Азид натрия

Азид натрия
Имена


Другие имена Тринитрид натрия Smite Azium
Идентификаторы
Количество CAS	26628-22-8^Y
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 278547^Y
ЧЭМБЛ	ChEMBL89295^Y
ChemSpider	30958^Y
ECHA InfoCard	100.043.487
Номер ЕС	247-852-1
PubChem CID	33557
Номер RTECS	VY8050000
UNII	968JJ8C9DV^Y
Номер ООН	1687
CompTox Dashboard ( EPA )	DTXSID8020121
ИнЧИ InChI = 1S / N3.Na / c1-3-2; / q-1; +1^Y Ключ: PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N^Y InChI = 1 / N3.Na / c1-3-2; / q-1; +1 Ключ: PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYAH
Улыбки [N -] = [N +] = [N -]. [Na +]
Характеристики
Химическая формула	NaN ₃
Молярная масса	65,0099 г / моль
Внешность	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
Растворимость в воде	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 ° C)
Кислотность (p K _a )	4.8
Структура
Кристальная структура	Шестиугольный , hR12 ^[1]
Космическая группа	Р-3м, №166
Термохимия
Теплоемкость ( C )	76,6 Дж / (моль · К)
Стандартная мольная энтропия ( S ^o₂₉₈ )	70,5 Дж / (моль · К)
Std энтальпия формации (Δ _FH ^⦵₂₉₈ )	21,3 кДж / моль
Свободная энергия Гиббса (Δ _fG ˚)	99,4 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности	ICSC 0950
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
Формулировки опасности GHS	H300 , H310 , H400 , H410
Меры предосторожности GHS	Р260 , Р280 , Р301 + 310 , P501 ^[+2]
NFPA 704 (огненный алмаз)	4 1 3
точка возгорания	300 ° С (572 ° F, 573 К)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD ₅₀ ( средняя доза )	27 мг / кг (перорально, крысы / мыши) ^[1]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	нет ^[3]
REL (рекомендуется)	C 0,1 ppm (как HN ₃ ) [кожа] C 0,3 мг / м ³ (как NaN ₃ ) [кожа] ^[3]
IDLH (Непосредственная опасность)	ND ^[3]
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 ?)^YN
Ссылки на инфобоксы

Азид натрия - это неорганическое соединение с формулой NaN ₃ . Эта бесцветная соль является газообразующим компонентом многих автомобильных подушек безопасности . Он используется для получения других азидных соединений. Это ионное вещество, хорошо растворяется в воде и очень токсично. ^[5]

Структура [ править ]

Азид натрия представляет собой твердое ионное вещество . Известны две кристаллические формы : ромбоэдрическая и гексагональная. ^[1]^[6] 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. ^[7]

Подготовка [ править ]

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 . ^[5]

Лабораторные методы [ править ]

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 H2О

C ₂ H ₅ ONO + N ₂ H ₄ • H 2 O + NaOH → NaN ₃ + C ₂ H ₅ OH + 3 H2О

Альтернативно, соль может быть получена с помощью реакции нитрата натрия с амидом натрия . ^[8]

Химические реакции [ править ]

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
₂O ⇌ HN
₃+ ОН^-
(К = 10^−4,6
)

Азид натрия можно разрушить обработкой раствором азотистой кислоты : ^[9]

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

Приложения [ править ]

Автомобильные подушки безопасности и аварийные парашюты для самолетов [ править ]

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. ^[10] Азид натрия также используется в аварийных парашютах самолетов. Подушки безопасности нового поколения содержат нитрогуанидин или аналогичные менее чувствительные взрывчатые вещества .

Органический и неорганический синтез [ править ]

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 азидная функциональная группа может быть преобразована 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 биомедицина [ править ]

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. ^[11]

Использование в сельском хозяйстве [ править ]

Он используется в сельском хозяйстве для борьбы с болезнетворными микроорганизмами, переносимыми через почву, такими как Meloidogyne incognita или Helicotylenchus dihystera . ^[12]

Он также используется в качестве мутагена для селекции культур таких растений, как рис, ^[13] ячмень ^[14] или овес. ^[15]

Соображения безопасности [ править ]

Азид натрия является причиной смерти на протяжении десятилетий. ^[16] Это сильный яд. Он имеет наивысшую оценку 4 по шкале здоровья NFPA 704. Это может быть смертельным при контакте с кожей или при проглатывании. ^[17] Даже незначительное количество может вызвать симптомы. Токсичность этого соединения сопоставима с токсичностью растворимых цианидов щелочных металлов . ^[18] О токсичности отработанных подушек безопасности не сообщалось. ^[19]

Он вызывает экстрапирамидные симптомы с некрозом коры головного мозга , мозжечка и базальных ганглиев . Токсичность также может включать гипотензию , ^[20] слепоту и некроз печени . Азид натрия увеличивает уровни циклического GMP в головном мозге и печени за счет активации гуанилатциклазы . ^[21]

Растворы азида натрия реагируют с ионами металлов с образованием азидов металлов, которые могут быть чувствительными к ударам 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. ^[22]

Ссылки [ править ]

^ a b c Стивенс ЭД; Хоуп Х. (1977). "Исследование распределения электронной плотности в азиде натрия, NaN
₃». Acta Crystallographica . 33 (5):. 723-729 DOI : 10,1107 / S0567739477001855 .
^ "Азид натрия" .
^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0560» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ "Паспорт безопасности материала" (PDF) . Sciencelab.com. 6 ноября 2008 . Проверено 26 октября 2015 года .
^ a b Jobelius, Horst H .; Шарфф, Ганс-Дитер (2000). «Гидразойная кислота и азиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a13_193 . ISBN 9783527306732.
^ Уэллс, AF (1984), Структурная неорганическая химия (5-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6
^ Pringle, GE; Ноукс, DE (1968-02-15). «Кристаллические структуры азидов лития, натрия и стронция» . Acta Crystallographica Раздел B . 24 (2): 262–269. DOI : 10.1107 / s0567740868002062 .
^ Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего / Берлин: Academic Press / De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5.
^ Комитет по разумной практике обращения, хранения и утилизации химических веществ в лабораториях, Совет по химическим наукам и технологиям, Комиссия по физическим наукам, математике и приложениям, Национальный исследовательский совет (1995). «Вывоз мусора» . Благоразумная практика в лаборатории: обращение с химическими веществами и их утилизация . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы. п. 165. ISBN 978-0-309-05229-0.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Беттертона, EA (2003). «Экологическая судьба азида натрия, полученного из автомобильных подушек безопасности». Критические обзоры в области науки об окружающей среде и технологий . 33 (4): 423–458. DOI : 10.1080 / 10643380390245002 . S2CID 96404307 .
^ Lichstein, HC; Соул, MH (1943). «Исследования влияния азида натрия на рост и дыхание микробов: I. Действие азида натрия на рост микробов» . Журнал бактериологии . 47 (3): 221–230. DOI : 10.1128 / JB.47.3.221-230.1944 . PMC 373901 . PMID 16560767 .
^ Применение азида натрия для борьбы с почвенными патогенами в картофеле. Родригес-Кабана, Р., Бакман, П.А. и Кинг, П.С., Доклад о болезнях растений, 1975, Vol. 59, No. 6, pp. 528-532 ( ссылка )
^ Аван, М. Афсар; Конзак, CF; Rutger, JN; Нилан, РА (2000-01-01). «Мутагенные эффекты азида натрия в рисе1». Наука о растениеводстве . 20 (5): 663–668. DOI : 10,2135 / cropsci1980.0011183x002000050030x .
^ Cheng, Xiongying; Гао, Минвэй (1988). «Биологические и генетические эффекты комбинированной обработки азидом натрия, гамма-лучами и EMS на ячмень». Экологическая и экспериментальная ботаника . 28 (4): 281–288. DOI : 10.1016 / 0098-8472 (88) 90051-2 .
^ Райнс, HW (1985-02-01). «Мутагенез азида натрия в диплоидном и гексаплоидном овсе и сравнение с обработкой этилметансульфонатом» . Экологическая и экспериментальная ботаника . 25 (1): 7–16. DOI : 10.1016 / 0098-8472 (85) 90043-7 .
^ Чанг, Соджу; Ламм, Стивен Х. (01.05.2003). «Воздействие азида натрия на здоровье человека: обзор и анализ литературы». Международный журнал токсикологии . 22 (3): 175–186. DOI : 10.1080 / 10915810305109 . ISSN 1091-5818 . PMID 12851150 . S2CID 38664824 .
^ Ричардсон, SG; Giles, C .; Свон, Швейцария (1975-05-01). «Два случая отравления азидом натрия при случайном приеме Изотона внутрь» . Журнал клинической патологии . 28 (5): 350–351. DOI : 10.1136 / jcp.28.5.350 . ISSN 1472-4146 . PMC 475710 . PMID 1150884 .
^ "MSDS: азид натрия" . Маллинкродт Бейкер. 21 ноября 2008 г. Паспорт безопасности данных S2906.
^ Олсон, Кент; Андерсон, Илен Б. (18 сентября 2006 г.). Отравление и передозировка наркотиками, 5-е издание . McGraw-Hill Companies, Incorporated. стр. 123–. ISBN 978-0-07-144333-3.
^ Гордон, Стивен М .; Драхман, Джонатан; Bland, Lee A .; Рид, Мари Х .; Фаверо, Мартин; Джарвис, Уильям Р. (01.01.1990). "Kidney International - Резюме статьи: Эпидемическая гипотензия в диализном центре, вызванная азидом натрия" . Kidney Int . 37 (1): 110–115. DOI : 10.1038 / ki.1990.15 . ISSN 0085-2538 . PMID 2299796 .
^ Кимура, Хироши; Mittal, Chandra K .; Мурад, Ферид (1975-10-23). «Повышает уровень циклического GMP в головном мозге и печени с азидом натрия, активатором гуанилатциклазы». Природа . 257 (5528): 700–702. DOI : 10.1038 / 257700a0 . PMID 241939 . С2КИД 115294 .
^ https://www.northeastern.edu/ehs/ehs-programs/hazardous-waste-management/fact-sheets/sodium-azide/

Внешние ссылки [ править ]

Международная карта химической безопасности 0950 .
Карманный справочник NIOSH по химической опасности .
Прямой допинг на азиде натрия

v т е Соли и ковалентные производные азид- иона
HN 3																	Он
LiN 3	Быть (N 3 ) 2											В (N 3 ) 3	CH 3 N 3 , C (N 3 ) 4	N (N 3 ) 3 , H 2 N — N 3	О	FN 3	Ne
NaN 3	Мг (N 3 ) 2											Al (N 3 ) 3	Si (N 3 ) 4	п	SO 2 (N 3 ) 2	ClN 3	Ar
Кн 3	Ca (N 3 ) 2	СБН (N 3 ) 3	Ti (N 3 ) 4	ВО (№ 3 ) 3	Cr (N 3 ) 3 , CrO 2 (N 3 ) 2	Mn (N 3 ) 2	Fe (N 3 ) 2 , Fe (N 3 ) 3	Co (N 3 ) 2 , Co (N 3 ) 3	Ni (N 3 ) 2	CuN 3 , Cu (N 3 ) 2	Zn (N 3 ) 2	Ga (N 3 ) 3	Ge	В качестве	Se (N 3 ) 4	3 руб.	Kr
3 руб.	Sr (N 3 ) 2	Y	Zr (N 3 ) 4	Nb	Пн	Tc	Ru (N 3 ) 6 3-	Rh (N 3 ) 6 3-	Pd (N 3 ) 2	AgN 3	Cd (N 3 ) 2	В	Sn	Sb	Te	В 3	Xe (N 3 ) 2
ЦСН 3	Ba (N 3 ) 2		Hf	Та	W	Re	Операционные системы	Ir (N 3 ) 6 3-	Pt (N 3 ) 6 2−	Au (N 3 ) 4 -	Hg 2 (N 3 ) 2 , Hg (N 3 ) 2	TlN 3	Pb (N 3 ) 2	Би (N 3 ) 3	По	В	Rn
Пт	Ra (N 3 ) 2		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Ур.	Ц	Og
		↓
		Ла	Ce (N 3 ) 3 , Ce (N 3 ) 4	Pr	Nd	Вечера	См	Европа	Gd (N 3 ) 3	Tb	Dy	Хо	Э	Тм	Yb	Лу
		Ac	Чт	Па	UO 2 (N 3 ) 2	Np	Пу	Являюсь	См	Bk	Cf	Es	FM	Мкр	Нет	Lr

[stevens-1] Стивенс ЭД; Хоуп Х. (1977). "Исследование распределения электронной плотности в азиде натрия, NaN
₃». Acta Crystallographica . 33 (5):. 723-729 DOI : 10,1107 / S0567739477001855 .

[2] "Азид натрия" .

[PGCH-3] Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0560» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[4] "Паспорт безопасности материала" (PDF) . Sciencelab.com. 6 ноября 2008 . Проверено 26 октября 2015 года .

[Ull-5] Jobelius, Horst H .; Шарфф, Ганс-Дитер (2000). «Гидразойная кислота и азиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a13_193 . ISBN 9783527306732.

[6] Уэллс, AF (1984), Структурная неорганическая химия (5-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6

[7] Pringle, GE; Ноукс, DE (1968-02-15). «Кристаллические структуры азидов лития, натрия и стронция» . Acta Crystallographica Раздел B . 24 (2): 262–269. DOI : 10.1107 / s0567740868002062 .

[8] Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего / Берлин: Academic Press / De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5.

[9] Комитет по разумной практике обращения, хранения и утилизации химических веществ в лабораториях, Совет по химическим наукам и технологиям, Комиссия по физическим наукам, математике и приложениям, Национальный исследовательский совет (1995). «Вывоз мусора» . Благоразумная практика в лаборатории: обращение с химическими веществами и их утилизация . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы. п. 165. ISBN 978-0-309-05229-0.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[10] Беттертона, EA (2003). «Экологическая судьба азида натрия, полученного из автомобильных подушек безопасности». Критические обзоры в области науки об окружающей среде и технологий . 33 (4): 423–458. DOI : 10.1080 / 10643380390245002 . S2CID 96404307 .

[11] Lichstein, HC; Соул, MH (1943). «Исследования влияния азида натрия на рост и дыхание микробов: I. Действие азида натрия на рост микробов» . Журнал бактериологии . 47 (3): 221–230. DOI : 10.1128 / JB.47.3.221-230.1944 . PMC 373901 . PMID 16560767 .

[12] Применение азида натрия для борьбы с почвенными патогенами в картофеле. Родригес-Кабана, Р., Бакман, П.А. и Кинг, П.С., Доклад о болезнях растений, 1975, Vol. 59, No. 6, pp. 528-532 ( ссылка )

[13] Аван, М. Афсар; Конзак, CF; Rutger, JN; Нилан, РА (2000-01-01). «Мутагенные эффекты азида натрия в рисе1». Наука о растениеводстве . 20 (5): 663–668. DOI : 10,2135 / cropsci1980.0011183x002000050030x .

[14] Cheng, Xiongying; Гао, Минвэй (1988). «Биологические и генетические эффекты комбинированной обработки азидом натрия, гамма-лучами и EMS на ячмень». Экологическая и экспериментальная ботаника . 28 (4): 281–288. DOI : 10.1016 / 0098-8472 (88) 90051-2 .

[15] Райнс, HW (1985-02-01). «Мутагенез азида натрия в диплоидном и гексаплоидном овсе и сравнение с обработкой этилметансульфонатом» . Экологическая и экспериментальная ботаника . 25 (1): 7–16. DOI : 10.1016 / 0098-8472 (85) 90043-7 .

[16] Чанг, Соджу; Ламм, Стивен Х. (01.05.2003). «Воздействие азида натрия на здоровье человека: обзор и анализ литературы». Международный журнал токсикологии . 22 (3): 175–186. DOI : 10.1080 / 10915810305109 . ISSN 1091-5818 . PMID 12851150 . S2CID 38664824 .

[17] Ричардсон, SG; Giles, C .; Свон, Швейцария (1975-05-01). «Два случая отравления азидом натрия при случайном приеме Изотона внутрь» . Журнал клинической патологии . 28 (5): 350–351. DOI : 10.1136 / jcp.28.5.350 . ISSN 1472-4146 . PMC 475710 . PMID 1150884 .

[18] "MSDS: азид натрия" . Маллинкродт Бейкер. 21 ноября 2008 г. Паспорт безопасности данных S2906.

[OlsonAnderson2006-19] Олсон, Кент; Андерсон, Илен Б. (18 сентября 2006 г.). Отравление и передозировка наркотиками, 5-е издание . McGraw-Hill Companies, Incorporated. стр. 123–. ISBN 978-0-07-144333-3.

[20] Гордон, Стивен М .; Драхман, Джонатан; Bland, Lee A .; Рид, Мари Х .; Фаверо, Мартин; Джарвис, Уильям Р. (01.01.1990). "Kidney International - Резюме статьи: Эпидемическая гипотензия в диализном центре, вызванная азидом натрия" . Kidney Int . 37 (1): 110–115. DOI : 10.1038 / ki.1990.15 . ISSN 0085-2538 . PMID 2299796 .

[21] Кимура, Хироши; Mittal, Chandra K .; Мурад, Ферид (1975-10-23). «Повышает уровень циклического GMP в головном мозге и печени с азидом натрия, активатором гуанилатциклазы». Природа . 257 (5528): 700–702. DOI : 10.1038 / 257700a0 . PMID 241939 . С2КИД 115294 .

[22] ttps://www.northeastern.edu/ehs/ehs-programs/hazardous-waste-management/fact-sheets/sodium-azide/