Азид натрия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Азид натрия
Sodium azide.svg
Общие
Систематическое
наименование
азид натрия
Традиционные названия тринитрид натрия
Хим. формула NaN₃
Рац. формула NaN3
Физические свойства
Молярная масса 65.0099 г/моль
Плотность 1.846 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 275[1]
Химические свойства
Растворимость в воде 41.7[2]
Растворимость в этаноле 0.316[2]
Растворимость в метаноле 2,48 (при 25°C)
Структура
Кристаллическая структура гексагональная, hR12[3]
Классификация
Рег. номер CAS 26628-22-8
PubChem 33557
Рег. номер EINECS 247-852-1
SMILES
Рег. номер EC 011-004-00-7
RTECS VY8050000
Безопасность
ЛД50 27[3]
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Азид натрия — неорганическое вещество с формулой NaN3. Эта бесцветная соль азотистоводородной кислоты является газообразующим компонентом во многих системах подушек безопасности. Как самый доступный азид используется для получения других азидов. Имеет высокую растворимость в воде.

Структура[править | править вики-текст]

Азид натрия — ионное твёрдое вещество, существующее в двух полиморфных формах: ромбовидной и гексагональной[3][4].

Получение[править | править вики-текст]

Обыкновенно азид натрия получают из аммиака в два этапа. Сначала получают амид натрия:

\mathsf{2Na + 2NH_3 \rightarrow 2NaNH_2 + H_2}

Полученный продукт взаимодействует с монооксидом азота:

\mathsf{2NaNH_2 + N_2O \rightarrow NaN_3 + NaOH + NH_3}

Другой способ заключается во взаимодействии нитрата натрия с амидом натрия[5]

\mathsf{NaNO_3 + 3NaNH_2 \rightarrow NaN_3 + 3NaOH + NH_3}

Применение[править | править вики-текст]

Подушки безопасности[править | править вики-текст]

При ударе и вызванной им детонации происходит следующая реакция:

\mathsf{2NaN_3 \rightarrow 2Na + 3N_2}

То же происходит при нагревании соли до 250—300 °C. Образующийся при этом натрий сам по себе также опасен и потому в автомобильных подушках безопасности нейтрализуется такими веществами, как нитрат калия или соединения кремния. В последнем случае образуется силикат натрия[6]. Сообщений о вреде подобных систем не зарегистрировано[7].

Органический синтез[править | править вики-текст]

Азид натрия используется для синтеза органических азидов (например, метилазида, циануртриазида), как источник азотистоводородной кислоты для синтеза Шмидта.

Неорганический синтез[править | править вики-текст]

Азид натрия используется как прекурсор для получения других азидных соединений, таких как азид свинца и азид серебра, которые используются как взрывчатые вещества. Используется для получения особо чистого азота, чистого металлического натрия. Часто используется как безопасно хранимый источник азотистоводородной кислоты для синтезов.

Биология и медицина[править | править вики-текст]

Азид используется в медицине как пробный реагент, мутаген и консервант[8].

Свойства[править | править вики-текст]

Уже при комнатной температуре реагирует с галогенами, нитритами щелочных металлов. При взаимодействии с сильными кислотами выделяет азотистоводородную кислоту:

\mathsf{H_2SO_4 + NaN_3 \rightarrow HN_3 + NaHSO_4}

Водные растворы содержат незначительные количества кислоты:

\mathsf{N_3^- + H_2O \rightleftarrows HN_3 + OH^-} \mathsf{K = 10^{-4.6}}

Азид разлагается при действии на него раствором азотистой кислоты:[9]

\mathsf{2NaN_3 + 2HNO_2 \rightarrow 3N_2 + 2NO + 2NaOH}

Растворы азида натрия следует считать опасными и если в них нет необходимости — нейтрализовать действием окислителей. Следует избегать воздействия на растворы азида натрия кислот, так как это ведет к выделению летучей, токсичной и взрывоопасной азотистоводородной кислоты. Описаны случаи взрывов при сливании раствора азида в канализацию, за счет образования азида меди (опасного взрывчатого вещества) и азидов других тяжелых металлов (в частности, железа и свинца). Описан случай взрыва системы, состоявшей из водного раствора азида натрия и слоя дихлорметана (возможно из-за образования диазидометана).

Токсичность[править | править вики-текст]

Азид натрия весьма токсичен, симптоматика схожа с той, что имеет место при отравлении цианидом. Большие дозы могут привести к летальному исходу[10].

Симптомы отравления у животных[править | править вики-текст]

При отравлении азидом натрия, у крыс начинается апатия, тремор конечностей, судороги, цианоз, снижение температуры тела, резкое угнетение дыхания, кома и смерть; у выживших - выпадение шерсти, нефрит. На вскрытии - повреждение миокарда, отек лёгких и различные кровоизлияния, вакуолизация и жировая дистрофия печени, некрозы в ткани мозга, вакуолизация митохондрий. Ультраструктурные изменения сходны с теми, которые наблюдаются при гиповитаминозе В1. При нанесении азида натрия на спину кроликов можно заметить нарушение вестибулярной хронаксии, снижение подвижности.

Симптомы отравления у человека[править | править вики-текст]

При отравлении азидом натрия у человека уже через 5 минут начинается удушье и сильное сердцебиение, через 1,5-4 часа наблюдается слабость, тошнота, падение кровяного давления, сильный понос со слизью, одышка. Смерть наступает от 40 минут до 12 часов. На вскрытии явно виден отек легких, многочисленные кровоизлияния в слизистые оболочки внутренних органов, отек мозга.

Известны случаи отравления азидом натрия: В августе 2009 года сотрудникам одной лаборатории Гарвардского университета потребовалась госпитализация после того, как они выпили кофе из автомата рядом с рабочим помещением. Они испытывали пониженное давление и звон в ушах; один сотрудник упал в обморок. По данным лабораторных исследований, причиной стал азид, попавший в кофе[11][12].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Разлагается.
  2. 1 2 При 16-17 °C.
  3. 1 2 3 (1977) «A Study of the Electron-Density Distribution in Sodium Azide, NaN3». Acta Crystallographica A 33.
  4. Wells, A. F. (1984), Structural Inorganic Chemistry (5th ed.), Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6
  5. Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5
  6. Eric A. Betterton (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.
  7. Kent R. Olson Poisoning and Drug Overdose. — McGraw-Hill Professional, 2007. — ISBN 0071443339.
  8. Lichstein, Herman C.; Malcolm H. Soule (1943). «Studies of the Effect of Sodium Azide on Microbic Growth and Respiration». Journal of Bacteriology 47 (3): 221–230.
  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. Prudent practices in the laboratory: handling and disposal of chemicals. — National Academy Press, 1995. — ISBN 0309052297.
  10. Sodium Azide
  11. Adam Smith, O'Ryan Johnson. Poisoning at Harvard – 6 lab workers sickened by coffee. The Boston Herald (25 октября 2009). Архивировано из первоисточника 10 апреля 2012.
  12. Adam Smith, Jessica Van Sack. Experts discount 'accident' theory in Harvard coffee poisoning. The Boston Herald (26 октября 2009). Архивировано из первоисточника 10 апреля 2012.

Ссылки[править | править вики-текст]