Natriumazid (NaN3) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

3240
David Holt
Natriumazid (NaN3) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

Det Natriumazid er et krystallinsk uorganisk fast stof dannet af natriumionen Na+ og azidionen N3-. Dens kemiske formel er NaN3. Forbindelsen NaN3 er natriumsaltet af hydrazoesyre HN3. NaN3 er et farveløst til hvidt krystallinsk fast stof.

Selv om det er en meget giftig forbindelse, har en af ​​dens mest udbredte anvendelser været i airbags, der pustes op øjeblikkeligt under køretøjsulykker. Det bruges også til hurtigt at blæse nødrutschebaner på fly. Imidlertid er dets anvendelse i øjeblikket meget spørgsmålstegn ved i begge tilfælde på grund af dets toksicitet..

NaN-natriumazid3 solid. И.С. Непоклонов [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Det bruges i kemiske forskningslaboratorier til at syntetisere forskellige typer forbindelser og i biokemiske laboratorier til studier med bakterier, svampe eller celler fra pattedyr eller mennesker.

I nogle laboratorier bruges det til at sterilisere materialer eller udstyr, men visse typer mikroorganismer modstår dets biocide virkning..

Det er også blevet brugt i landbruget til at fjerne parasitter fra jorden eller i træindustrien for at forhindre fyrretræ i at plette med svampe.

Artikelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvægt
    • 3.3 Smeltepunkt
    • 3.4 Tæthed
    • 3.5 Opløselighed
    • 3.6 Dissociationskonstanter
    • 3.7 Kemiske egenskaber
    • 3.8 Biokemiske egenskaber
  • 4 Opnåelse
  • 5 anvendelser
    • 5.1 I motorkøretøjer og fly
    • 5.2 I den kemiske industri
    • 5.3 I landbruget
    • 5.4 Ved fremstilling af andre kemiske forbindelser
    • 5.5 I sprængstofindustrien
    • 5.6 I biokemiske laboratorier
    • 5.7 I forskellige anvendelser
  • 6 risici
  • 7 Referencer

Struktur

NaN-natriumazid3 er dannet af en natriumkation Na+ og en azidanion N3-.

Natriumazid består af natriumionen Na+ og azidionen N3-. Lukáš Mižoch [Offentligt domæne]. Kilde: Wikimedia Commons.

Azidionen N3- Den består af 3 nitrogenatomer (N) forbundet med kovalente bindinger, der kan være enkle, dobbelte eller tredobbelte, da elektronerne deles mellem de tre.

Nævnte anion har en lineær struktur, det vil sige de tre nitrogenatomer arrangeret i en lige linje. Derudover er strukturen symmetrisk.

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

Nomenklatur

- Natriumazid

- Natriumazid

Ejendomme

Fysisk tilstand

Farveløst til hvidt krystallinsk fast stof. Sekskantede krystaller.

Molekylær vægt

65,01 g / mol

Smeltepunkt

Den nedbrydes ved 275 ºC.

Massefylde

1,846 g / cm3 ved 20 ºC

Opløselighed

Det er meget opløseligt i vand: 41,7 g / 100 ml ved 17 ºC. Det er let opløseligt i ethanol og uopløseligt i ethylether.

Dissociationskonstanter

Har en pKb af 9.3. Vandige opløsninger indeholder NH3, der hurtigt slipper ud i miljøet ved 37 ºC.

Kemiske egenskaber

NaN3 det er meget ætsende over for aluminium og moderat mod kobber og bly.

Ifølge en bestemt kilde er natriumazid ikke eksplosivt. Det nedbrydes glat og fuldstændigt, når det opvarmes til 300 ° C eller mere, hvorved der dannes natriummetal Na og nitrogengas Nto.

2 NaN3 → 2 Na + 3 Nto

Det er et nitreringsmiddel, det betyder, at det tjener til at nitrogenisere eller tilføje nitrogen til andre kemiske forbindelser eller til overfladen af ​​materialer såsom stål..

Det er stabilt i neutralt eller alkalisk vand i fravær af lys. Det nedbrydes af solstråling.

Biokemiske egenskaber

Natriumazid hæmmer et enzym kaldet cytochromoxidase, som findes i mitokondrier i celler og er signifikant involveret i respiration og energiproduktion i dette..

Dets handling forhindrer dannelsen af ​​ATP, en nøgleforbindelse i cellulære aktiviteter, og cellen forværres eller beskadiges.

Hvis det indtages, indåndes eller er i kontakt med natriumazid, er det meget giftigt og kan være livsfarligt..

Opnåelse

Ammoniak NH omsættes3 med natriummetal Na ved 350 ºC i en lukket stålbeholder til opnåelse af natriumamid NaNHto.

Natriumamid NaNHto reageres med dinitrogenmonoxid NtoEller ved 230 ºC i en nikkelreaktor, og således dannes en blanding af natriumazid NaN3, natriumhydroxid NaOH og ammoniak NH3.

2 NaNHto + NtoO → NaN3 + NaOH + NH3

Det kan også opnås ved omsætning af natriumamid med natriumnitrat NaNO3 ved 175 ºC:

3 NaNHto + Storebror3 → NaN3 + 3 NaOH + NH3

For at rense azidet tilsættes vand til blandingen, azidkrystallerne vaskes, og derefter fordampes vandet. Det tilbageværende krystallinske materiale er natriumazid NaN3 som derefter tørres ved 110 ºC.

Ansøgninger

I motorkøretøjer og fly

Natriumazid har længe været brugt i bilindustrien som en nitrogengenerator til hurtig oppustning af airbags. airbags) sikkerhed for rattet på biler og lastbiler, når der opstår en kollision.

Det er også blevet brugt i oppustelige dias, der tjener til hurtigt at flygte fra det indre af fly, der er landet i nødsituationer..

I begge tilfælde involverer mekanismen virkningen af ​​en gnist for at frembringe en øjeblikkelig reaktion mellem natriumazid og visse forbindelser, der genererer nitrogengas Nto og natriumoxid NatoELLER.

I denne ansøgning kræves øjeblikkelig frigivelse af en kold og ikke-giftig gas, så kvælstof er den mest passende gas..

Sikkerhedsposer, der allerede er brugt i køretøjer. Forfatter: Marcel Langthim. Kilde: Pixabay.

Denne anvendelse er imidlertid faldende på grund af toksiciteten af ​​natriumazid, og der anvendes mindre giftige forbindelser i stedet..

I den kemiske industri

Det bruges som en retarder til fremstilling af svampegummi for at forhindre koagulation af styren eller butadien latex, når de opbevares i kontakt med metaller og nedbryde nitrit i nærvær af nitrater.

I landbruget

Det er blevet brugt i landbruget: som biocid og fumigant er det også et nematicid, det vil sige det påføres jord for at eliminere nematoder, som er parasitter, der angriber nogle afgrøder.

Skader forårsaget af nematoder i rodens rod. Forfatter: RedWolf. [http://www.ars-grin.gov/ars/SoAtlantic/fp/stpp/burelle/burelle.html] Kilde: Wikimedia Commons.

Det har også fungeret som et herbicid og for at forhindre frugtrot.

For nylig blev NaN3 er blevet brugt til fremstilling af okra- eller okrafrø for at observere deres modstandsdygtighed over for vandforsyningsforhold.

Frø, som NaN tidligere blev anvendt på3 genererede kimplanter, der modstod oversvømmelsesforholdene bedre end de ubehandlede, forbedrede plantens højde, øgede antallet af blade og øgede antallet af rødder selv med overskydende vand.

Ved fremstilling af andre kemiske forbindelser

Det bruges som et kemisk reagens i syntesen af ​​organiske forbindelser, for eksempel til fremstilling af mange organiske azider, såsom tosylazid eller azider fra tertiære alkylgrupper, som er vigtige i kemisk syntese.

Det bruges til at fremstille hydrazoesyre (HN3) og rent natrium (Na).

I sprængstofindustrien

NaN-natriumazid3 er et mellemprodukt til fremstilling af sprængstoffer, da det bruges til fremstilling af blyazid Pb (N3)to. Sidstnævnte er en forbindelse, der eksploderer, når den rammes med kraft, hvorfor den bruges til konstruktion af detonerende enheder..

NaN-natriumazid3 bruges til at fremstille blyazid Pb (N3)to forbindelse, der er en del af enheder til generering af eksplosioner. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

I biokemiske laboratorier

Natriumazid anvendes, når der kræves sterilt laboratorieudstyr, da det er i stand til at ødelægge forskellige typer mikroorganismer.

Det er et biocidmiddel. Imidlertid viser nogle kilder, at nogle typer bakterier er resistente over for dens virkning..

Dette opnås ved at blokere iltbindingsstedet i cytochromoxidase, som er et enzym involveret i energiproduktionsprocessen for nogle mikroorganismer..

Det bruges i automatiske blodtællere, også i differentieret udvælgelse af bakterier og til at bevare laboratoriereagensopløsninger, da det forhindrer væksten af ​​visse mikroorganismer i disse.

I forskellige anvendelser

Natriumazid bruges i tømmerindustrien for at forhindre vækst af brune svampepletter på fyrretræ..

Det er også blevet brugt i den japanske ølindustri for at forhindre udviklingen af ​​en svamp, der mørker ølen..

Risici

Natriumazid er en toksisk forbindelse, der hæmmer et enzym, der er vigtigt for åndedræt og liv for mennesker og dyr. Det har vist sig, at det kan påvirke cellerne i hjernens blodkarvæv alvorligt.

Dens umiddelbare virkning efter indtagelse, indånding eller hudkontakt er at nedsætte blodtrykket farligt, hvilket kan føre til døden. Derfor skal det håndteres med stor forsigtighed..

Der er informationskilder, der gør opmærksom på airbags i køretøjer, der ødelægges i affaldsområder.

I sådanne tilfælde kunne folk, der ikke er opmærksomme på faren, få adgang til NaN-aflejringerne.3, dette er en meget giftig forbindelse. Derudover er der fare for forurening med NaN3 jord og vand.

På samme måde kan folk blive udsat for NaN under ulykker, kollisioner eller køretøjsbrande3 og dette kan undervurderes eller ukendt af det medicinske personale, der deltager i nødsituationen.

Der er også gjort opmærksom på eksponering af laboratoriepersonale, der bruger den.

Referencer

  1. Vwioko, E.D. et al. (2019). Sodium Azide Priming forbedrer vandtæthedstresstolerance i Okra (Abelmoschus esculentus). Agronomy 2019, 9, 670. Gendannet fra mdpi.com.
  2. Kho, D.T. et al. (2017). Død af blod-hjernebarriere endotelceller til natriumazid og dets gasformige produkter. Biosensorer 2017, 7, 41. Gendannet fra mdpi.com.
  3. OS. National Library of Medicine. (2019). Natriumazid. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Talavera, M. et al. (2019). Nematode Management i Strawberry Fields i det sydlige Spanien. Agronomy 2019, 9, 252. Gendannet fra mdpi.com.
  5. Okano, T. et al. (nitten femoghalvfems). Mekanisme for cellefrakobling fra temperaturmodulerede, hydrofile-hydrofobe polymeroverflader. I The Biomaterials: Silver Jubilee Compendium. Gendannet fra sciencedirect.com.
  6. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte udgave. Bind A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  7. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & Sons.
  8. Chang, S. og Lamm, S.H. (2003). Virkninger på menneskers sundhed af eksponering af natriumazid: En litteraturanmeldelse og analyse. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.

Endnu ingen kommentarer