Азид натрия - Sodium azide

Азид натрия
Азид натрия.svg
NaN3SmallSection.tif
Имена
Другие имена
Тринитрид натрия
Smite
Azium
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.043.487 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 1687
  • InChI = 1S / N3.Na / c1-3-2; / q-1; +1 проверитьY
    Ключ: PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / N3.Na / c1-3-2; / q-1; +1
    Ключ: PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYAH
  • [N -] = [N +] = [N -]. [Na +]
Характеристики
NaN 3
Молярная масса 65,0099 г / моль
Появление от бесцветного до белого твердого вещества
Запах без запаха
Плотность 1,846 г / см 3 (20 ° C)
Температура плавления 275 ° C (527 ° F, 548 K) бурное разложение
38,9 г / 100 мл (0 ° C)
40,8 г / 100 мл (20 ° C)
55,3 г / 100 мл (100 ° C)
Растворимость очень растворим в аммиаке,
мало растворим в бензоле, не
растворим в эфире , ацетоне , гексане , хлороформе
Растворимость в метаноле 2,48 г / 100 мл (25 ° С)
Растворимость в этаноле 0,22 г / 100 мл (0 ° С)
Кислотность (p K a ) 4.8
Состав
Шестиугольный , hR12
Р-3м, №166
Термохимия
76,6 Дж / (моль · К)
70,5 Дж / (моль · К)
21,3 кДж / моль
99,4 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности ICSC 0950
Пиктограммы GHS GHS01: Взрывоопасный GHS06: Токсично GHS08: Опасность для здоровья GHS09: Опасность для окружающей среды
Сигнальное слово GHS Опасность
H300 , H310 , H400 , H410
Р260 , Р280 , Р301 + 310 , Р501
NFPA 704 (огненный алмаз)
4
1
3
точка возгорания 300 ° С (572 ° F, 573 К)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
27 мг / кг (перорально, крысы / мыши)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто
REL (рекомендуется)
C 0,1 ppm (как HN 3 ) [кожа] C 0,3 мг / м 3 (как NaN 3 ) [кожа]
IDLH (Непосредственная опасность)
ND
Родственные соединения
Другие анионы
Цианистый натрий
Другие катионы
Азид калия Азид
аммония
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Азид натрия - это неорганическое соединение с формулой NaN 3 . Эта бесцветная соль является газообразующим компонентом старых автомобильных подушек безопасности . Он используется для получения других азидных соединений. Это ионное вещество, хорошо растворимое в воде и очень ядовито.

Состав

Азид натрия представляет собой твердое ионное вещество . Известны две кристаллические формы : ромбоэдрическая и гексагональная. Оба используют слоистую структуру. Азид-анион очень похож в каждой форме, будучи центросимметричным с расстояниями N – N 1,18 Å. Ион Na + имеет октаэдрическую геометрию. Каждый азид связан с шестью центрами Na + , с тремя связями Na-N с каждым концевым центром азота.

Подготовка

Распространенным методом синтеза является « процесс Wislicenus », который проходит в два этапа в жидком аммиаке . На первом этапе аммиак превращается в амид натрия металлическим натрием :

2 Na + 2 NH 3 → 2 NaNH 2 + H 2

Это окислительно - восстановительная реакция , в которой металлический натрий дает электрон к протону из аммиака , который восстанавливает в водородной газе. Натрий легко растворяется в жидком аммиаке с образованием гидратированных электронов, ответственных за синий цвет полученной жидкости. В результате этой реакции образуются ионы Na + и NH 2 - .

Затем амид натрия объединяют с закисью азота :

2 NaNH 2 + N 2 O → NaN 3 + NaOH + NH 3

Эти реакции лежат в основе промышленного маршрута, который в 2004 году производил около 250 тонн в год, причем объем производства увеличивался благодаря популяризации подушек безопасности .

Лабораторные методы

Куртиус и Тиле разработали другой производственный процесс, в котором сложный эфир нитрита превращается в азид натрия с использованием гидразина. Этот метод подходит для лабораторного приготовления азида натрия:

2 NaNO 2 + 2 C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 → 2 C 2 H 5 ONO + Na 2 SO 4 + 2 H
2
О
C 2 H 5 ONO + N 2 H 4  •  H 2 O + NaOH → NaN 3 + C 2 H 5 OH + 3 H
2
О

Альтернативно, соль может быть получена с помощью реакции нитрата натрия с амидом натрия .

Химические реакции

Обработка азида натрия сильными кислотами дает азидазойную кислоту , которая также чрезвычайно токсична:

ЧАС+
+ N-
3
HN
3

Водные растворы содержат незначительные количества азида водорода , образование которого описывается следующим равновесием:

N-
3
+ H
2
O
HN
3
+ ОН-
(К = 10−4,6
)

Азид натрия можно разрушить обработкой раствором азотистой кислоты :

2 NaN 3 + 2 HNO 2 → 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH

Приложения

Автомобильные подушки безопасности и аварийные парашюты для самолетов

Более старые составы подушек безопасности содержали смеси окислителей и азида натрия и других агентов, включая воспламенители и ускорители. Электронный контроллер взрывает эту смесь во время автомобильной аварии:

2 NaN 3 → 2 Na + 3 N 2

Такая же реакция происходит при нагревании соли примерно до 300 ° C. Образующийся натрий представляет потенциальную опасность сам по себе, а в автомобильных подушках безопасности он превращается в реакцию с другими ингредиентами, такими как нитрат калия и диоксид кремния . В последнем случае образуются безвредные силикаты натрия. Азид натрия также используется в эвакуационных желобах самолетов. Подушки безопасности нового поколения содержат нитрогуанидин или аналогичные менее чувствительные взрывчатые вещества, такие как нитрат гуанидина .

Органический и неорганический синтез

Из-за своей взрывоопасности азид натрия имеет ограниченное значение в промышленной органической химии. В лаборатории он используется в органическом синтезе для введения азидной функциональной группы путем замещения галогенидов . После этого азидную функциональную группу можно превратить в амин восстановлением либо SnCl 2 в этаноле, либо литийалюмогидридом, либо третичным фосфином , таким как трифенилфосфин, в реакции Штаудингера , никелем Ренея или сероводородом в пиридине .

Азид натрия является универсальным предшественником других неорганических азидных соединений, например азида свинца и азида серебра , которые используются во взрывчатых веществах.

Биохимия и биомедицинское использование

Азид натрия является полезным реагентом для зонда и консервантом .

В больницах и лабораториях это биоцид ; это особенно важно для нерасфасованных реагентов и исходных растворов, которые в противном случае могут поддерживать рост бактерий, где азид натрия действует как бактериостатическое средство , ингибируя цитохромоксидазу у грамотрицательных бактерий; однако некоторые грамположительные бактерии ( стрептококки , пневмококки , лактобациллы ) обладают внутренней устойчивостью.

Использование в сельском хозяйстве

Он используется в сельском хозяйстве для борьбы с болезнетворными микроорганизмами, переносимыми через почву, такими как Meloidogyne incognita или Helicotylenchus dihystera .

Он также используется в качестве мутагена при селекции таких растений, как рис, ячмень или овес.

Соображения безопасности

Азид натрия является причиной смерти на протяжении десятилетий. Это сильный яд. Он обладает наивысшей оценкой NFPA 704 - 4 по шкале здоровья. Это может быть смертельным при контакте с кожей или при проглатывании. Даже незначительное количество может вызвать симптомы. Токсичность этого соединения сопоставима с токсичностью растворимых цианидов щелочных металлов . О токсичности отработанных подушек безопасности не сообщалось.

Он вызывает экстрапирамидные симптомы с некрозом коры головного мозга , мозжечка и базальных ганглиев . Токсичность также может включать гипотензию , слепоту и некроз печени . Азид натрия увеличивает уровни циклического GMP в головном мозге и печени за счет активации гуанилатциклазы .

Растворы азида натрия реагируют с ионами металлов с образованием азидов металлов, которые могут быть чувствительными к удару и взрывоопасными. Это следует учитывать при выборе неметаллического транспортного контейнера для растворов азида натрия в лаборатории. Это также может создать потенциально опасные ситуации, если растворы азидов следует сбрасывать прямо в канализацию в канализационную систему. Металл в водопроводной системе может реагировать, образуя высокочувствительные кристаллы азида металла, которые могут накапливаться годами. Необходимы соответствующие меры предосторожности для безопасной и экологически ответственной утилизации остатков раствора азида.

использованная литература

внешние ссылки