令人发笑的气体

一氧化二氮，无色有甜味气体，又称笑气，是一种氧化剂，化学式N₂O，在一定条件下能支持燃烧(同氧气，因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气)，但在室温下稳定，有轻微麻醉作用，并能致人发笑，能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸。其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。该气体早期被用于牙科手术的麻醉，是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH₄NO₃在微热条件下分解产生，产物除N₂O外还有一种，此反应的化学方程式为:NH₄NO₃→N₂O↑+2H₂O;等电子体理论认为N₂O与CO₂分子具有相似的结构(包括电子式)，则其空间构型是直线型，N₂O为极性分子。

笑气无痛分娩

1772年，英国化学家普利斯特利发现了一种气体。他制备一瓶气体后，把一块燃着的木炭投进去，木炭比在空气中烧得更旺。他当时把它当作“氧气”，因为氧气有助燃性。但是，这种气体稍带“令人愉快”的甜味，同无嗅无味的氧气不同;它还能溶于水，比氧气的溶解度也大得多。这种气体究竟是什么，成了一个待解的“谜”。

事隔26年后的1798年，普利斯特利实验室来了一位年轻的实验员，他的名字叫戴维。戴维有一种忠于职责的勇敢精神，凡是他制备的气体，都要亲自“嗅几下”，以了解它对人的生理作用。当戴维吸了几口这种气体后，奇怪的现象发生了:他不由自主地大声发笑，还在实验室里大跳其舞，过了好久才安静下来。因此，这种气体被称为“笑气”。

戴维发现“笑气”具有麻醉性，事后他写出了自己的感受:“我并非在可乐的梦幻中，我却为狂喜所支配;我胸怀内并未燃烧着可耻的火，两颊却泛出玫瑰一般的红。我的眼充满着闪耀的光辉，我的嘴喃喃不已地自语，我的四肢简直不知所措，好像有新生的权力附上我的身体。”

不久，以大胆著称的戴维在拔掉龋齿以后，疼痛难熬。他想到了令人兴奋的笑气，取来吸了几口。果然，他觉得痛苦减轻，神情顿时欢快起来。

笑气为什么具有这些特性呢?原来，它能够对大脑神经细胞起麻醉作用，但大量吸入可使人因缺氧而窒息致死。

1844年12月10日，美国哈得福特城举行了一个别开生面的笑气表演大会。每张门票收0.25美元。在舞台前一字排列着8个彪形大汉，他们是特地请来处理志愿吸入笑气者可能出现的意外事故。

有一个名叫库利的药店店员走上舞台，志愿充当笑气吸入的受试人。当库利吸入笑气后，欢快地大笑一番。由于笑气的数量控制得不好，他一时失去了自制能力，笑着、叫着，向人群冲去，连前面有椅子也未发现。库利被椅子绊倒，大腿鲜血直流。当他一时眩晕并苏醒后，毫无痛苦的神情。有人问他痛不痛，他摇摇头，站起身来就走了。

医用笑气

库利的一举一动，引起观众席上一位牙医韦尔斯的注意。他想，库利跌碰得不轻，为什么他不感到疼痛?是不是“笑气”有麻醉的功能?当时，还没有麻醉药，病人拔牙时和受刑差不多，很痛苦。于是，他决定拿自己来做实验。

一天，韦尔斯让助手准备拔牙手术器具，然后吸入“笑气”，坐到手术椅上，让助手拔掉他一颗牙齿。牙拔下了，韦尔斯一点也不觉得疼。于是，“笑气”作为麻醉剂很快进入医院，并被长期使用着。

它的生成

加热或撞击硝酸铵可以生成一氧化二氮和水。NH₄NO₃=N₂O+2H₂O工业上对硝酸铵热分解可制得纯度95％的一氧化二氮。

(一个笑气分子与六个水分子结合在一起。当水中溶解大量笑气时，再把水冷却，就会有笑气晶体出现。把晶体加热，笑气会逸出。人们利用笑气这种性质，制高纯笑气。)

在汽车加速系统的应用

氮气加速系统是由美国HOLLEY公司开发的产品。在目前世界直线加速赛中，为了在瞬间提高发动机功率，利用的液态氮氧化物系统正是NOS，其实，早在二次世界大战期间德国空军已开始使用NOS，战争结束后才逐渐被用于民用汽车的直线加速赛事中。

NOS的工作原理是把N₂O(一氧化二氮，俗称笑气)形成高压的液态后装入钢瓶中，然后在发动机内与空气一道充当助燃剂与燃料混合燃烧(N₂O可放出氧气和氮气，其中氧气就是关键的助燃气体，而氮气又可协助降温)，以此增加燃料燃烧的完整度，提升动力。

由于NOS提供了额外的助燃氧气，所以安装NOS后还要相应增加喷油量与之配合。正所谓“要想马儿跑得快，就要马儿多吃草”，燃料就是发动机的草，这样发动机的动力才得到进一步的提升。

NOS与涡轮增压和机械增压一样，都是为了增加混合气中的氧气含量，提升燃烧效率从而增加功率输出，不同的是NOS是直接利用氧化物，而增压则是通过外力增加空气密度来达到目的的。也许有人会问为什么不直接使用氧气而用N₂O呢?那是因为用氧气难以控制发动机的稳定性(高温和爆发力)。

储存N₂O的专用储气罐净重约6.7千克，充满N₂O后约11千克。按照每次使用1分钟来算(专家建议NOS系统每次使用时间不可超过1分钟，一瓶气可用3538次)。

根据一辆夏利2000的实际升级情况，其1.342升的8A发动机加装NOS后，其0～100千米/小时加速时间减少了23％，而功率提升了21千瓦。

一氧化二氮的环境效应

一氧化二氮(N₂O)是一种具有温室效应的气体，是《京都议定书》规定的6种温室气体之一。N₂O在大气中的存留时间长，并可输送到平流层，同时，N₂O也是导致臭氧层损耗的物质之一。

与二氧化碳相比，虽然N₂O在大气中的含量很低，但其单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍;对全球气候的增温效应在未来将越来越显著，N₂O浓度的增加，已引起科学家的极大关注。目前，对这一问题的研究，正在深入进行。