Реферат: Анализ азота и его соединений

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 N₂ H₄ и его производные, обладающие одновременно сильным гепатотоксическим дей­ствием. Гидроксиламин NH₂ OH 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 N₂ O 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 (N₂ O₄ ) 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

N₂ M=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 Li₃ N; 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

NH ₃ 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 )₂ CO₃ 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.

Порог обонятельного ощущения (в мг/л) 0,00050-0,00055: минимально дей­ствующая концентрация 0,00045; минимальная концентрация, вызывающая изме­нение биопотенциалов головного мозга, 0,00035. По данным Алпатова, 0,01 мг/л не вызывает изменений электрической активности мозга, дыхания и кожно-гальванического рефлекса. При концентрациях 0,04-0,08мг/л резкое раздражение глаз, верхних дыхательных путей, вплоть до рефлекторной задержки дыхания, головная боль. Вдыхание 0,003 мг/л в течение 8 ч вызывает тенденцию к уменьшению утилизации кислорода и замедление пульса. При кратковременном вдыхании (в мг/л) 0,07-0,1 раздражение в носу и в полости рта, при 0,49 - раздражение глаз, при 1,2 - кашель, диспноэ, воз­можен отек легких 0,25 мг/л можно выдержать, хотя и с трудом, в течение часа. По другим данным, работа возможна при 0,07-0,14 мг/л NH₃ , затруднительна при 0,14-0,21 мг/л, невозможна при 0,35-0,7 мг/л, причем последние концентрации могут оказаться опасными для жизни.

Хроническое отравление. Животные. Кролики, кошки и собаки привыкают к NH₃ и потому могут месяцами выдерживать ежедневное вдыхание (по 8 ч) 0,7-1,0 мг/л . Но при концентрациях 1 мг/л морские свинки и кролики погибали через 4-10 дней. На вскрытии - гнойное воспаление дыхательного горла и бронхов, воспаление легких, иногда геморрагическое, фибринозный или гнойный плеврит. Непрерывное в течение 30 дней вдыхание 0,47 мг/л сопровождалось раздражением слизистых оболочек глаз и -верхних дыхательных путей, а также кровоизлияниями в легких и жировой дистрофии печени у собак. Отравление морских свинок в течение 18 недель кон­центрациями 0,12 мг/л вызывало патологические изменения со стороны внут­ренних органов, особенно печени и селезенки. Круглосуточное отравление крыс в течение 84 дней или ежедневное (по 5-6 ч) в течение 7 месяцев 0,02 мг/л вызывает изменение функционального состояния нервной системы, угнетение активности холинэстеразы и окислительно-восстановительной функции крови, уменьшение содержания в крови и печени общего и свободного витамина В), повышение экскреции копропорфирина и аммиака с мочой. Концентрация 0,002 мг/л изменяла только окислительно-восстановительные функции крови, а 0,0002 мг/л оказалась недействующей.

Человек. Концентрации 0,0008-0,0036 и 0,0002-0,016 мг/л при транспорти­ровке жидкого NH₃ на морских судах вызывали у моряков жалобы на сниже­ние трудоспособности, головные боли, плохой сон и аппетит, повышенную разд­ражительность. Объективно зарегистрированы значительные сдвиги высшей нервной деятельности, тенденция к гипотонии, тахикардия, эозинопения, сниже­ние фагоцитарной активности лейкоцитов, активности пропердиновой системы крови и титра комплемента; сначала стимуляция (при стаже до года), позже угнетение (при стаже более года) гемопоэза. У рабочих химических заводов выявлены (при 0,0005-0,024 мг/л) аносмия или гипосмия, неврастения, понижение биоэлектрической активности голов­ного мозга, повышение активности глутаминопировиноградной трансаминазы и снижение уровня витамина С в крови, уменьшение выведения мочевины, увели­чение потребности в витамине В₁ . Повышена заболеваемость катарами верхних дыхательных путей, ангинами, тонзилитами. Отмечены сдвиги в жировом и белковом обмене и учащение забо­леваний катаром верхних дыхательных путей у подростков, проходящих прак­тику на заводе, даже при 3-часовом рабочем дне и концентрациях, не превы­шающих предельно допустимые. Совместное действие NH₃ и H₂ S вы­зывало у рабочих канализационной сети потерю обоняния, хронические катары носа, носоглотки и бронхов.

Действие на кожу. При концентрации 1% (объемн.)-7 мг/л - наблюдает­ся легкое раздражение влажной кожи, при 2% заметное раздражение, а 3% через несколько минут могут вызвать ожог с образованием пузырей. При попа­дании в струю газа, например при авариях с аммиачными холодильными ма­шинами, могут, наряду с проявлениями общего отравления, наблюдаться краснота кожи, отек, отдельные фиолетово-красные пятна с фестончатыми, хо­рошо очерченными краями, напряженные серозные пузыри на воспаленном фоне размером с гусиное яйцо, нарушение целостности поверхностных слоев кожи, резко очерченные, мокнущие, с желтоватой окраской дефекты кожи. У лаборантов, имеющих контакт с NH₃ , Цыркунов наблюдал дерматит с гиперемией, пузырьками, папулами и шелушением на боковых по-

верхностях пальцев рук. Morris сообщает о крапивнице у двух рабочих, развив­шейся через час после того, как они покидали помещение, где в воздухе был NH₃ . Нашатырный спирт действует на кожу слабее других щелочей, но все .же может вызвать сильную боль, покраснение и - при более длительном воздей­ствии - образование пузырей. Попадание его в глаза может привести к полной слепоте.

Неотложная терапия. При попадании брызг NH₄ OH в глаза немедленно обильное промывание широко раскрытого глаза водой или 0,5-1% раствором квасцов; вазелиновое или оливковое масло. При резких болях - 1-2 капли 1% раствора новокаина или 1 капля 0,5% раствора диканна с адреналином (1:1000). Надеть очки-консервы. В последующем применяют закапывание 0,1% раствора ZnSO4, 1% раствора Навоз или 30% раствора альбуцида. При пора­жении кожи - обмывание чистой водой, наполнение примочки из 5% раствора уксусной, лимонной, виннокаменной или, соляной кислот. При отравлении NH₃ через дыхательные пути - свежий воздух, вдыхание теплых водяных паров (лучше с добавлением уксуса или нескольких кристаллов лимонной кислоты), 10% раствора ментола в хлороформе. Пить теплое молоко с боржомом или содой. Кодеин (по 0,015 г) или дионин (по 0,01 г). При удушье-кислород (вдыхать до уменьшения одышки или цианоза); при спазме голосовой щели- тепло на область шеи, теплые водные ингаляции, атропин (подкожно. 1 млО,1% раствора), при необходимости - трахеотомия. При нарушениях или остановке дыхания - искусственное дыхание. По показаниям - камфара, кофеин, кордиа­мин, коразол, успокаивающие средства (настойка валерьяны, бромиды). Лече­ние развивающегося отека легких.

Распределение в организме. В дыхательных путях у собаки определялось. 75-80%. В крови здоровых людей содержится 0,05-0,90 мкг/мл плазмы крови.

Предельно допустимая концентрация 20 мг/м³ .

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Промышленный противогаз КД. Время защитного действия при концентрации NH₃ 2,3 мг/л 240 мин, для противогаза КД с фильтром 120 мин. При отсутствии в воздухе органических веществ возможно использование противогаза марки М с защитным временем 90 мин. Противогазы должны сменяться немедленно при ощущении самого сла­бого запаха. Защитные очки марки ПО-3 и др. Перчатки из щелочестойкой резины. Спецодежда из плотной ткани. Герметизация всей аппаратуры, комму­никаций, транспорта самого NH₃ , аммиачной воды и т. д. Местная н общая вентиляция рабочих помещений, где возможно образование н выделение в воз­дух NH₃ . Меры предосторожности при получении NH₃ путем синтеза из азота и во­дорода или с использованием природного газа см. у Косоурова, при использо­вании в качестве удобрения см. «Правила и нормы техники безопасности и пром. санитарии для проектирования, строительства, эксплуата­ции и производства углеаммонийных солей (водного аммиака и др.)

Рекомендуется периодическое обследование верхних дыхательных путей работающих с NH₃ , организация ингаляториев, включение в ежедневный рацион работающих с NH₃ 160 мг витамина С, 2,5 мг витамина B₁ и 1 г глутаминовой кислоты.

Определение в воздухе основано на образовании окрашенного в желто- бурый цвет иодида димеркураммония при взаимодействии NH₃ с реактивом Несслера. Чувствительность 1 мкг в анализируемом объеме. Определению ме­шают аммонийные соли, сероводород, альдегиды и некоторые амины жирного ряда. Другой метод основан на образовании окрашенного в синий цвет индофенола при взаимодействии NH₃ с гюпохлоритом и фенолом в присут­ствии нитропруссида натрия. Чувствительность 0,1 мкг в анализируемом объеме.

Нитрит натрия

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--