Анализ азота и его соединений

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 верхние

дыхательные пути и глаза, а в больших концентрациях также возбуждает

центральною нервную систему. Сходно действуют на нервную систему гидразин

N2H4 и его производные, обладающие одновременно сильным гепатотоксическим

действием. Гидроксиламин NH2OH 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 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 метгемоглобин и действует

на центральную нервную систему. Двуокись азота NO2 (N2O4) 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 Li3N; 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

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 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)2CO3 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 H2S 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 NH4OH 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

NaNO2 М = 69,00

Применяется в производстве органических красителей; в пищевой

промышленности; для пассивирования стальных изделий; в резиновой и

текстильной промышленности, в гальванотехнике.

Получается абсорбцией раствором соды нитрозных газов производства азотной

кислоты и очисткой, упариванием и кристаллизацией полученной емки нитрита и

нитрата натрия.

Физические и химические свойства. Бесцветные или желтоватые кристаллы. Т.

плавл. 271°; плоти. 2,17: выше 320° разл., не доходя до кипения; раств. в

воде 81,8 г/ЮО г (20°). 163 г/ЮО г *О').

Токсическое действие. Вызывает расширение сосудов вследствие пареза

сосуда - двигательного центра (при больших дозах - и вследствие

непосредственного действия на кровеносные сосуды), а также образование в

крови метгемоглобина.

Животные. При вдыхании белыми крысами аэрозоля в течение 4 ч ЛК100=0,0079

мг/л, ЛК50=0,0055 мг/л, пороговая (по действию на активность каталазы крови

и фосфатазы нейтрофилов)-0,0012 мг/л. Молодые животные более чувствительны.

Повторное воздействие аэрозоля (0.000Змг/л, 4 ч ежедневно, 30 дней) снижает

активность каталазы и повышает активность щелочной фосфатазы в нейтрофилах

крыс, начиная со 2 недели опытов; отмечена также адинамия и цианоз кожных

покровов; молодые животные отставали в росте. Хроническое отравление

(0,000125 мг/л, 4 ч ежедневно, 5 месяцев) изменяет порог нервно-мышечной

возбудимости крыс, повышает активность щелочной фосфатазы; 0,000025 мг/л не

изменяет этих показателей. Воздействие небольших доз может привести к

образованию канцерогенных нитрозаминов.

Человек. Прием 3 г вызывал головокружение, рвоты, бессознательное

состояние. В крови при этом - тельца Гейнца. Описаны случаи тяжелой

метгемоглобинсмии у детей при использовании колодезной воды с высоким

содержанием нитритов, но возможно и бессимптомное течение нитритной

метгемоглобинемни. Рабочие, имеющие контакт со смазочно-охлаждающими

жидкостями, содержащими 3% NaNO2, жалуются на слабость, быструю

утомляемость, головные боли, плохой аппетит и сон, тянущие боли в

конечностях и суставах. По данным Мадорского и Воронина, сходная картина

наблюдается при работе с жидкостью, состоящей из смеси 0,3% NaNО2 и 1%

раствора триэтанол- амина (в зоне дыхания рабочих 0,0009-0,0015 мг/л

NaNO2). Головная боль, появляющаяся обычно через 3-5 месяцев после начала

работы, локализуется преимущественно в височной области; рабочие жалуются

также на боли в области сердца и онемение пальцев рук. При обследовании-

сосудистая дистония, главным образом периферических и церебральных сосудов,

заметное отижотие височно-плечевого коэффициента, ангиоспазмы (симптом

«белого пальца»), снижение умственной работоспособности, ослабление нервных

процессов, признаки атрофии слизистой оболочки носоглотки, небольшое

снижение содержания гемоглобина, эритроцитов и тромбоцитов, смещение

кислотно-щелочного равновесия в сторону щелочности. У подростков,

работающих при 0,000023-0,000049 мг/л, - преходящее повышение кровяного

давления, незначительное возбуждение центральной нервной системы,

замедление восстановления пульса и кровяного давления после дозированной

физической нагрузки.

Действие на кожу. Многократные аппликации 0,5-10% водных растворов на

кожу морских свинок и белых мышей (60 дней) раздражения и сенсибилизации не

вызывают. Однако после повторного смачивания кожи на лапках морских свинок

(3% раствор, 8 ч ежедневно) часть животных погибаем. На вскрытии -

кровоизлияния в миокарде, селезенке, печени, легких и мозге, что характерно

для отравления метгемоглобино - образователями.

Страницы: 1, 2, 3, 4