Natrijum azid
| |
Identifikacija | |
---|---|
3D model (Jmol)
|
|
ChEBI | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.043.487 |
| |
Svojstva | |
NaN 3 | |
Molarna masa | 65,0099 g/mol |
Agregatno stanje | Bezbojna do bela čvrsta supstanca |
Miris | Bez mirisa |
Gustina | 1,846 g/cm3 (20 °C (68 °F; 293 K)) |
Tačka topljenja | 275 °C (527 °F; 548 K) burno razlaganje |
38.9 g/100 mL (0 °C (32 °F; 273 K)) 40.8 g/100 mL (20 °C (68 °F; 293 K)) 55.3 g/100 mL (100 °C (212 °F; 373 K)) | |
Rastvorljivost | Veoma rastvorljiv u amonijaku Slabo rastvorljiv u benzenu Nerastvorljiv u dietil etru, acetonu, heksanu, hloroformu. |
Rastvorljivost u metanol | 2.48 g/100 mL (25 °C (77 °F; 298 K)) |
Rastvorljivost u etanol | 0.22 g/100 mL (0 °C (32 °F; 273 K)) |
Kiselost (pKa) | 4.8 |
Struktura | |
Kristalna rešetka/struktura | Hexagonal, hR12[3] |
Kristalografska grupa | R-3m, No. 166 |
Termohemija | |
Specifični toplotni kapacitet, C | 76.6 J/mol·K |
Standardna molarna entropija S |
70.5 J/mol·K |
Std entalpija
formiranja (ΔfH⦵298) |
21.3 kJ/mol |
Gibsova slobodna energija (ΔfG˚)
|
99.4 kJ/mol |
Opasnosti | |
Bezbednost prilikom rukovanja | ICSC 0950 |
GHS grafikoni | |
GHS signalna reč | Opasnost |
H300, H310, H410 | |
P260, P280, P301+310, P501[4] | |
NFPA 704 | |
Tačka paljenja | 300 °C (572 °F; 573 K) |
Letalna doza ili koncentracija (LD, LC): | |
LD50 (LD50)
|
27 mg/kg (oral, rats/mice)[3] |
SAD zdravstvene granice izlaganja (NIOSH): | |
PEL (dozvoljivo)
|
None[5] |
REL (preporučeno)
|
C 0.1 ppm (as HN 3) [skin] C 0.3 mg/m3 (as NaN 3) [skin][5] |
IDLH (neposredna opasnost)
|
N.D.[5] |
Srodna jedinjenja | |
Drugi anjoni
|
Natrijum cijanid |
Drugi katjoni
|
Kalijum azid Amonijum azid |
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
verifikuj (šta je ?) | |
Reference infokutije | |
Natrijum azid je neorgansko hemijsko jedinjenje, sa formulom NaN
3, koje ima molekulsku masu od 65,010 Da. Ova bezbojna so je komponenta koja stvara gas u nekim sistemima vazdušnih jastuka u automobilu. Koristi se za pripremu drugih azidnih jedinjenja. To je jonska supstanca, veoma je rastvorljiva u vodi i veoma je otrovna.[7]
Natrijum- azid je jonska čvrsta supstanca. Poznata su dva kristalna oblika, romboedarski i heksagonalni.[3] Obe forme usvajaju slojevite strukture. Azidni anjon je veoma sličan u svakom obliku, jer je centrosimetričan sa N-N rastojanjima od 1,18 A. Jon Na+ ima oktaedačku geometriju. Svaki azid je vezan za šest Na+ centara, sa tri Na–N veze za svaki terminalni centar azota.[8]
Uobičajena metoda sinteze je „Vislicenusov proces“, koji se odvija u dva koraka u tečnom amonijaku. U prvom koraku, amonijak se pretvara u natrijum amid metalnim natrijumom:
To je redoks reakcija u kojoj metalni natrijum daje elektron protonu amonijaka koji se redukuje u vodonik gas. Natrijum se lako rastvara u tečnom amonijaku da bi proizveo hidratizovane elektrone odgovorne za plavu boju nastale tečnosti. Na+
i NH−
2 joni se proizvode ovom reakcijom.
Natrijum amid se zatim kombinuje sa azot-oksidom:
Ove reakcije su osnova industrijskog puta, koji je proizveo oko 250 tona godišnje u 2004. godine, pri čemu je proizvodnja povećana zbog povećane upotrebe vazdušnih jastuka.[7]
Curtius i Thiele su razvili još jedan proizvodni proces, gde se nitritni estar pretvara u natrijum azid korišćenjem hidrazina. Ova metoda je pogodna za laboratorijsku pripremu natrijum azida:
Alternativno, so se može dobiti reakcijom natrijum nitrata sa natrijum amidom.[9]
Tretiranje natrijum azida jakim kiselinama daje gasovitu hidrazoinsku kiselinu (vodonik azid; HN3), koja je takođe izuzetno toksična:
Vodeni rastvori sadrže male količine hidrazoinske kiseline, čije se formiranje opisuje sledećom ravnotežom:
Natrijum-azid se može uništiti tretmanom sa pripremljenom azotnom kiselinom (HNO2; a ne HNO2).[10][11] Priprema je neophodna pošto je HNO2 nestabilan i brzo se razlaže u vodenim rastvorima. Ovo uništavanje mora biti obavljeno sa velikim oprezom i unutar hemijske haube jer je formirani gasoviti azotni oksid (NO) takođe toksičan, a netačan redosled dodavanja kiseline za formiranje HNO2 će umesto toga proizvesti gasovitu visoko toksičnu hidrazoinsku kiselinu (HN3).[10]
Osobina | Vrednost |
---|---|
Broj akceptora vodonika | 2 |
Broj donora vodonika | 0 |
Broj rotacionih veza | 0 |
Particioni koeficijent[12] (ALogP) | 0,3 |
Rastvorljivost[13] (logS, log(mol/L)) | 1,4 |
Polarna površina[14] (PSA, Å2) | 121,7 |
Starije formulacije vazdušnih jastuka sadržavale su mešavine oksidatora i natrijum azida i drugih agenasa uključujući palioce i ubrzivače. Elektronski kontroler detonira ovu mešavinu tokom saobraćajne nesreće:
Ista reakcija se dešava pri zagrevanju soli do približno 300 °C (572 °F; 573 K). Natrijum koji se formira je sam po sebi potencijalna opasnost i u automobilskim vazdušnim jastucima se pretvara reakcijom sa drugim sastojcima, kao što su kalijum nitrat i silicijum dioksid. U poslednjem slučaju nastaju bezopasni natrijum silikati.[15] Dok se natrijum azid još uvek koristi u kliznim toboganima za evakuaciju modernih aviona, novija generacija automobilskih vazdušnih jastuka sadrži manje osetljive eksplozive kao što su nitrogvanidina ili gvanidin nitrata.[16]
Zbog opasnosti od eksplozije, natrijum azid ima samo ograničenu vrednost u industrijskoj organskoj hemiji. U laboratoriji se koristi u organskoj sintezi za uvođenje azidne funkcionalne grupe izmeštanjem halogenida. Azidna funkcionalna grupa se zatim može pretvoriti u amin redukcijom ili sa SnCl
2 u etanolu ili litijum-aluminijum hidridom ili tercijarnim fosfinom, kao što je trifenilfosfin u Staudingerovoj reakciji, sa Renijevim niklom ili sa vodonik-sulfidom u piridinu. Oseltamivir, antivirusni lek, trenutno se proizvodi komercijalnom metodom koja koristi natrijum-azid.[17]
Natrijum-azid je svestrani prekursor drugih neorganskih azidnih jedinjenja, na primer, olovnog azida i srebrnog azida, koji se koriste u detonatorima kao primarni eksploziv. Ovi azidi su znatno osetljiviji na prevremenu detonaciju od natrijum azida i stoga imaju ograničenu primenu. Olovni i srebrni azid se mogu dobiti reakcijom zamene sa natrijum azidom i njihovim odgovarajućim nitratom (najčešće) ili acetatnim solima. Natrijum-azid takođe može da reaguje sa hloridnim solima određenih alkalno zemaljskih metala u vodenom rastvoru, kao što su barijum hlorid ili stroncijum hlorid da bi proizveo barijum azid i stroncijum azid, koji su takođe relativno osetljivi primarni eksplozivni materijali. Ovi azidi se mogu dobiti iz rastvora pažljivim isušivanjem.
Natrijum-azid je koristan probni reagens sonde i antibakterijski konzervans za biohemijske rastvore. U prošlosti su takođe korišćeni mertiolat i hlorobutanol kao alternativa azidu za očuvanje biohemijskih rastvora.[18]
Natrijum-azid je trenutni inhibitor laktoperoksidaze, koji može biti koristan za zaustavljanje eksperimenata radioaktivnog obeležavanja proteina Jod-125I katalizovanih laktroperoksidazom.[19]
U bolnicama i laboratorijama, to je biocid; posebno je važan u rasutim reagensima i osnovnim rastvorima koji inače mogu da podrže rast bakterija gde natrijum-azid deluje kao bakteriostatik inhibirajući citohrom oksidazu u gram-negativnim bakterijama; međutim, neke gram-pozitivne bakterije (streptokoke, pneumokoke, laktobacili) su suštinski otporne.[20]
Koristi se u poljoprivredi za kontrolu štetočina patogena koji žive u zemljištu, kao što su Meloidogine incognita ili Helicotilenchus dihistera.[21]
Takođe se koristi kao mutagen za selekciju useva biljaka kao što su pirinač,[22] ječam[23] ili ovas.[24]
Natrijum-azid može biti smrtonosno toksičan,[25] pa čak i male količine mogu izazvati simptome. Toksičnost ovog jedinjenja je uporediva sa toksičnošću rastvorljivih alkalnih cijanida,[26] iako nije prijavljena toksičnost od iskorišćenih (istrošenih) vazdušnih jastuka.[27]
Proizvodi ekstrapiramidalne simptome sa nekrozom moždane kore, malog mozga i bazalnih ganglija. Toksičnost takođe može uključivati hipotenziju,[28] slepilo i nekrozu jetre. Natrijum azid povećava ciklične GMP nivoe u mozgu i jetri aktivacijom gvanilat ciklaze.[29]
Rastvori natrijum azida reaguju sa metalnim jonima i talože metalne azide, koji mogu biti osetljivi na udar i eksploziv. Ovo treba uzeti u obzir pri izboru nemetalnog transportnog kontejnera za rastvore natrijum azida u laboratoriji. Ovo takođe može stvoriti potencijalno opasne situacije ako se rastvori azida direktno odlažu u odvod u sanitarni kanalizacioni sistem. Metal u vodovodnom sistemu bi mogao da reaguje, formirajući visoko osetljive kristale metalnog azida koji se mogu akumulirati tokom godina. Adekvatne mere predostrožnosti su neophodne za bezbedno i ekološki odgovorno odlaganje ostataka rastvora azida.[30]