Natriumazid - Sodium azide
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| Namen | |
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| Andere Namen
Natriumtrinitrid
Smite Azium |
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| Identifikatoren | |
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3D-Modell ( JSmol )
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| ECHA-Infokarte |
100.043.487 
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| EG-Nummer | |
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PubChem- CID
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| RTECS-Nummer | |
| UNII | |
| UN-Nummer | 1687 |
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CompTox-Dashboard ( EPA )
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| Eigenschaften | |
| NaN 3 | |
| Molmasse | 65.0099 g/mol |
| Aussehen | farbloser bis weißer Feststoff |
| Geruch | geruchlos |
| Dichte | 1,846 g / cm 3 (20 ° C) |
| Schmelzpunkt | 275 °C (527 °F; 548 K) heftige Zersetzung |
| 38,9 g/100 ml (0 °C) 40,8 g/100 ml (20 °C) 55,3 g/100 ml (100 °C) |
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| Löslichkeit | sehr gut löslich in Ammoniak wenig löslich in Benzol unlöslich in Ether , Aceton , Hexan , Chloroform |
| Löslichkeit in Methanol | 2,48 g/100ml (25 °C) |
| Löslichkeit in Ethanol | 0,22 g/100 ml (0 °C) |
| Säure (p K a ) | 4,8 |
| Struktur | |
| Sechseckig , hR12 | |
| R-3m, Nr. 166 | |
| Thermochemie | |
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Wärmekapazität ( C )
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76,6 J/(mol·K) |
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Std molare
Entropie ( S |
70,5 J/(mol·K) |
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Std
Bildungsenthalpie (Δ f H ⦵ 298 ) |
21,3 kJ/mol |
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Gibbs freie Energie (Δ f G ˚)
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99,4 kJ/mol |
| Gefahren | |
| Sicherheitsdatenblatt | ICSC 0950 |
| GHS-Piktogramme |
   
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| GHS-Signalwort | Achtung |
| H300 , H310 , H400 , H410 | |
| P260 , P280 , P301+310 , P501 | |
| NFPA 704 (Feuerdiamant) | |
| Flammpunkt | 300 °C (572 °F; 573 K) |
| Letale Dosis oder Konzentration (LD, LC): | |
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LD 50 ( mediane Dosis )
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27 mg/kg (oral, Ratten/Mäuse) |
| NIOSH (US-Grenzwerte für die Gesundheitsbelastung): | |
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PEL (zulässig)
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keiner |
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REL (empfohlen)
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C 0,1 ppm (als HN 3 ) [Haut] C 0,3 mg/m 3 (als NaN 3 ) [Haut] |
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IDLH (unmittelbare Gefahr)
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ND |
| Verwandte Verbindungen | |
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Andere Anionen
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Natriumcyanid |
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Andere Kationen
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Kaliumazid Ammoniumazid |
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Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
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 überprüfen ( was ist ?)
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| Infobox-Referenzen | |
Natriumazid ist die anorganische Verbindung mit der Formel NaN 3 . Dieses farblose Salz ist die gasbildende Komponente in älteren Auto- Airbagsystemen . Es wird zur Herstellung anderer Azidverbindungen verwendet. Es ist eine ionische Substanz ist sehr gut löslich in Wasser und ist sehr akut giftig.
Struktur
Natrium - Azid ist ein ionischer Feststoff . Zwei kristalline Formen sind bekannt, rhomboedrisch und hexagonal. Beide nehmen Schichtstrukturen an. Das Azid-Anion ist in jeder Form sehr ähnlich und zentrosymmetrisch mit NN-Abständen von 1.18 Å. Das Na + -Ion hat eine oktaedrische Geometrie. Jedes Azid ist an sechs Na + -Zentren mit drei Na-N-Bindungen an jedes endständige Stickstoffzentrum gebunden .
Vorbereitung
Die gängige Synthesemethode ist das „ Wislicenus- Verfahren“, das in zwei Schritten in flüssigem Ammoniak abläuft . Im ersten Schritt wird Ammoniak umgewandelt zu Natriumamid von metallischem Natrium :
- 2 Na + 2 NH 3 → 2 NaNH 2 + H 2
Es ist eine Redoxreaktion , in der metallische Natrium ein ergibt Elektron auf ein Proton von Ammoniak , die in reduziert wird Wasserstoffgas. Natrium löst sich leicht in flüssigem Ammoniak, um hydratisierte Elektronen zu erzeugen, die für die blaue Farbe der resultierenden Flüssigkeit verantwortlich sind. Bei dieser Reaktion entstehen die Na + und NH 2 – Ionen.
Das Natriumamid wird anschließend mit Lachgas kombiniert :
- 2 NaNH 2 + N 2 O → NaN 3 + NaOH + NH 3
Diese Reaktionen sind die Grundlage der industriellen Route, die im Jahr 2004 rund 250 Tonnen pro Jahr produzierte, wobei die Produktion aufgrund der Popularisierung von Airbags zunahm .
Labormethoden
Curtius und Thiele entwickelten ein weiteres Herstellungsverfahren, bei dem ein Nitritester mit Hydrazin in Natriumazid umgewandelt wird. Diese Methode eignet sich für die Laborpräparation von Natriumazid:
- 2 NaNO 2 + 2 C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 → 2 C 2 H 5 ONO + Na 2 SO 4 + 2 H
2Ö - C 2 H 5 ONO + N 2 H 4 • H 2 O + NaOH → NaN 3 + C 2 H 5 OH + 3 H
2Ö
Alternativ kann das Salz durch die Reaktion von Natriumnitrat mit Natriumamid erhalten werden .
Chemische Reaktionen
Die Behandlung von Natriumazid mit starken Säuren ergibt Salzwasserstoffsäure , die ebenfalls äußerst giftig ist:
-
h+
+ Nein−
3→ HN
3
Wässrige Lösungen enthalten winzige Mengen an Azid , dessen Bildung durch folgendes Gleichgewicht beschrieben wird:
-
n−
3+ H
2O ⇌ HN
3+ OH−
(K = 10−4,6
)
Natriumazid kann durch Behandlung mit salpetriger Säurelösung zerstört werden:
- 2 NaN 3 + 2 HNO 2 → 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
Anwendungen
Auto-Airbags und Flugzeug-Fluchtrutschen
Ältere Airbag- Formulierungen enthielten Mischungen von Oxidationsmitteln und Natriumazid und anderen Mitteln, einschließlich Zünder und Beschleuniger. Eine elektronische Steuerung bringt dieses Gemisch bei einem Autounfall zur Detonation:
- 2 NaN 3 → 2 Na + 3 N 2
Die gleiche Reaktion tritt beim Erhitzen des Salzes auf ungefähr 300 °C auf. Das gebildete Natrium ist allein eine potenzielle Gefahr und wird in Auto-Airbags durch Reaktion mit anderen Inhaltsstoffen wie Kaliumnitrat und Kieselsäure umgewandelt . Im letzteren Fall entstehen unschädliche Natriumsilikate. Natriumazid wird auch in Flugzeug-Fluchtrutschen verwendet. Airbags der neueren Generation enthalten Nitroguanidin oder ähnliche weniger empfindliche Explosivstoffe wie Guanidinnitrat .
Organische und anorganische Synthese
Aufgrund seiner Explosionsgefahr hat Natriumazid in der großtechnischen organischen Chemie nur einen eingeschränkten Wert. Im Labor wird es in der organischen Synthese verwendet , um die funktionelle Azidgruppe durch Verdrängung von Halogeniden einzuführen . Die funktionelle Azidgruppe kann danach durch Reduktion entweder mit SnCl 2 in Ethanol oder Lithiumaluminiumhydrid oder einem tertiären Phosphin , wie Triphenylphosphin in der Staudinger-Reaktion , mit Raney-Nickel oder mit Schwefelwasserstoff in Pyridin, in ein Amin umgewandelt werden .
Natriumazid ist ein vielseitiger Vorläufer anderer anorganischer Azidverbindungen, zB Bleiazid und Silberazid , die in Sprengstoffen verwendet werden.
Biochemie und biomedizinische Anwendungen
Natriumazid ist ein nützliches Sondenreagenz und ein Konservierungsmittel .
In Krankenhäusern und Labors ist es ein Biozid ; es ist besonders wichtig in Massenreagenzien und Vorratslösungen, die ansonsten das Bakterienwachstum unterstützen könnten, wo das Natriumazid als Bakteriostatikum wirkt, indem es Cytochromoxidase in gramnegativen Bakterien hemmt ; einige grampositive Bakterien ( Streptokokken , Pneumokokken , Laktobazillen ) sind jedoch intrinsisch resistent.
Landwirtschaftliche Verwendungen
Es wird in der Landwirtschaft zur Schädlingsbekämpfung von bodenbürtigen Krankheitserregern wie Meloidogyne incognita oder Helicotylenchus dihystera eingesetzt .
Es wird auch als Mutagen für die Kulturauswahl von Pflanzen wie Reis, Gerste oder Hafer verwendet.
Sicherheitsaspekte
Natriumazid verursacht seit Jahrzehnten Todesfälle. Es ist ein schweres Gift. Es besitzt die höchste Bewertung der NFPA 704 von 4 auf der Gesundheitsskala. Bei Hautkontakt oder Verschlucken kann es tödlich sein. Schon kleinste Mengen können Symptome verursachen. Die Toxizität dieser Verbindung ist es , daß der löslichen Alkali vergleichbar Cyaniden . Von verbrauchten Airbags wurde keine Toxizität berichtet.
Es erzeugt extrapyramidale Symptome mit Nekrose der Großhirnrinde , des Kleinhirns und der Basalganglien . Toxizität kann auch Hypotension , Blindheit und hepatische Nekrose. Natriumazid erhöht die zyklischen GMP- Spiegel in Gehirn und Leber durch Aktivierung der Guanylatzyklase .
Natriumazidlösungen reagieren mit Metallionen, um Metallazide auszufällen, die stoßempfindlich und explosiv sein können. Dies sollte bei der Auswahl eines nichtmetallischen Transportbehälters für Natriumazidlösungen im Labor berücksichtigt werden. Dies kann auch zu potenziell gefährlichen Situationen führen, wenn Azidlösungen direkt in den Abfluss in ein sanitäres Abwassersystem entsorgt werden sollen. Metall im Rohrleitungssystem könnte reagieren und hochempfindliche Metallazidkristalle bilden, die sich über Jahre ansammeln können. Für die sichere und umweltgerechte Entsorgung von Azidlösungsrückständen sind angemessene Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.