АЗИД НАТРИЯ (NAN3): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, РИСКИ - ХИМИЯ - 2025

Азид натрия представляет собой кристаллические неорганическими твердые вещество , образованные ион натрия Na ⁺ и азид ионы Н ₃ ^- . Его химическая формула - NaN ₃ . Соединение NaN ₃ представляет собой натриевую соль азойной кислоты HN ₃ . NaN ₃ представляет собой кристаллическое твердое вещество от бесцветного до белого цвета.

Хотя это очень токсичное соединение, одно из самых распространенных его применений - это подушки безопасности, которые мгновенно надуваются во время дорожно-транспортных происшествий. Он также используется для быстрого надувания аварийных опор самолетов. Однако его использование в обоих случаях вызывает серьезные сомнения из-за его токсичности.

Твердый азид натрия NaN ₃ . И.С. Непоклоны. Источник: Wikimedia Commons.

Он используется в химических исследовательских лабораториях для синтеза различных типов соединений и в биохимических лабораториях для исследований с бактериями, грибами, клетками млекопитающих или человека.

В некоторых лабораториях он используется для стерилизации материалов или оборудования, но определенные виды микроорганизмов сопротивляются его биоцидному действию.

Он также использовался в сельском хозяйстве для уничтожения паразитов в почве или в деревообрабатывающей промышленности для предотвращения загрязнения древесины сосны грибками.

Структура

Азид натрия NaN ₃ состоит из катиона натрия Na ⁺ и аниона азида N ₃ ^- .

Азид натрия состоит из иона натрия Na ⁺ и иона азида N ₃ ^- . Лукаш Мижох. Источник: Wikimedia Commons.

Азид-ион N ₃ ^- образован 3 атомами азота (N), связанными вместе ковалентными связями, которые могут быть одинарными, двойными или тройными, поскольку электроны разделены между тремя.

Указанный анион имеет линейную структуру, то есть три атома азота расположены по прямой линии. Кроме того, конструкция симметрична.

Возможные льюисовские структуры азид-аниона. Автор: Марилу Стеа.

Номенклатура

- Азид натрия

- Азид натрия

свойства

Физическое состояние

Кристаллическое твердое вещество от бесцветного до белого цвета. Гексагональные кристаллы.

Молекулярный вес

65,01 г / моль

Температура плавления

Разлагается при 275 ° C.

плотность

1,846 г / см ³ при 20 ºC

Растворимость

Он хорошо растворяется в воде: 41,7 г / 100 мл при 17 ºC. Он слабо растворим в этаноле и не растворим в этиловом эфире.

Константы диссоциации

Его pK _{b =} 9,3. Водные растворы содержат NH ₃ , который быстро уходит в окружающую среду при 37 ºC.

Химические свойства

NaN ₃ очень агрессивен по отношению к алюминию и умеренно к меди и свинцу.

По некоторым данным, азид натрия не взрывоопасен. Он плавно и полностью разлагается при нагревании до 300 ° C и более с образованием металлического натрия Na и газообразного азота N ₂ .

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Это азотирующий агент, это означает, что он служит для азотирования или добавления азота к другим химическим соединениям или к поверхности таких материалов, как сталь.

Устойчив в нейтральной или щелочной воде при отсутствии света. Он разлагается солнечным излучением.

Биохимические свойства

Азид натрия подавляет фермент цитохромоксидаза, который находится в митохондриях клеток и в значительной степени участвует в дыхании и выработке энергии.

Его действие предотвращает образование АТФ, ключевого соединения в клеточной деятельности, и клетка разрушается или повреждается.

При проглатывании, вдыхании или контакте с азидом натрия он очень токсичен и может быть смертельным.

получение

Аммиак NH ₃ реагирует с металлическим натрием Na при 350 ºC в закрытом стальном контейнере с получением амида натрия NaNH ₂ .

Амид натрия NaNH ₂ взаимодействует с монооксидом диазота N ₂ O при 230 ° C в никелевом реакторе, в результате чего образуется смесь азида натрия NaN ₃ , гидроксида натрия NaOH и аммиака NH ₃ .

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

Его также можно получить реакцией амида натрия с нитратом натрия NaNO ₃ при 175 ºC:

3 NaNH ₂ + NaNO ₃ → NaN ₃ + 3 NaOH + NH ₃

Для очистки азида к смеси добавляют воду, кристаллы азида промывают, а затем воду выпаривают. Оставшийся кристаллический материал представляет собой азид натрия NaN _3, который затем сушат при 110 ° C.

Приложения

В автомобилях и самолетах

Азид натрия давно используется в автомобильной промышленности в качестве генератора азота для быстрого надувания подушек безопасности (подушек безопасности) на рулевых колесах легковых и грузовых автомобилей при столкновении.

Он также использовался в надувных горках, которые используются для быстрого выхода из салона самолетов, приземлившихся в аварийных ситуациях.

В обоих случаях механизм включает действие искры, вызывающей немедленную реакцию между азидом натрия и некоторыми соединениями, в результате чего образуется газообразный азот N ₂ и оксид натрия Na ₂ O.

В этом случае требуется мгновенное высвобождение холодного и нетоксичного газа, поэтому азот является наиболее подходящим газом.

Пакеты безопасности, которые уже использовались в транспортных средствах. Автор: Марсель Лангтим. Источник: Pixabay.

Однако это использование сокращается из-за токсичности азида натрия, и вместо него используются менее токсичные соединения.

В химической промышленности

Он используется в качестве замедлителя схватывания при производстве губчатой ​​резины, для предотвращения коагуляции стирольного или бутадиенового латекса, когда они хранятся в контакте с металлами, и для разложения нитритов в присутствии нитратов.

В сельском хозяйстве

Он использовался в сельском хозяйстве: как биоцид и фумигант, он также является нематоцидом, то есть его применяют в почве для уничтожения нематод, которые являются паразитами, поражающими некоторые культуры.

Повреждение корня растения нематодами. Автор: RedWolf. Источник: Wikimedia Commons.

Он также действует как гербицид и предотвращает гниение фруктов.

Недавно NaN ₃ был использован при приготовлении семян бамии или бамии для наблюдения за их устойчивостью к условиям заболачивания.

Семена, на которые ранее был нанесен NaN _3, давали проростки, которые лучше переносили условия паводка, чем необработанные, улучшали высоту растений, увеличивали количество листьев и увеличивали количество корней даже при избытке воды.

При приготовлении других химических соединений

Он используется в качестве химического реагента при синтезе органических соединений, например, для получения многих органических азидов, таких как тозилазид или азиды третичных алкильных групп, которые важны в химическом синтезе.

Он используется для приготовления азотной кислоты (HN ₃ ) и чистого натрия (Na).

В индустрии взрывчатых веществ

Азид натрия NaN ₃ является промежуточным продуктом при производстве взрывчатых веществ, так как он используется для получения азида свинца Pb (N ₃ ) ₂ . Последний представляет собой соединение, которое взрывается при сильном ударе, поэтому его используют в конструкции детонирующих устройств.

Азид натрия NaN ₃ используется для получения сложного азида свинца Pb (N ₃ ) ₂ , входящего в состав взрывных устройств. Автор: OpenClipart-Vectors. Источник: Pixabay.

В биохимических лабораториях

Азид натрия используется, когда требуется стерильное лабораторное оборудование, так как он способен уничтожать различные виды микроорганизмов.

Это биоцидный агент. Однако некоторые источники указывают, что некоторые виды бактерий устойчивы к его действию.

Это достигается за счет блокировки сайта связывания кислорода в цитохромоксидазе, которая является ферментом, участвующим в процессе производства энергии некоторыми микроорганизмами.

Он используется в автоматических счетчиках крови, а также для дифференциального отбора бактерий и для сохранения лабораторных растворов реагентов, поскольку он предотвращает рост в них определенных микроорганизмов.

В различных применениях

Азид натрия используется в деревообрабатывающей промышленности для предотвращения роста коричневых грибковых пятен на сосновой древесине.

Он также использовался в японской пивоваренной промышленности для предотвращения развития грибка, который затемняет пиво.

риски

Азид натрия - токсичное соединение, которое ингибирует фермент, важный для дыхания и жизни клеток человека и животных. Было обнаружено, что он может серьезно повлиять на клетки ткани кровеносных сосудов головного мозга.

Его немедленный эффект после проглатывания, вдыхания или контакта с кожей заключается в опасном снижении артериального давления, что может привести к смерти. Поэтому обращаться с ним нужно очень осторожно.

Есть источники информации, привлекающие внимание к уничтожению подушек безопасности транспортных средств на свалках.

В таких случаях люди, которые не подозревают об опасности, могут получить доступ к депозитам NaN ₃ , который является очень токсичным соединением. Кроме того, существует опасность загрязнения NaN ₃ почв и вод.

Аналогичным образом, во время аварий, столкновений или возгораний транспортных средств люди могут подвергнуться воздействию NaN _3, и это может быть недооценено или неизвестно медицинским персоналом, оказывающим помощь в чрезвычайной ситуации.

Также было обращено внимание на облучение персонала лаборатории, использующего его.

Ссылки

1. Vwioko, ED et al. (2019). Грунтовка азидом натрия повышает устойчивость к переувлажнению и стрессу у бамии (Abelmoschus esculentus). Agronomy 2019, 9, 670. Получено с mdpi.com.
2. Kho, DT et al. (2017). Смерть эндотелиальных клеток, барьерных для мозга, от азида натрия и его газообразных продуктов. Биосенсоры 2017, 7, 41. Получено с mdpi.com.
3. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Азид натрия. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. et al. (2019). Управление нематодами на клубничных полях южной Испании. Agronomy 2019, 9, 252. Получено с mdpi.com.
5. Okano, T. et al. (тысяча девятьсот девяносто пятый год). Механизм отрыва клеток от терморегулируемых гидрофильно-гидрофобных полимерных поверхностей. В Биоматериалы: Серебряный юбилейный компендиум. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Энциклопедия промышленной химии Ульмана. (1990). Пятое издание. Том A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
8. Чанг, С. и Ламм, Ш. (2003). Воздействие на здоровье человека воздействия азида натрия: обзор и анализ литературы. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.gov.