen Einfluss auf den Abbau der Ozonschicht.
• Distickstoffoxid ist ein Oxidationsmittel und unterstützt die Verbrennung. Es kann die Verbrennung von Brennstoffen intensivieren und so die Leistung in bestimmten Anwendungen erhöhen.
• Distickstoffmonoxid wird häufig als medizinisches und zahnmedizinisches Anästhetikum verwendet. Wenn es in geringen Konzentrationen eingeatmet wird, hat es analgetische (schmerzlindernde) und anxiolytische (angstlösende) Wirkung.

Abb. 1: Verwendung von Lachgas als Betäubungsmittel
 

Herstellung von Lachgas  

Erstmals wurde Lachgas im Jahr 1773 durch einwirken von Stickstoffmonooxid auf Eisenfeilspäne hergestellt. Humphry Davy (1778–1829) untersuchte die berauschende Wirkung des Gases im Eigenversuch und schlug 1799 die Verwendung als Narkotikum vor. Erst 1868 kam ein Gemisch aus Lachgas und Sauerstoff in der Medizin zur Anwendung.

Heute funktioniert die technische Herstellung durch die Zersetzung von Ammoniumnitrat unter Hitze. Dabei bilden sich Ammoniak und Salpetersäure, die weiter zu Lachgas und Wasser zerfallen:   
   
NH₄NO₃  >>  NH₃  +  HNO₃  >>  N₂O  +  2 H₂O    
   
Lachgas bildet sich auch bei starker Stickstoffdüngung. Es ist wesentlich am natürlichen Stickstoffkreislauf beteiligt. Lachgas gehört zu den Treibhausgasen und es spielt bei den ozonabbauenden Kreislaufprozessen in der Stratosphäre eine Rolle.

Anwendungen von Distickstoffoxid

Medizinische und zahnärztliche Verwendung

Distickstoffoxid wird häufig als Sedativum und Analgetikum bei medizinischen und zahnmedizinischen Eingriffen verwendet. Es wird zusammen mit Sauerstoff verabreicht, um einen Zustand der bewussten Sedierung und Schmerzlinderung herbeizuführen.


Abb. 2: Lachgassedierungsgerät

Lebensmittelindustrie

Lachgas wird als Treibmittel in Aerosol-Schlagsahne und anderen Lebensmitteln verwendet. Es verleiht dem Produkt eine cremige Textur und Stabilität.
 

Autoindustrie

Distickstoffoxid wird in Automotoren als leistungssteigernder Zusatzstoff verwendet. Es wird in den Ansaugkrümmer eingespritzt, um zusätzlichen Sauerstoff zu liefern, was zu einer erhöhten Leistungsabgabe führt.
 

Raketentreibstoff

Distickstoffoxid wurde als Oxidationsmittel in einigen Hybrid-Raketentriebwerken verwendet. In Kombination mit einem geeigneten Treibstoff, wie Gummi oder Paraffin, kann es Schub erzeugen.

Schweißen und Metallverarbeitung

Distickstoffoxid kann bei der Metallverarbeitung als Schutzgas beim Schweißen verwendet werden. Es hilft, Oxidation zu verhindern und sorgt für eine saubere Schweißnaht.


Abb. 3: Lachgas als Schutzgas beim Schweißen
 

Rennsportindustrie

Distickstoffoxid wird im Rennsport zur Steigerung der Motorleistung eingesetzt. Es wird in das Ansaugsystem des Motors eingespritzt, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen, was zu mehr Leistung führt.
 

Pharmazeutische Industrie

Distickstoffoxid wird bei der Herstellung verschiedener Pharmazeutika und Medikamente verwendet. Es kann ein Vorläufer oder Zwischenprodukt bei der Synthese bestimmter Verbindungen sein.


www.donauchem.at

Weiterführende Quellen:
www.seilnacht.com - Stand 20.06.2023
www.chemie.de - Stand 20.06.2023
www.pharmawiki.ch - Stand 21.06.2023