NATRIUMAZID (NAN3): STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK, RISIKO - KJEMI - 2026

Den natriumazid er et krystallinsk, uorganisk fast stoff ble dannet ved natriumion Na ⁺ og azidion N ₃ ^- . Den kjemiske formelen er NaN ₃ . Forbindelsen NaN ₃ er natriumsaltet av hydrazosyre HN ₃ . NaN ₃ er et fargeløst til hvitt krystallinsk fast stoff.

Selv om det er en meget giftig forbindelse, har en av de mest utbredte bruksområdene vært i kollisjonsposer som blåses opp umiddelbart under kjøretøyulykker. Det brukes også til raskt å blåse opp nødbildene til fly. Imidlertid blir bruken i dag svært stilt spørsmål i begge tilfeller på grunn av dens toksisitet.

Fast NaN _3- natriumazid . И.С. Непоклонов. Kilde: Wikimedia Commons.

Det brukes i kjemiske forskningslaboratorier for å syntetisere forskjellige typer forbindelser og i biokjemiske laboratorier for studier med bakterier, sopp, eller pattedyrceller eller humane celler.

I noen laboratorier brukes det til å sterilisere materialer eller utstyr, men visse typer mikroorganismer motstår dets biocidale virkning.

Det har også blitt brukt i landbruket for å eliminere parasitter fra jorda eller i trelastindustrien for å forhindre furu ved å flekker med sopp.

Struktur

NaN ₃ natriumazid består av en Na ⁺ natrium kation og en N ₃ ^- azid anion .

Natriumazid består av natriumion Na ⁺ og azidion N ₃ ^- . Lukáš Mižoch. Kilde: Wikimedia Commons.

Azidionet N ₃ ^- dannes av 3 nitrogenatomer (N) koblet sammen av kovalente bindinger som kan være enkelt, dobbelt eller trippel, siden elektronene deles mellom de tre.

Nevnte anion har en lineær struktur, det vil si de tre nitrogenatomer som er anordnet i en rett linje. Videre er strukturen symmetrisk.

Mulige Lewis-strukturer av azidanionen. Forfatter: Marilú Stea.

nomenklatur

- Natriumazid

- Natriumazid

Egenskaper

Fysisk tilstand

Fargeløst til hvitt krystallinsk fast stoff. Sekskantede krystaller.

Molekylær vekt

65,01 g / mol

Smeltepunkt

Den brytes ned ved 275 ° C.

tetthet

1,846 g / cm ³ ved 20 ºC

løselighet

Den er veldig løselig i vann: 41,7 g / 100 ml ved 17 ºC. Den er lett løselig i etanol og uoppløselig i etyleter.

Dissosiasjonskonstanter

Den har en pK _b på 9,3. Vandige oppløsninger inneholder NH ₃ , som raskt slipper ut i omgivelsene ved 37 ºC.

Kjemiske egenskaper

NaN ₃ er veldig etsende mot aluminium og moderat mot kobber og bly.

Ifølge en viss kilde er natriumazid ikke eksplosivt. Det spaltes jevnt og fullstendig når de oppvarmes til 300 ° C eller mer under dannelse av natriummetall Na og nitrogengass N ₂ .

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Det er et nitrideringsmiddel, dette betyr at det tjener til å nitrogenisere eller tilsette nitrogen til andre kjemiske forbindelser eller til overflaten av materialer som stål.

Det er stabilt i nøytralt eller alkalisk vann i fravær av lys. Det brytes ned av solstråling.

Biokjemiske egenskaper

Natriumazid hemmer et enzym kalt cytokromoksydase som finnes i mitokondriene i celler og er betydelig involvert i respirasjon og energiproduksjon.

Dens virkning forhindrer generering av ATP, en nøkkelforbindelse i cellulære aktiviteter, og cellen forverres eller skader.

Hvis den svelges, inhaleres eller i kontakt med natriumazid, er det veldig giftig og kan være dødelig.

Å skaffe

Ammoniakk NH ₃ omsettes med natrium-metall Na ved 350 ° C i en lukket stålbeholder, idet det oppnås natriumamid NaNH ₂ .

Den natriumamid NaNH ₂ blir omsatt med dinitrogenmonoksyd N ₂ O ved 230 ° C i en nikkelreaktor, og således en blanding av natriumazid NaN ₃ , natriumhydroksyd NaOH og ammoniakk NH _{3 er dannet} .

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

Det kan også oppnås ved å reagere natriumamid med natriumnitrat NaNO ₃ ved 175 ºC:

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

For å rense azidet tilsettes vann til blandingen, krystallene av azidet vaskes og deretter fordampes vannet. Det gjenværende krystallinske materialet er natriumazid NaN ₃ som deretter tørkes ved 110 ° C.

applikasjoner

I motorkjøretøyer og fly

Natriumazid har lenge vært brukt i bilindustrien som nitrogengenerator for raskt å blåse opp sikkerhets-kollisjonsputer (kollisjonsputer) på rattene til biler og lastebiler når det oppstår en innvirkning.

Det har også blitt brukt i oppblåsbare lysbilder som brukes til å raskt rømme fra det indre av fly som har landet i nødssituasjoner.

I begge tilfeller er den mekanismen involverer virkningen av en gnist for å produsere en øyeblikkelig reaksjon mellom natriumazid og visse forbindelser, genererende nitrogengass N ₂ og natriumoksyd Na ₂ O.

I denne applikasjonen er øyeblikkelig frigjøring av en kald og ikke-giftig gass nødvendig, så nitrogen er den mest passende gassen.

Sikkerhetsposer som allerede er brukt i kjøretøy. Forfatter: Marcel Langthim. Kilde: Pixabay.

Imidlertid avtar denne bruken på grunn av toksisiteten til natriumazid og mindre giftige forbindelser blir brukt i stedet.

I den kjemiske industrien

Det brukes som en retarder for fremstilling av svampgummi, for å forhindre koagulering av styren eller butadienlatex når de lagres i kontakt med metaller og for å spalte nitritter i nærvær av nitrater.

I landbruket

Det har blitt brukt i landbruket: som et biocid og et røykmiddel er det også nematicid, det vil si at det blir brukt på jordsmonn for å eliminere nematoder, som er parasitter som angriper noen avlinger.

Skader forårsaket av nematoder i roten av en plante. Forfatter: RedWolf. Kilde: Wikimedia Commons.

Det har også fungert som et ugressmiddel og for å forhindre rotting av frukt.

Nylig har NaN ₃ blitt brukt til fremstilling av okra eller okrafrø for å observere deres motstand mot vannforhold.

Frøene som NaN ₃ tidligere ble brukt på, genererte frøplanter som motstå flomforholdene bedre enn de ubehandlede, forbedret høyden på plantene, økte antall blader og økte antall røtter selv med overflødig vann.

I fremstillingen av andre kjemiske forbindelser

Det brukes som et kjemisk reagens i syntesen av organiske forbindelser, for eksempel for å fremstille mange organiske azider, så som tosylazid eller azider av tertiære alkylgrupper, som er viktige i kjemisk syntese.

Den brukes til å tilberede hydrazoic acid (HN ₃ ) og rent natrium (Na).

I sprengstoffindustrien

NaN ₃ natriumazid er et mellomprodukt ved fremstilling av sprengstoffer, som det er brukt for fremstilling av blyazid Pb (N- ₃ ) ₂ . Det siste er en forbindelse som eksploderer når den blir truffet med kraft, og det er grunnen til at den brukes i konstruksjonen av detonerende enheter.

NaN _3- natriumazid brukes til å gjøre forbindelsen bly Pb (N ₃ ) _2- azid som er en del av sprengningsanordninger. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

I biokjemiske laboratorier

Natriumazid brukes når det er nødvendig med sterilt laboratorieutstyr, da det er i stand til å ødelegge forskjellige typer mikroorganismer.

Det er et biocidmiddel. Imidlertid indikerer noen kilder at noen typer bakterier er resistente mot dens virkning.

Dette oppnås ved å blokkere oksygenbindingsstedet i cytokromoksydase, som er et enzym involvert i energiproduksjonsprosessen til noen mikroorganismer.

Det brukes i automatiske blodteller, også i differensialvalg av bakterier og for å bevare laboratoriereagensløsninger da det forhindrer vekst av visse mikroorganismer i dem.

I forskjellige bruksområder

Natriumazid brukes i trelastindustrien for å forhindre vekst av brune soppflekker på furu.

Det har også blitt brukt i den japanske ølindustrien for å forhindre utvikling av en sopp som mørkner øl.

risiko

Natriumazid er en giftig forbindelse som hemmer et enzym som er viktig for respirasjon og levetiden til mennesker og dyr. Det har blitt funnet at det kan påvirke cellene i hjernevev i hjernen alvorlig.

Den umiddelbare virkningen etter svelging, innånding eller hudkontakt er å redusere blodtrykket farlig, noe som kan føre til død. Derfor må det håndteres med stor omhu.

Det er informasjonskilder som vekker oppmerksomhet til kollisjonsputer fra kjøretøy som er ødelagt i avfallsområder.

I slike tilfeller kan personer som ikke er klar over faren, få tilgang til NaN _3- forekomstene , dette er en veldig giftig forbindelse. I tillegg er det fare for forurensning med NaN ₃ av jord og farvann.

På samme måte kan personer under ulykker, kollisjoner eller kjøretøybranner bli utsatt for NaN _3, og dette kan undervurderes eller være ukjent av medisinsk personell som deltok i nødsituasjonen.

Det er også blitt oppmerksom på eksponeringen av laboratoriepersonell som bruker den.

referanser

1. Vwioko, ED et al. (2019). Primering av natriumazid forbedrer vannavlastningstoleranse i Okra (Abelmoschus esculentus). Agronomy 2019, 9, 670. Gjenopprettet fra mdpi.com.
2. Kho, DT et al. (2017). Død av endotelceller i blodhjernebarrieren til natriumazid og dets gassformede produkter. Biosensors 2017, 7, 41. Gjenopprettet fra mdpi.com.
3. US National Library of Medicine. (2019). Natriumazid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. et al. (2019). Nematode Management i jordbærfeltene i Sør-Spania. Agronomy 2019, 9, 252. Gjenopprettet fra mdpi.com.
5. Okano, T. et al. (nitten nitti fem). Mekanisme for cellefrigjøring fra temperaturmodulerte, hydrofile-hydrofobe polymeroverflater. I The Biomaterials: Silver Jubilee Compendium. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Ullmanns leksikon for industriell kjemi. (1990). Femte utgave. Volum A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
8. Chang, S. og Lamm, SH (2003). Menneskets helseeffekter av eksponering av natriumazid: En litteraturgjennomgang og analyse. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.