تاريخ اكتشاف غاز الضحك

غاز الضحك

يُعرف المركب الكيميائي "أكسيد النيتروجين" صاحب الصيغة N₂O باسم شائع آخر وهو "غاز الضحك" أو "النيتروز" وهو عبارة عن ذرتي نيتروجين مرتبطتين بذرة أكسجين وهو غاز لا لون له ولا رائحة وغير قابل للاشتعال^[١]، ودرجة انصهاره تقارب −90.86° بينما تصل درجة غليانه إلى −88.48° درجة سيليزية، ويرجع سبب تسميته بغاز الضحك إلى التأثيرات البهيجة لاستنشاقه التي تجعل الشخص يبدأ بالقهقهة والشعور بالسعادة، كما يتسبب بتشتيت حاسة السمع والرؤية لدى مُستنشقها لكنه لا يُسبب الإدمان، وأضراره ليست خطرة ويمكن تجنبها؛ فهي تدور حول احتمالية السقوط نتيجة تأثيراته، وفي هذا المقال سيتم تقصّي تاريخ اكتشاف غاز الضحك.^[٢]

تاريخ اكتشاف غاز الضحك

يعود تاريخ اكتشاف غاز الضحك لعام 1772م حين تمّ تصنيع الغاز لأول مرة من قِبل الفيلسوف الإنجليزي والكيميائي "جوزيف بريستلي" الذي أطلق عليه اسم "هواء النيتروز" وقد نشر "بريستلي" اكتشافه في كتاب التجارب والملاحظات الذي يحتوي على أنواع مختلفة من الغازات في عام 1775م حيث وصف كيفية إنتاج "هواء النيتروز" عن طريق تسخين برادة الحديد المبلّلة بحمض النتريك، ومع ذلك يشير تاريخ اكتشاف غاز الضحك إلى أنّ أول استخدام مهم لأكسيد النيتروز أصبح ممكنًا من قِبل "توماس بيدوز" و"جيمس وات"؛ حيث قاما بابتكار جهازٍ جديد لإنتاج أكسيد النيتروز وجهاز تنفس جديد لاستنشاق الغاز والمُكوّن من ثلاثة أجزاء: فرن لحرق المادة المطلوبة، ووعاء به ماء حيث يمر الغاز المنتج في أنبوب حلزوني من أجل غسل الشوائب، وأخيرًا أسطوانة غاز مرفقة بمقياس للغاز ويتم استخدامه في أكياس هوائية محمولة محكمة الصُّنع، ويتكون جهاز التنفس من واحدة من أكياس الهواء المحمولة المتصلة بأنبوب، فمع تصميم هذه المعدات الجديدة وإنتاجها بحلول عام 1794م تم تمهيد الطريق للتجارب السريرية وإمكانية استخدامه في العمليات الجراحية.^[٣]

على الرغم من اكتشاف "ديفي" أنّ استنشاق أكسيد النيتروز يمكن أن يُخلّص الشخص الواعي من الألم، فقد تم تأجيل استخدامه للتخدير حتى 44 سنة أخرى، وابتداء من عام 1799 لاقى استخدام أكسيد النيتروز كغاز ترفيهي في "حفلات الغاز الضاحك" والتي كانت تُقام للطبقة العليا البريطانية نجاحًا فوريًا، وفي حين أن تأثيرات هذا الغاز تجعل المستخدم عمومًا يبدو حالمًا وهادئًا إلا أنه يقود الناس أيضًا للضحك في حالة من النشوة^[٣]، وفي وقت لاحق وصف الكيميائي الإنجليزي "همفري ديفي" تأثير هذا الغاز الفسيولوجي على البشر وأطلق عليه اسم "أكسيد النيتروز" ثم اسم "غاز الضحك" بعد ملاحظة ردود فعل الناس على الاستنشاق خلال التجارب.^[٤]

من هو مكتشف غاز الضحك

يتّضح من تاريخ اكتشاف غاز الضحك أنّ مكتشفه هو العالم والفيلسوف والمفكر الإنجليزي "جوزيف بريستلي"، والذي كان معروفًا باختراعه لمياه الصودا، وكتاباته عن الكهرباء وتجاربه ودراسته للهواء الجوي الذي منها انتشرت أحد أهم كتاباته المُتمثّلة في ستة مجلدات من التجارب والملاحظات على أنواع مختلفة من الهواء، وفي المجلد الأول من هذه المجلدات تم ذكر "هواء النيتروز" والعديد من الغازات الأخرى وأشهرها اكتشاف "الهواء المنشط" والمعروف الآن بالأكسجين.^[٥]

نشأ "بريستلي" بصفته الابن البكر لخياط ملابس في "يوركشاير"، وبعد وقت قصير من وفاة والدته في عام 1739 تم إرساله للعيش مع خالته "سارة بريستلي كيلي" التي كانت أرملة بلا أطفال، وعاش "بريستلي" مع خالته حتى سن التاسعة عشرة، وخلال هذه الفترة سعت خالته إلى الحصول على أفضل تعليم له، وتوفي "بريستلي" في عام 1804 عن عمر يناهز 71 عامًا، وتم دفنه في "نورثمبرلاند" حيث تم تحويل منزله إلى متحف.^[٦]

تحضير غاز الضحك

يوجد أكسيد النيتروز في الطبيعة بكميات ضئيلة داخل الغلاف الجوي للأرض بسبب التفاعلات الكيميائية بين النيتروجين والأكسجين، كما تم إنتاج أكسيد النيتروز بشكل طبيعي على الأرض بواسطة البكتيريا في التربة وفي الماء خاصة المحيطات، إلّا أنّ تاريخ اكتشاف غاز الضحك يبيّن أنّ اكتشافه كان عبر إنتاج أكسيد النيتروز بشكل صناعي، ومن طرق تصنيعه تسخين نترات الأمونيوم الصلبة NH₄NO₃ في صناعة النايلون وحمض النيتريك، وفي حرق الوقود الأحفوري^[٤]، ولتحضير غاز الضحك في المنزل أو المختبر ينبغي اتباع التعليمات الآتية:^[٧]

• تسخين نترات الأمونيوم الصلبة في أنبوب اختبار لا يزيد عن 240 درجة مئوية، لإعطاء التفاعل الآتي:NH4NO3 = N2O + 2H2O
• تمرير بخار الماء وأكسيد النيتروز الغازي عبر ماء ساخن لتقليل انحلال الغاز في الماء إلى الحد الأدنى.
• تجميع بخار الماء وأكسيد النيتروز في حاوية مناسبة بنهاية الأنبوب المفتوح تحت مستوى الماء؛ وذلك لتنقيته.

يجب الحذر عند إجراء هذه التجربة إذ أنّ NH4NO3 لديه ميل للانفجار عند التسخين الزائد خاصةً عندما لا يكون نقيًا تمامًا، وليس من السهل صنع أكسيد النيتروز النقي؛ فعلى الرغم من إمكانية إنتاج أكسيد النيتروز عبر العمليات الكيميائية العادية إلّا أنها ستتلوث بأكسيد النيتريك -ذرّة نيتروجين واحدة مرتبطة بذرّة أكسجين واحدة- وثاني أكسيد النيتروجين -ذرتا نيتروجين مرتبطتان بذرّة أكسجين واحدة- وتُعد هذه المواد سامة ويمكن أن تسبب تلفًا في الرّئة^[٨]، كما يتضح عند دراسة تاريخ اكتشاف غاز الضحك أن أكسيد النيتروز أحد الغازات الدفيئة الرئيسة.^[٤]

استخدامات غاز الضحك

تبين بعد دراسة تاريخ اكتشاف غاز الضحك أنّ لدى هذا الغاز عدة خصائص منها قدرته على تقليل القلق والأرق والخوف وتبطيئ وقت رد فعل الجسم وهذا يؤدي إلى الشعور بالهدوء والبهجة وهذه الخصائص جعلته مناسبًا للعديد من الاستخدامات^[٩]، ومنها ما يأتي:

• يستخدم في الجراحة وطب الأسنان لتأثيراته المخدرة والمسكنة.^[٩]
• يستخدم كسائل تبريد.^[٩]
• يستخدم في تحضير النيتروجين.^[٩]
• يستخدم في الغازات المسيلة للدموع.^[٩]
• يساهم استخدامه في زيادة سرعة السيارة.^[٩]
• يستخدم لعلاج الاكتئاب الحاد في المرضى الذين لا تستجيب أعراضهم للعلاجات المعيارية.^[١٠]
• استخدم كغاز ترفيهي في الحفلات بسبب تأثيراته المخدرة والمهلوسة.^[٤]

المراجع

1. ↑ "What is the name of laughing gas?", www.quora.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
2. ↑ "Why is laughing gas known as laughing gas?", www.quora.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "Nitrous oxide", www.wikiwand.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت ث} "Nitrous Oxide (N2O)", www.encyclopedia.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
5. ↑ "Joseph Priestley", www.wikiwand.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
6. ↑ "Joseph Priestley", www.encyclopedia.com, Retrieved 16-11-2019. Edited.
7. ↑ "How do I make laughing gas (N₂O) at home?", www.quora.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
8. ↑ "What is laughing gas?", www.quora.com, Retrieved 26-11-2019. Edited.
9. ^ ^{أ ب ت ث ج ح} "What are the uses of laughing gas?", www.quora.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
10. ↑ "Exploring Nitrous Oxide as Treatment for Mood Disorders: Basic Concepts", www.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 28-02-2021. Edited.