Khí cười (tiếng Anh laughing gas) là hợp chất hoá học có công thức N₂O, tên theo hóa học là dinitơ monoxide, danh pháp quốc tế là dinitrogen oxide, cấu trúc phân tử như sau:

Khí cười là một chất khí không màu, mùi dễ chịu, hơi ngọt, dễ hóa lỏng, điểm đông đặc là -102,4°C, điểm sôi là -89,5°C. Tỷ trọng ở trạng thái lỏng là 1,2257 (đo ở - 89,5°C), trọng lượng 1,9804 g/l ở 0°C và 760 torr. Nhiệt độ tới hạn là 36,5°C, áp suất tới hạn là 71,6 atm, tỷ trọng tới hạn là D = 0,46. Trong không khí N₂O chiếm một lượng là 0,8 g/tấn. Khí cười tan vừa phải trong nước, phản ứng với một số nguyên tố tương tự như oxy. Với hydro, khí cười tạo thành hỗn hợp nổ. Phosphor, carbon và một số kim loại có thể cháy trong môi trường N₂O. Hỗn hợp của N₂O với ammoniac nổ rất mạnh. Hít phải khí cười dù một lượng rất nhỏ cũng làm cho người ta cảm thấy ngây ngất và cười nhiều. Do đó có tên là khí cười. Nếu hít phải lượng lớn khí cười sẽ bị gây mê.

Tổng hợp

Khí cười được tổng hợp bằng cách đốt nóng ammonium nitrat:

$\mathrm {NH} _{4}\mathrm {NO} _{3}\xrightarrow {\Delta } \mathrm {N} _{2}\mathrm {O} +2\mathrm {H} _{2}\mathrm {O}$

Tuy nhiên khi đốt ở nhiệt độ quá cao sẽ gây nổ do ammonium nitrat phân hủy mạnh. Sản phẩm phụ của phản ứng này gồm 1-2% khí nitơ và khí NO, hai khí này được loại bỏ bằng cách rửa với dung dịch sắt hóa trị 2. Lưu ý là NH₄NO₃ ở đây phải không có lượng vết chlor, vì chlor sẽ xúc tác cho sự phân hủy NH₄NO₃ thành N₂. Tuy nhiên, nếu đun nóng dung dịch NH₄NO₃ trong acid HNO₃ hoặc H₂SO₄ có mặt lượng nhỏ ion Cl- thì ta sẽ nhận được khí N₂O hầu như tinh khiết.

Sử dụng

Khí cười là một loại khí tương đối trơ. Ở nhiệt độ phòng nó không phản ứng với halogen, kim loại kiềm và ozon. Ở nhiệt độ cao nó phân hủy thành nitơ và oxy. Trên thị trường, khí cười được bán dưới dạng hóa lỏng trong các bình thép. Năm 1801, Sir Humphry Davy đã quan sát thấy nếu hít khí cười lâu sẽ gây bất tỉnh và đã đề nghị sử dụng khí cười trong phẫu thuật. Người ta đã sử dụng N₂O để gây mê, nhưng phải sử dụng cùng với oxy, vì nếu sử dụng riêng N₂O sẽ không đạt yêu cầu. Trước đây khí cười được sử dụng nhiều trong nha khoa do nó có khả năng gây tê tại chỗ.

Tuy nhiên ở một số nơi vui chơi khí cười được cho vào các quả bóng cao su cho người chơi hít. Bóng này gọi là “bóng cười”. Hít nhiều khí cười người ta sẽ bị kích động, dễ dẫn đến có những hành động mất kiểm soát, nguy hiểm. Bộ Y tế Việt Nam đã khuyến cáo cấm sử dụng “bóng cười” trong các quán bar, nhà hàng, nơi vui chơi giải trí. Ở Việt Nam, khí N₂O thuộc Danh mục hóa chất hạn chế sản xuất, kinh doanh trong lĩnh vực công nghiệp, do Bộ Công thương cấp phép sản xuất, kinh doanh theo quy định tại Khoản 4 Điều 15 Nghị định số 113/2017/NĐ-CP. Ngoài ra, theo Nghị đinh này khí N₂O còn thuộc Danh mục hóa chất phải khai báo khi nhập khẩu.

Tài liệu tham khảo

1. Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1966, 1345.
2. Encyclopedia Americana, international edition, 2001, Vol.20, p.381.