Protoxyde d'azote

Le protoxyde d'azote, ou monoxyde de diazote, oxyde nitreux, hémioxyde d'azote ou gaz hilarant, est un composé chimique de formule N₂O.

Protoxyde d'azote

Structure du protoxyde d'azote.

Identification

Nom UICPA

protoxyde d'azote

Synonymes

oxyde nitreux
oxyde de diazote
gaz hilarant
« proto »

N^o CAS

10024-97-2

N^o ECHA

100.030.017

N^o CE

233-032-0

N^o RTECS

QX1350000

Code ATC

N01AX13

PubChem

948

ChEBI

17045

N^o E

E942

FEMA

2779

SMILES

InChI

Apparence

gaz comprimé liquéfié incolore, d'odeur caractéristique.

Propriétés chimiques

Formule

N₂O [Isomères]

Masse molaire

44,012 8 ± 0,000 7 g/mol
N 63,65 %, O 36,35 %,

Moment dipolaire

0,160 83 D

Propriétés physiques

T° fusion

−90,8 °C

T° ébullition

−88,5 °C
Décomposition à 300 °C

Solubilité

1,5 g l⁻¹ (eau, 15 °C).
Soluble aussi dans l'acide sulfurique, l'éthanol, l'éther, les huiles.

Masse volumique

1,23 g cm⁻³ (liquide, −89 °C)
0,001 80 g cm⁻³ (gaz, 25 °C)

équation : $\rho =2.781/0.27244^{(1+(1-T/309.57)^{0.2882})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 182,30 à 309,57 K.
Valeurs calculées :
0,7425 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
182,30	−90,85	27,928	1,2292
190,78	−82,37	27,37975	1,20506
195,03	−78,12	27,09953	1,19273
199,27	−73,88	26,8148	1,1802
203,51	−69,64	26,52529	1,16746
207,75	−65,4	26,23068	1,15449
212	−61,15	25,93061	1,14128
216,24	−56,91	25,62471	1,12782
220,48	−52,67	25,31252	1,11408
224,72	−48,43	24,99358	1,10004
228,97	−44,18	24,66731	1,08568
233,21	−39,94	24,33308	1,07097
237,45	−35,7	23,99016	1,05588
241,69	−31,46	23,63772	1,04037
245,94	−27,22	23,27477	1,02439

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
250,18	−22,97	22,90014	1,0079
254,42	−18,73	22,51246	0,99084
258,66	−14,49	22,11006	0,97313
262,9	−10,25	21,69088	0,95468
267,15	−6	21,2524	0,93538
271,39	−1,76	20,79135	0,91509
275,63	2,48	20,30352	0,89362
279,87	6,72	19,78321	0,87072
284,12	10,97	19,22249	0,84604
288,36	15,21	18,60968	0,81907
292,6	19,45	17,92645	0,789
296,84	23,69	17,14097	0,75443
301,09	27,94	16,1886	0,71251
305,33	32,18	14,89167	0,65543
309,57	36,42	10,208	0,44928

Pression de vapeur saturante

51,7 bar à 21 °C

équation : $P_{vs}=exp(96.512+{\frac {-4045}{T}}+(-12.277)\times ln(T)+(2.8860E-5)\times T^{2})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 182,3 à 309,57 K.
Valeurs calculées :
5 729 121,83 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
182,3	−90,85	86 908
190,78	−82,37	146 128,78
195,03	−78,12	185 474,39
199,27	−73,88	232 422,66
203,51	−69,64	287 836,77
207,75	−65,4	352 596,03
212	−61,15	427 591,22
216,24	−56,91	513 721,14
220,48	−52,67	611 890,41
224,72	−48,43	723 008,64
228,97	−44,18	847 990,83
233,21	−39,94	987 759,13
237,45	−35,7	1 143 245,79
241,69	−31,46	1 315 397,29
245,94	−27,22	1 505 179,51

T (K)	T (°C)	P (Pa)
250,18	−22,97	1 713 583,96
254,42	−18,73	1 941 634,84
258,66	−14,49	2 190 397,02
262,9	−10,25	2 460 984,75
267,15	−6	2 754 571,13
271,39	−1,76	3 072 398,35
275,63	2,48	3 415 788,54
279,87	6,72	3 786 155,43
284,12	10,97	4 185 016,7
288,36	15,21	4 614 007,15
292,6	19,45	5 074 892,68
296,84	23,69	5 569 585,31
301,09	27,94	6 100 159,1
305,33	32,18	6 668 867,31
309,57	36,42	7 278 200

Point critique

72,7 bar, 36,55 °C

Vitesse du son

263 m s⁻¹ (0 °C, 1 atm)

Thermochimie

S⁰_{gaz, 1 bar}

219,96 J mol⁻¹ K⁻¹

Δ_fH⁰_gaz

82,05 kJ mol⁻¹

Δ_vapH°

16,53 kJ mol⁻¹ (1 atm, −88,48 °C)

C_p

équation : $C_{P}=(6.7556E4)+(54.373)\times T$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 182,3 à 200 K.
Valeurs calculées :

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
182,3	−90,85	77 470	1 760
183	−90,15	77 506	1 761
184	−89,15	77 561	1 762
184	−89,15	77 561	1 762
185	−88,15	77 615	1 763
185	−88,15	77 615	1 763
186	−87,15	77 669	1 765
187	−86,15	77 724	1 766
187	−86,15	77 724	1 766
188	−85,15	77 778	1 767
188	−85,15	77 778	1 767
189	−84,15	77 832	1 768
189	−84,15	77 832	1 768
190	−83,15	77 887	1 770
191	−82,15	77 941	1 771

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
191	−82,15	77 941	1 771
192	−81,15	77 996	1 772
192	−81,15	77 996	1 772
193	−80,15	78 050	1 773
194	−79,15	78 104	1 775
194	−79,15	78 104	1 775
195	−78,15	78 159	1 776
195	−78,15	78 159	1 776
196	−77,15	78 213	1 777
197	−76,15	78 267	1 778
197	−76,15	78 267	1 778
198	−75,15	78 322	1 780
198	−75,15	78 322	1 780
199	−74,15	78 376	1 781
200	−73,15	78 430	1 782

PCS

82,1 kJ mol⁻¹ (25 °C, gaz)

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

12,886 eV (gaz)

Précautions

SGH

Danger

H270, H280, H335, P370, P376 et P403

SIMDUT

A, C, D2A,

NFPA 704

0

2

0

Transport

25
1070

225
2201

Inhalation

Asphyxiant si inhalé pur

Peau

Toxique si cryogénique
ou compressé

Yeux

Toxique si cryogénique
ou compressé

Données pharmacocinétiques

CAM

105 %vol^{[réf. souhaitée]}

Métabolisme

Nul

Considérations thérapeutiques

Classe thérapeutique

Anesthésique général, analgésique

Voie d’administration

Inhalatoire

Caractère psychotrope

Catégorie

Hallucinogène dissociatif

Mode de consommation

Inhalatoire

Autres dénominations

Gaz hilarant
Oxyde nitreux
Monoxyde de diazote
Proto

Risque de dépendance

Élevé^{[réf. nécessaire]}

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Ce gaz incolore a une odeur et un goût légèrement sucrés. Il est utilisé en anesthésie, en chirurgie, en odontologie, en pédiatrie comme adjuvant (en mélange équimolaire avec de l'oxygène) pour ses propriétés anesthésiques et antalgiques. Il est dit « gaz hilarant » car euphorisant à l'inhalation, d'où son usage comme drogue récréative hallucinogène^,. Comme comburant, il accroît la puissance des moteurs en compétition automobile. Avec l'acétylène H-C≡C-H, il est utilisé dans certains appareils d'analyse (spectrométrie d'absorption atomique).

Ses émissions sont d'origine naturelle et humaine (plus de 20 % d'augmentation dans l'air depuis l'époque pré-industrielle). Présent à l'état de traces dans l'air sec (330 parties par milliard), c'est un puissant gaz à effet de serre (298 fois plus puissant que le CO₂) et il est devenu le 1^er contributeur à la destruction de la couche d'ozone. Des analyses américaines publiées en 2021 (commandées par le président Joe Biden^{[réf. nécessaire]}) concluent que son coût social a été sous-estimé, car ne tenant pas compte de l'appauvrissement de la couche d'ozone stratosphérique, effet qui à lui seul pourrait augmenter de 20 % sa valeur de nuisibilité sociale. Selon la même étude, ses liens avec d'autres effets de la pollution azotée pourraient rendre son « atténuation encore plus impérieuse » dans l'atmosphère.

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