АЗИД НАТРІЮ (NAN3): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, СПОСОБИ ВИКОРИСТАННЯ, РИЗИКИ - ХІМІЯ - 2025

Азид натрію являє собою кристалічні неорганічними тверді речовина , утворені іон натрію Na ⁺ і азид іони Н ₃ ^- . Його хімічна формула - NaN ₃ . З'єднання NaN ₃ - натрієва сіль гідразоєвої кислоти HN ₃ . NaN ₃ - безбарвне до білого кристалічного твердого речовини.

Хоча це дуже токсична сполука, одне з його найпоширеніших застосувань було у повітряних подушках, які миттєво надуваються під час ДТП. Він також використовується для швидкого надуття аварійних гірок літаків. Однак його використання наразі піддається сумніву в обох випадках через його токсичність.

Твердий азот натрію NaN ₃ . І.С. Непоклонов. Джерело: Wikimedia Commons.

Він використовується в хімічних лабораторіях для синтезу різних типів сполук і в біохімічних лабораторіях для дослідження бактерій, грибів або клітин ссавців або людини.

У деяких лабораторіях його використовують для стерилізації матеріалів чи обладнання, але деякі види мікроорганізмів протистоять його біоцидній дії.

Його також застосовували в сільському господарстві для усунення паразитів з ґрунту або в лісовій промисловості, щоб запобігти фарбуванню соснових порід грибами.

Будова

Азид натрію NaN ₃ складається з катіона Na ⁺ і аніону N ₃ ^- азиду .

Азид натрію складається з іона натрію Na ⁺ та азидного іона N ₃ ^- . Лукаш Міжох. Джерело: Wikimedia Commons.

Азидний іон N ₃ ^- утворений 3 атомами азоту (N), пов'язаними між собою ковалентними зв’язками, які можуть бути одиничними, подвійними або потрійними, оскільки електрони поділяються між трьома.

Згаданий аніон має лінійну структуру, тобто три атоми азоту, розташовані по прямій лінії. Крім того, структура симетрична.

Можливі структури Льюїса аніону азиду. Автор: Marilú Stea.

Номенклатура

- Азид натрію

- Азид натрію

Властивості

Фізичний стан

Безбарвне до білого кристалічного твердого речовини. Гексагональні кристали.

Молекулярна маса

65,01 г / моль

Точка плавлення

Він розкладається при 275 ° C.

Щільність

1,846 г / см ³ при 20 ° С

Розчинність

Він дуже розчинний у воді: 41,7 г / 100 мл при 17 ° С. Він слабо розчинний у етанолі та нерозчинний в етиловому ефірі.

Константи дисоціації

Він має pK _b 9,3. Водні розчини містять NH ₃ , який швидко виходить у навколишнє середовище при 37 ºC.

Хімічні властивості

NaN ₃ дуже агресивно ставиться до алюмінію і помірно по відношенню до міді та свинцю.

За певним джерелом, азид натрію не є вибухонебезпечним. Він розкладається плавно і повністю при нагріванні до 300 ° С і більше, утворюючи натрієвий метал Na і азотний газ N ₂ .

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Це азотируючий агент, це означає, що він служить для нітрогенізації або додавання азоту до інших хімічних сполук або до поверхні таких матеріалів, як сталь.

Він стійкий у нейтральній чи лужній воді за відсутності світла. Розкладається сонячним випромінюванням.

Біохімічні властивості

Азид натрію інгібує фермент, який називається цитохром оксидаза, який знаходиться в мітохондріях клітин і значно бере участь у диханні та виробленні енергії.

Його дія перешкоджає утворенню АТФ, ключової сполуки в клітинній діяльності, і клітина погіршується або пошкоджується.

При поглинанні, вдиханні або при контакті з азидом натрію це дуже токсично і може призвести до летального результату.

Отримання

Аміак NH ₃ вступає в реакцію з металевим натрієм при 350 ° С у закритому сталевому контейнері, отримуючи амід натрію NaNH ₂ .

Амід натрію NaNH ₂ реагує з динітрогеном N ₂ O при 230 ° С в нікелевому реакторі, і таким чином утворюється суміш азиду натрію NaN ₃ , гідроксиду натрію NaOH та аміаку NH ₃ .

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

Він також може бути отриманий шляхом взаємодії аміду натрію з нітратом натрію NaNO ₃ при 175 ºC:

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

Для очищення азиду до суміші додають воду, кристали азиду промивають, а потім воду випарюють. Залишився кристалічний матеріал - це азид натрію NaN _3, який потім сушать при 110 ° C.

Програми

У автомобілях та літальних апаратах

Азид натрію здавна застосовується в автомобільній промисловості як генератор азоту для швидкого надування безпечних подушок безпеки (подушок безпеки) на кермо автомобілів та вантажних автомобілів, коли відбувається удар.

Він також використовувався на надувних гірках, які застосовуються для швидкого виходу з внутрішніх приміщень літаків, які приземлилися в надзвичайних ситуаціях.

В обох випадках механізм передбачає дію іскри для отримання негайної реакції між азидом натрію та певними сполуками, утворюючи азотний газ N ₂ та оксид натрію Na ₂ O.

У цій заявці потрібне миттєве виділення холодного та нетоксичного газу, тому азот є найбільш підходящим газом.

Захисні сумки, які вже використовувались у транспортних засобах. Автор: Марсель Лангтим. Джерело: Pixabay.

Однак це використання зменшується через токсичність азиду натрію, а натомість використовують менш токсичні сполуки.

У хімічній промисловості

Застосовується як сповільнювач у виробництві губки для запобігання згортання стиролу або бутадієну латексу при їх зберіганні в контакті з металами та для розкладання нітритів у присутності нітратів.

У сільському господарстві

Він застосовується в сільському господарстві: як біоцид і фумігант, він також є нематиком, тобто застосовується для ґрунтів для усунення нематод, які є паразитами, які атакують деякі культури.

Пошкодження, спричинені нематодами в корені рослини. Автор: RedWolf. Джерело: Wikimedia Commons.

Він також діяв як гербіцид та запобігав гниттю плодів.

Останнім часом NaN ₃ застосовується при приготуванні насіння бами або бами, щоб спостерігати їх стійкість до умов заболочення.

Насіння, на яке раніше застосовували NaN _3, генерувало розсаду, яка витримувала умови повені краще, ніж необроблені, покращувала висоту рослин, збільшувала кількість листя та збільшувала кількість коренів навіть при надлишку води.

При приготуванні інших хімічних сполук

Він використовується як хімічний реагент при синтезі органічних сполук, наприклад, для отримання багатьох органічних азидів, таких як тозил азид або азиди третинних алкільних груп, які мають важливе значення в хімічному синтезі.

Його використовують для приготування гідразоєвої кислоти (HN ₃ ) та чистого натрію (Na).

У вибухівці

Азид натрію NaN ₃ є проміжним продуктом у виробництві вибухових речовин, оскільки його використовують для отримання азиду свинцю Pb (N ₃ ) ₂ . Останнє - це з'єднання, яке вибухає при ударі силою, саме тому його застосовують у конструкції детонуючих пристроїв.

Азид натрію NaN ₃ використовується для отримання сполуки свинцю Pb (N ₃ ) ₂ азиду, що входить до складу вибухових пристроїв. Автор: OpenClipart-Vectors. Джерело: Pixabay.

У біохімічних лабораторіях

Азид натрію застосовується тоді, коли потрібне стерильне лабораторне обладнання, оскільки воно здатне знищувати різні види мікроорганізмів.

Це біоцидний засіб. Однак деякі джерела вказують на те, що деякі види бактерій стійкі до його дії.

Це досягається блокуванням ділянки зв’язування кисню в цитохромоксидазі, яка є ферментом, що бере участь у процесі виробництва енергії деяких мікроорганізмів.

Застосовується в автоматичних лічильниках крові, також при диференційному відборі бактерій і для збереження лабораторних розчинів реагентів, оскільки він перешкоджає росту в них певних мікроорганізмів.

У різних сферах використання

Азид натрію використовується в пиломатеріалах для запобігання росту коричневих грибкових плям на сосновій деревині.

Він також застосовувався в японській пивній промисловості для запобігання розвитку грибка, який темніє пиво.

Ризики

Азид натрію - це токсична сполука, яка гальмує фермент, важливий для дихання та життєдіяльності клітин людини та тварин. Було встановлено, що він може сильно впливати на клітини тканини судин головного мозку.

Його негайна дія після прийому всередину, вдихання або контакту з шкірою полягає в небезпечному зниженні артеріального тиску, що може призвести до смерті. Тому з ним потрібно поводитися дуже обережно.

Є джерела інформації, які привертають увагу до подушок безпеки транспортних засобів, які знищуються в місцях сміття.

У таких випадках люди, які не знають про небезпеку, можуть отримати доступ до родовищ NaN ₃ , це дуже токсична сполука. Крім того, існує небезпека забруднення NaN ₃ ґрунтами та водами.

Так само під час аварій, зіткнень чи пожеж на транспортних засобах люди можуть піддаватися впливу NaN _3, і це може бути недооцінене або невідоме медичним персоналом, який відвідує надзвичайну ситуацію.

Привертається також увага до впливу персоналу лабораторії, який використовує її.

Список літератури

1. Vwioko, ED та ін. (2019). Грунтовка азидом натрію підвищує толерантність до перезволоження стресу в бамбі (Abelmoschus esculentus). Агрономія 2019, 9, 670. Відновлено з сайту mdpi.com.
2. Kho, DT та ін. (2017). Ендотеліальні клітини бар'єру мозку від крові до азиду натрію та його газоподібних продуктів. Біосенсори 2017, 7, 41. Відновлено з сайту mdpi.com.
3. Національна медична бібліотека США. (2019). Азид натрію. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Талавера, М. та ін. (2019). Управління нематодами в полуничних полях Південної Іспанії. Агрономія 2019, 9, 252. Відновлено з сайту mdpi.com.
5. Окано, Т. та ін. (дев'ятнадцять дев'яносто п’ять). Механізм відшарування клітин від температурно-модульованих гідрофільно-гідрофобних полімерних поверхонь. У біоматеріалах: Срібний ювілейний збірник. Відновлено з sciencedirect.com.
6. Енциклопедія промислової хімії Уллмана. (1990). П'яте видання. Том А22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Коттон, Ф. Альберт і Вілкінсон, Джеффрі. (1980). Розширена неорганічна хімія. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
8. Chang, S. and Lamm, SH (2003). Ефекти впливу азиду натрію на здоров'я людини: огляд та аналіз літератури. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.