Прејди на содржината

Натриум азид

Од Википедија — слободната енциклопедија
Натриум азид
Назнаки
26628-22-8 Ок
ChEBI CHEBI:278547 Ок
ChEMBL ChEMBL89295 Ок
ChemSpider 30958 Ок
EC-број 247-852-1
3Д-модел (Jmol) Слика
PubChem 33557
RTECS-бр. VY8050000
UNII 968JJ8C9DV Ок
ОН-бр. 1687
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед Безбојна до бела цврста супстанца
Мирис Без мирис
Густина 1.846 g/cm3 (20 °C)
Точка на топење
38.9 g/100 mL (0 °C)
40.8 g/100 mL (20 °C)
55.3 g/100 mL (100 °C)
Растворливост Многу растворлив во амонијак
Малку растворлив во бензен
Нерастворлив во диетил етер, ацетон, хексан, хлороформ
Растворливост во methanol 2.48 g/100 mL (25 °C)
Растворливост во ethanol 0.22 g/100 mL (0 °C)
Киселост (pKa) 4.8
Структура
Кристална структура Хексагонална, hR12[1]
R-3m, No. 166
Термохемија
Ст. енталпија на
формирање
ΔfHo298
21.3 kJ/mol
Стандардна моларна
ентропија
So298
70.5 J/mol·K
Специфичен топлински капацитет, C 76.6 J/mol·K
Опасност
GHS-ознаки:
Пиктограми
Предлошка:GHS01 GHS06: Токсично GHS08: Опасност по здравјето GHS09: Опасност по животната средина
Сигнални зборови
Опасност
Изјави за опасност
H300, H310, H410
Изјави за претпазливост
P260, P280, P301+P310, P501 [2]
NFPA 704
4
1
3
Температура на запалување {{{value}}}
Смртоносна доза или концентрација:
27 mg/kg (орално, глушец/стаорец)[1]
NIOSH (здравствени граници во САД):
PEL (дозволива)
None[3]
REL (препорачана)
C 0.1 ppm (as HN
3
) [кожа]
C 0.3 mg/m3 (as NaN
3
) [кожа][3]
IDLH (непосредна опасност)
N.D.[3]
Безбедносен лист ICSC 0950
Слични супстанци
Други анјони Натриум цијанид
Други катјони Калиум азид
Амониум азид
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Натриум азид е неорганско соединение со формулата NaN3. Оваа безбојна сол е компонента за формирање на гас во старите системи на воздушни перничиња за автомобилски. Се користи за подготовка на други азидни соединенија. Тоа е јонска супстанција, многу е растворлива во вода и е многу акутно отровна.[5]

Стуктура[уреди | уреди извор]

Натриум азид е јонска цврста материја. Познати се две кристални форми, ромбоедарски и хексагонални.[1][6] И двете прифаќаат слоевити структури. Азидниот анјон е многу сличен во секоја форма, центросиметричен со N-N растојанија од 1.18 Å. Na+
јонот има октаедрална геометрија. Секој азид е поврзан со шест Na+
центри, со три Na-N врски до секој терминален центар на азот.[7]

Подготовка[уреди | уреди извор]

Вообичаениот метод на синтеза е „процесот Wislicenus“, кој се одвива во два чекори во течен амонијак. Во првиот чекор, амонијакот се претвора во натриум амид со метален натриум:

2 Na + 2 NH
3
→ 2 NaNH
2
+ H
2

Тоа е редокс реакција во која металниот натриум дава електрон на протон од амонијак кој се редуцира во водороден гас. Натриумот лесно се раствора во течен амонијак за да произведе хидрирани електрони одговорни за сината боја на добиената течност. Na+
и NH
2
јони се создаваат во оваа реакција.

Натриум амид последователно се комбинира со азотен оксид:

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

Овие реакции се основата на индустриската рута, која произведуваше околу 250 тони годишно во 2004 година, со зголемување на производството поради зголемената употреба на воздушни перничиња.[5]

Лабораториски метод[уреди | уреди извор]

Куртиус и Тиле развија уште еден производствен процес, каде нитрит естер се претвора во натриум азид користејќи хидразин. Овој метод е погоден за лабораториска подготовка на натриум азид:

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
O
C
2
H
5
ONO + N
2
H
4
 · H2O + NaOH → NaN
3
+ C
2
H
5
OH + 3 H
2
O

Алтернативно, солта може да се добие со реакција на натриум нитрат со натриум амид.[8]

Хемиски реакции[уреди | уреди извор]

Третманот на натриум азид со силни киселини дава хидразоева киселина, која е исто така исклучително токсична:

H+
+ N
3
→ HN
3

Водните раствори содржат мали количини на водород азид, чиешто формирање е опишано со следната рамнотежа:

N
3
+ H
2
O ⇌ HN
3
+ OH
, K = 10−4.6

Натриум азид може да се уништи со третман со раствор на азотна киселина:[9]

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

Употреба[уреди | уреди извор]

Автомобилски воздушни перничиња и слајдови за евакуација на авиони[уреди | уреди извор]

Постарите формулации на воздушни перничиња содржеле мешавини од оксиданти и натриум азид и други агенси, вклучително и запалувачи и забрзувачи. Електронски контролер ја активира оваа мешавина за време на сообраќајна несреќа:

2 NaN
3
→ 2 Na + 3 N
2

Истата реакција се јавува при загревање на солта на приближно 300 °C. Натриумот што се формира е само потенцијална опасност и, во воздушните перничиња на автомобилот, се претвора во реакција со други состојки, како што се калиум нитрат и силициум диоксид. Во вториот случај, се создаваат безопасни натриум силикати.[10] Додека натриум азидот сè уште се користи во тобоганите за евакуација на модерните авиони, воздушните перничиња за автомобили од поновата генерација содржат помалку чувствителни експлозиви како што се нитрогванидин или гванидин нитрат.

Органска и неорганска синтеза[уреди | уреди извор]

Поради опасноста од експлозија, натриум азидот има само ограничена вредност во органската хемија во индустриски размери. Во лабораторија, се користи во органска синтеза за воведување на азидната функционална група со супституција на халиди. Азидната функционална група потоа може да се претвори во амин со редукција со било кој SnCl2 во етанол или литиум алуминиум хидрид или терцијарен фосфин, како што е трифенилфосфин во реакцијата на Стаудингер, со Рани никел или со водород сулфид во пиридин.

Натриум азидот е разновиден прекурсор на други неоргански азидни соединенија, на пример, оловниот азид и сребрен азид, кои се користат во детонаторите како примарни експлозиви. Овие азиди се значително почувствителни на предвремена детонација од натриум азидот и затоа имаат ограничена примена. Оловото и сребрениот азид може да се направат преку реакција на двојно поместување со натриум азид и нивните соодветни нитратни (најчесто) или ацетатни соли. Натриум азид, исто така, може да реагира со хлоридните соли на одредени земноалкални метали во воден раствор, како што се бариум хлорид или стронциум хлорид за соодветно да произведе бариум азид и стронциум азид, кои се исто така релативно чувствителни првенствено експлозивни материјали. Овие азиди може да се извлечат од растворот преку внимателно сушење.

Биохемија и биомедицински употреби[уреди | уреди извор]

Натриум азид е корисен реагенс за сонда и конзерванс.

Во болниците и лабораториите, тоа е биоцид; тоа е особено важно кај реагенсите и основните раствори кои инаку може да го поддржат растот на бактериите каде што натриум азидот делува како бактериостатик со инхибиција на цитохром оксидаза во грам-негативни бактерии; сепак, некои грам-позитивни бактерии (стрептококи, пневмококи, лактобацили) се суштински отпорни.[11]

Земјоделска употреба[уреди | уреди извор]

Се користи во земјоделството за контрола на штетници на патогени кои се пренесуваат преку почвата како што се Meloidogyne incognita или Helicotylenchus dihystera.[12]

Се користи и како мутаген за селекција на култури на растенија како што е ориз,[13] јачмен[14] или овес.[15]

Безбедносни размислувања[уреди | уреди извор]

Натриум азид може да биде фатално токсичен,[16] па дури и мали количини може да предизвикаат симптоми. Токсичноста на ова соединение е споредлива со онаа на растворливите алкални цијаниди,[17] иако не е пријавена токсичност од искористените воздушни перничиња.[18]

Произведува екстрапирамидални симптоми со некроза на церебралниот кортекс, малиот мозок и базалните ганглии. Токсичноста може да вклучува и хипотензија,[19] слепило и хепатална некроза. Натриум азид ги зголемува нивоата на цикличниот GMP во мозокот и црниот дроб со активирање на гванилат циклаза.[20]

Растворите на натриум азид реагираат со метални јони за да таложат метални азиди, кои можат да бидат чувствителни на шок и експлозивни. Ова треба да се земе предвид при изборот на неметален транспортен контејнер за раствори на натриум азид во лабораторија. Ова исто така може да создаде потенцијално опасни ситуации доколку азидните раствори треба директно да се фрлат низ одводот во санитарен канализациски систем. Металот во водоводниот систем може да реагира, формирајќи високо чувствителни метални азидни кристали кои би можеле да се акумулираат со години. Потребни се соодветни мерки на претпазливост за безбедно и еколошки одговорно отстранување на остатоците од растворот на азид.[21]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. 1,0 1,1 1,2 Stevens E. D.; Hope H. (1977). „A Study of the Electron-Density Distribution in Sodium Azide, NaN3“. Acta Crystallographica A. 33 (5): 723–729. doi:10.1107/S0567739477001855.
  2. „Sodium azide“.
  3. 3,0 3,1 3,2 „Џебен водич за опасните хемиски материи #0560“. Национален институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH). (англиски)
  4. „Material Safety Data Sheet“ (PDF). Sciencelab.com. November 6, 2008. Архивирано од изворникот (PDF) на 2016-03-04. Посетено на October 26, 2015.
  5. 5,0 5,1 Jobelius, Horst H.; Scharff, Hans-Dieter (2000). „Hydrazoic Acid and Azides“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a13_193. ISBN 9783527306732.
  6. Предлошка:Wells1984
  7. Pringle, G. E.; Noakes, D. E. (1968-02-15). „The crystal structures of lithium, sodium and strontium azides“. Acta Crystallographica Section B. 24 (2): 262–269. doi:10.1107/s0567740868002062.
  8. Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (уред.), Inorganic Chemistry, Преведено од Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5.
  9. Committee on Prudent Practices for Handling, Storage, and Disposal of Chemicals in Laboratories, Board on Chemical Sciences and Technology, Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications, National Research Council (1995). „Disposal of Waste“. Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Chemicals. Washington, DC: National Academy Press. стр. 165. ISBN 978-0-309-05229-0.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
  10. Betterton, E. A. (2003). „Environmental Fate of Sodium Azide Derived from Automobile Airbags“. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 33 (4): 423–458. doi:10.1080/10643380390245002. S2CID 96404307.
  11. Lichstein, H. C.; Soule, M. H. (1943). „Studies of the Effect of Sodium Azide on Microbic Growth and Respiration: I. The Action of Sodium Azide on Microbic Growth“. Journal of Bacteriology. 47 (3): 221–230. doi:10.1128/JB.47.3.221-230.1944. PMC 373901. PMID 16560767.
  12. Applications of sodium azide for control of soilborne pathogens in potatoes. Rodriguez-Kabana, R., Backman, P. A. and King, P.S., Plant Disease Reporter, 1975, Vol. 59, No. 6, pp. 528-532 (link)
  13. Awan, M. Afsar; Konzak, C. F.; Rutger, J. N.; Nilan, R. A. (2000-01-01). „Mutagenic Effects of Sodium Azide in Rice1“. Crop Science. 20 (5): 663–668. doi:10.2135/cropsci1980.0011183x002000050030x.
  14. Cheng, Xiongying; Gao, Mingwei (1988). „Biological and genetic effects of combined treatments of sodium azide, gamma rays and EMS in barley“. Environmental and Experimental Botany. 28 (4): 281–288. doi:10.1016/0098-8472(88)90051-2.
  15. Rines, H. W. (1985-02-01). „Sodium azide mutagenesis in diploid and hexaploid oats and comparison with ethyl methanesulfonate treatments“. Environmental and Experimental Botany. 25 (1): 7–16. doi:10.1016/0098-8472(85)90043-7.
  16. Chang, Soju; Lamm, Steven H. (2003-05-01). „Human Health Effects of Sodium Azide Exposure: A Literature Review and Analysis“. International Journal of Toxicology. 22 (3): 175–186. doi:10.1080/10915810305109. ISSN 1091-5818. PMID 12851150. S2CID 38664824.
  17. „MSDS: sodium azide“. Mallinckrodt Baker. 2008-11-21. MSDS S2906.
  18. Olson, Kent; Anderson, Ilene B. (18 September 2006). Poisoning & Drug Overdose, 5th Edition. McGraw-Hill Companies,Incorporated. стр. 123–. ISBN 978-0-07-144333-3.
  19. Gordon, Steven M.; Drachman, Jonathan; Bland, Lee A.; Reid, Marie H.; Favero, Martin; Jarvis, William R. (1990-01-01). „Kidney International - Abstract of article: Epidemic hypotension in a dialysis center caused by sodium azide“. Kidney Int. 37 (1): 110–115. doi:10.1038/ki.1990.15. ISSN 0085-2538. PMID 2299796.
  20. Kimura, Hiroshi; Mittal, Chandra K.; Murad, Ferid (1975-10-23). „Increases in cyclic GMP levels in brain and liver with sodium azide an activator of guanylate cyclase“. Nature. 257 (5528): 700–702. Bibcode:1975Natur.257..700K. doi:10.1038/257700a0. PMID 241939. S2CID 115294.
  21. „Sodium Azide | Environmental Health & Safety | Northeastern University“.

Надворешни врски[уреди | уреди извор]