Азид натрия

Азид натрия
Общие
Систематическое наименование	азид натрия
Традиционные названия	тринитрид натрия
Эмпирическая формула	NaN3
Физические свойства
Молярная масса	65.0099 г/моль
Плотность	1.846 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	275[1] °C
Химические свойства
Растворимость в воде	41.7[2] г/100 мл
Растворимость в этаноле	0.316[2] г/100 мл
Структура
Кристаллическая структура	гексагональная, hR12[3]
Классификация
Рег. номер CAS	26628-22-8
Рег. номер EINECS	247-852-1
Регистрационный номер EC	011-004-00-7
RTECS	VY8050000
Безопасность
ЛД50	27[3] мг/кг

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

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

Получение

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

Подушки безопасности

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

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

Неорганический синтез

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

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

Свойства

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 железа и других металлов. Описан случай взрыва системы, состоявшей из водного раствора азида натрия и слоя дихлорметана (возможно из-за образования диазидометана).

Токсичность

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

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

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

• International Chemical Safety Card 0950
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• European Chemicals Bureau
• Straight Dope on Sodium Azide
• Свойства азида натрия