Molekül der Woche

In Zusammenarbeit mit dem Jungchemikerforum der GDCh bieten wir Euch jede Woche ein neues Molekül an. Alle bisher erschienenen Moleküle können hier betrachtet werden.

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Lachgas

Lachgas ist der Trivialname für Distickstoffoxid, das zur Unterscheidung von anderen Stickoxiden auch Distickstoffmonoxid genannt wird. Die chemische Summenformel für das farblose Gas ist N2O. In älterer Literatur wird Distickstoffoxid auch als Stickoxydul beziehungsweise Stickoxidul bezeichnet.

Geschichte

Die besonderen medizinischen Eigenschaften entdeckte der Chemiker Humphry Davy 1799 durch Selbstversuche. Der erste Zahnarzt, der Lachgas als Narkosemittel verwendete, war Horace Wells in Hartford, Connecticut. Er setzte das Gas ab dem Jahr 1844 für Zahnextraktionen ein, nachdem er die analgesierende Wirkung zufällig bei einer der Vergnügungsanwendungen beobachtet hatte, die damals auf Jahrmärkten üblich waren.

Eigenschaften

Lachgas ist nicht brennbar, kann aber andere Stoffe oxidieren. Daher wirkt es brandfördernd. Es ist recht gut in Wasser löslich. Die Herstellung erfolgt durch thermische Zersetzung von Ammoniumnitrat NH4NO3 oder durch Reaktion von Ammoniak mit Salpetersäure.
N2O ist ein Treibhausgas: Lachgas hilft, aufgrund seines Absorptionsspektrums, ein sonst zum Weltall hin offenes Strahlungsfenster zu schliessen. Mit einer mittleren atmosphärischen Verweilzeit von 100 Jahren und einem relativ hohen molekularen Treibhauspotential ist es ein Mitglied in der Gruppe der klimarelevanten Gase. Sein Beitrag beläuft sich heute auf etwa 5 % des anthropogenen (=vom Menschen verursachten) Treibhauseffekts.

N2O trägt auch zum Ozonabbau bei: Die UV-induzierte Spaltung von Ozon in ein freies Sauerstoffatom und ein Molekül O2 führt in der unteren Stratosphäre zu einer Reihe von chemischen Prozessen, in denen Methan, Wasserdampf, molelkularer Wasserstoff und Stickoxide oxidiert werden. Dabei gehen die Stickoxide vom N2O zunächst in NO, dann NO2 über. Wasser geht über die Radikale OH, OH2 (Hydroxyl). Für die Wasserstoffverbindungen endet hier die Oxidationskette, während sie für die Stickstoffverbindungen noch weitergehen kann zum NO3 und N2O5.

Lachgas ist als Lebensmittelzusatzstoff unter der Bezeichnung E 942 als Treibgas, beispielsweise für Schlagsahne, zugelassen.

Medizinisches

Beim Einatmen wirkt Lachgas stark schmerzstillend und schwach narkotisch. Analgetische Effekte treten ab einer Konzentration von etwa 20 Prozent Distickstoffoxid in der Atemluft auf. Der Name Lachgas rührt von der starken Euphorie her, die beim Einatmen entstehen kann, sodass der Konsument oft lacht. Durch andauernden Konsum lässt dieser Effekt nach. Es können Halluzinationen auftreten. Der Geruch ist süßlich.

In der Medizin wird Lachgas als analgetisch (gegen den Schmerz) wirkendes Gas zu Narkosezwecken benutzt. Es ist das älteste und eines der nebenwirkungsärmsten Narkosemittel überhaupt. Um eine wirkungsvolle Konzentration von 70% zu erreichen, muss es zusammen mit reinem Sauerstoff gegeben werden. In der modernen Anästhesie wird die Wirkung des Lachgases durch Zugabe von anderen Narkosemitteln optimiert.
In der Drogenszene findet Lachgas wegen seiner halluzinogenen Wirkung und der leichten Verfügbarkeit mißbräuchliche Verwendung. Das Gas wird in der Regel in Luftballons abgefüllt und aus diesen konsumiert. Der Rausch dauert bis zu fünf Minuten an, dessen Wirkung mit starker Euphorie, Kribbeln in den Gliedmaßen und traumartigen Halluzinationen beschrieben wird. Durch Sauerstoffmangel drohen akute Nebenwirkungen wie Bewußtlosigkeit und Atemstillstand. Bei dauerhaftem Konsum wurden Nervenschäden infolge Vitamin B12-Mangels nachgewiesen.

Technisches

In der Nahrungsmitteltechnik wird Lachgas aufgrund seiner sterilisierenden Wirkung als Treibgas benutzt, vorzugsweise für Milchprodukte. z.B. Sahnekapseln für Schlagobers.
In der Antriebstechnik wird Lachgas zur Ankurbelung des Verbrennungsprozesses in Benzinmotoren, der sogenannten "Lachgas-Einspritzung" verwendet. Infolge dieser "Tuning"-Maßnahme kann die Leistung des Motors kurzfristig gesteigert werden. Es kann auch als Raketentreibstoff verwendet werden.

Gefahren

Bei der Verwendung von großen Gasflaschen in engen, geschlossenen Räumen besteht Erstickungsgefahr. Lachgas ist brandfördernd. Daher dürfen bei Verwendung von Lachgas keine offenen Flammen vorhanden sein. Lachgas kann Asthma-Anfälle auslösen. Besondere Gefahren beim Missbrauch als Droge: Falls Lachgas direkt aus Kapseln oder Gasflaschen eingeatmet wird, können die Lippen festfrieren, da aufgrund der Entspannung des unter Druck stehenden Gases eine Abkühlung stattfindet. Zudem können Lachgaskapseln mit Kohlenstoffdioxid-Kapseln (CO2) verwechselt werden. Bei einer solchen Verwechslung besteht akute Erstickungsgefahr.

Rettungsmaßnahmen

Wichtigste Maßnahme ist Frischluft. Da das Gas schnell wieder aus dem Körper gelangt, finden Rettungsdienste meist keine akuten Vergiftungerscheinungen vor. Die Patienten sind mit Sauerstoff zu beatmen.



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