NATRIJEV AZID (NAN3): STRUKTURA, LASTNOSTI, UPORABE, TVEGANJA - KEMIJA - 2026

Natrijev azid je kristalna anorganski trdno snov tvori natrijev ion Na ⁺ in azida ionsko N- ₃ ^- . Njegova kemijska formula je NaN ₃ . Spojina NaN ₃ je natrijeva sol vodikovega azida HN ₃ . NaN ₃ je brezbarvna do bela kristalna trdna snov.

Čeprav gre za zelo strupeno spojino, je bila ena najbolj razširjenih uporab zračnih blazin, ki se v prometnih nesrečah napihnejo. Uporablja se tudi za hitro napihovanje zasilnih diapozitivov letal. Vendar pa je njegova uporaba zaradi strupenosti v obeh primerih močno vprašljiva.

Trdni NaN ₃ natrijev azid . I.S. Nepoklonov. Vir: Wikimedia Commons.

Uporablja se v kemijskih raziskovalnih laboratorijih za sintezo različnih vrst spojin in v biokemičnih laboratorijih za študije z bakterijami, glivami ali celicami sesalcev ali ljudi.

V nekaterih laboratorijih se uporablja za sterilizacijo materialov ali opreme, vendar se nekatere vrste mikroorganizmov upirajo njegovemu biocidnemu delovanju.

Uporabljali so ga tudi v kmetijstvu za odstranjevanje zajedavcev iz tal ali v lesni industriji, da se prepreči obarvanje borovega lesa z glivami.

Struktura

NaN ₃ natrijev azid je sestavljena iz Na ⁺ natrijev kation in N ₃ ^- azid aniona .

Natrijev azid je sestavljena iz natrijevega iona Na ⁺ in azida ion N ₃ ^- . Lukáš Mižoch. Vir: Wikimedia Commons.

Azid ionsko N- ₃ ^- tvorjena s 3 atome dušika (N), ki so povezana s kovalentnimi vezmi, ki so lahko enojna, dvojna ali trojna, ker so elektroni delita treh.

Rečeni anion ima linearno strukturo, torej tri dušikove atome, razporejene po ravni črti. Poleg tega je struktura simetrična.

Možne Lewisove strukture azidnega aniona. Avtor: Marilú Stea.

Nomenklatura

- Natrijev azid

- Natrijev azid

Lastnosti

Fizično stanje

Brezbarvna do bela kristalna trdna snov. Šestkotni kristali.

Molekularna teža

65,01 g / mol

Tališče

Razpade pri 275 ° C.

Gostota

1,846 g / cm ³ pri 20 ° C

Topnost

V vodi je zelo topen: 41,7 g / 100 ml pri 17 ° C. Je rahlo topen v etanolu in netopen v etil etru.

Konstante disociacije

Ima pK _b 9,3. Vodne raztopine vsebujejo NH ₃ , ki hitro pobegne v okolje pri 37 ° C.

Kemijske lastnosti

NaN ₃ je zelo koroziven do aluminija in zmerno do bakra in svinca.

Po določenem viru natrijev azid ni eksploziven. Pri segrevanju na 300 ° C ali več se razgradi gladko in popolnoma, tvori natrijev kovin Na in dušikov plin N ₂ .

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Je sredstvo za nitriranje, kar pomeni, da služi za nitrogenizacijo ali dodajanje dušika drugim kemičnim spojinam ali površini materialov, kot je jeklo.

Stabilen je v nevtralni ali alkalni vodi v odsotnosti svetlobe. Razpade ga zaradi sončnega sevanja.

Biokemijske lastnosti

Natrijev azid zavira encim, imenovan citokrom oksidaza, ki se nahaja v mitohondrijih celic in pomembno sodeluje pri dihanju in ustvarjanju energije.

Njegovo delovanje preprečuje nastajanje ATP, ključne spojine v celičnih dejavnostih, celica pa se pokvari ali poškoduje.

Če ga zaužijemo, vdihavamo ali v stiku z natrijevim azidom, je zelo strupen in lahko povzroči smrt.

Pridobitev

Amonijak NH ₃ reagira z natrijevo kovino Na pri 350 ° C v zaprti jekleni posodi, pri čemer dobimo natrijev amid NaNH ₂ .

Natrijev amid NaNH ₂ reagiramo s didušikovem monoksid N ₂ O pri 230 ° C v niklja reaktorju in tako zmes natrijevega azida NaN ₃ , natrijevega hidroksida NaOH in amoniak NH _{3 se tvori} .

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

Dobite ga lahko tudi z reakcijo natrijevega amida z natrijevim nitratom NaNO ₃ pri 175 ° C:

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

Za čiščenje azida zmesi dodamo vodo, kristale azida operemo in nato uparimo. Preostali kristalinični material natrijev azid NaN ₃ , ki ga nato posušimo pri 110 ° C

Prijave

V motornih vozilih in letalih

Natrijev azid se že dolgo uporablja v avtomobilski industriji kot generator dušika za hitro napihovanje varnostnih zračnih blazin (zračnih blazin) na volanih avtomobilov in tovornjakov, ko pride do trka.

Uporabljali so ga tudi na napihljivih drsnikih, ki se uporabljajo za hitro pobeg iz notranjosti letal, ki so pristala v izrednih razmerah.

V obeh primerih je mehanizem vključuje delovanje iskro za proizvodnjo takojšnje reakcije med natrijevim azidom in določene spojine, ki generira plinski dušik N ₂ in natrijev oksid Na ₂ O.

V tej aplikaciji je potrebno takojšnje sproščanje hladnega in nestrupenega plina, zato je najprimernejši dušik.

Varnostne torbe, ki so že bile uporabljene v vozilih. Avtor: Marcel Langthim. Vir: Pixabay.

Vendar se ta uporaba zmanjšuje zaradi toksičnosti natrijevega azida, namesto tega pa se uporabljajo manj strupene spojine.

V kemični industriji

Uporablja se kot zaviralno sredstvo pri izdelavi gobice, da prepreči strjevanje stirena ali butadienskega lateksa, kadar so shranjeni v stiku s kovinami, in za razgradnjo nitritov v prisotnosti nitratov.

V kmetijstvu

Uporabljajo ga v kmetijstvu: kot biocid in fumigant je tudi nematikid, torej se uporablja za tla za odstranjevanje ogorčic, ki so paraziti, ki napadajo nekatere poljščine.

Škoda, ki jo povzročajo ogorčice v korenu rastline. Avtor: RedWolf. Vir: Wikimedia Commons.

Deluje tudi kot herbicid in preprečuje gnitje plodov.

V zadnjem času se uporablja NaN ₃ pri pripravi semen okra in okra, da bi opazili njihovo odpornost na razmere na vlagi.

Semena, na katera je bil predhodno nanesen NaN _3, so ustvarila sadike, ki so poplavne razmere zdržale boljše od neobdelanih, izboljšale višino rastlin, povečale število listov in povečale število korenin tudi pri odvečni vodi.

Pri pripravi drugih kemičnih spojin

Uporablja se kot kemični reagent pri sintezi organskih spojin, na primer za pripravo številnih organskih azidov, kot so tozil azid ali azidi terciarnih alkilnih skupin, ki so pomembni pri kemični sintezi.

Uporablja se za pripravo hidrazojske kisline (HN ₃ ) in čistega natrija (Na).

V industriji eksplozivov

Natrijev azid NaN ₃ je vmesni element pri proizvodnji eksplozivov, saj se uporablja za pripravo svinčevega azida Pb (N ₃ ) ₂ . Slednja je spojina, ki eksplodira, ko jo udarimo s silo, zato se uporablja pri konstrukciji eksplozivnih naprav.

NaN ₃ natrijev azid se uporabljajo za izdelavo spojino svinec Pb (N- ₃ ) ₂ azid , da je del peskanje naprav. Avtor: OpenClipart-Vectors. Vir: Pixabay.

V biokemijskih laboratorijih

Natrijev azid se uporablja, kadar je potrebna sterilna laboratorijska oprema, saj lahko uniči različne vrste mikroorganizmov.

Je biocidno sredstvo. Vendar nekateri viri kažejo, da so nekatere vrste bakterij odporne na njegovo delovanje.

To dosežemo z blokiranjem mesta vezave kisika v citokrom oksidazi, ki je encim, ki sodeluje v procesu proizvodnje nekaterih mikroorganizmov.

Uporablja se v avtomatskih števcih krvi, tudi pri diferencialni izbiri bakterij in za ohranjanje raztopin laboratorijskih reagentov, saj preprečuje rast nekaterih mikroorganizmov v njih.

V različnih vrstah uporabe

Natrijev azid se v lesni industriji uporablja za preprečevanje rasti rjavih glivičnih madežev na borovem lesu.

Uporabljali so ga tudi v japonski industriji piva za preprečevanje razvoja glive, ki pivo potemni.

Tveganja

Natrijev azid je strupena spojina, ki zavira encim, pomemben za dihanje in življenje človeških in živalskih celic. Ugotovljeno je bilo, da lahko močno vpliva na celice možganskega tkiva krvnih žil.

Njegov neposredni učinek po zaužitju, vdihavanju ali stiku s kožo je nevarno znižanje krvnega tlaka, kar lahko vodi v smrt. Zato je treba z njim ravnati zelo previdno.

Obstajajo viri informacij, ki opozarjajo na zračne blazine vozil, ki so uničena na odpadnih območjih.

V takih primerih bi lahko ljudje, ki se ne zavedajo nevarnosti, dostopali do nahajališč NaN ₃ , kar je zelo strupena spojina. Poleg tega obstaja nevarnost onesnaženja tal in voda z NaN ₃ .

Prav tako lahko ljudje med nesrečami, trki ali požari v vozilu izstopajo NaN _3, zdravstveno osebje, ki se udeležuje nujnih primerov, pa lahko podcenjuje ali nezna.

Pozornost je pritegnila tudi izpostavljenost laboratorijskega osebja, ki ga uporablja.

Reference

1. Vwioko, ED et al. (2019). Natrijev Azidni dodatek poveča stresno toleranco proti mokanju v Okri (Abelmoschus esculentus). Agronomija 2019, 9, 670. Obnovljeno z mdpi.com.
2. Kho, DT et al. (2017). Smrt endotelijskih celic krvne možganske pregrade do natrijevega azida in njegovih plinastih produktov. Biosenzorji 2017, 7, 41. Obnovljeno z mdpi.com.
3. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Natrijev azid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. et al. (2019). Upravljanje z nematodami na jagodnih poljih južne Španije. Agronomija 2019, 9, 252. Pridobljeno z mdpi.com.
5. Okano, T. et al. (devetnajst devetdeset pet). Mehanizem odvajanja celic od temperaturno moduliranih hidrofilnih hidrofobnih polimernih površin. V Biomaterials: Silver Jubilee Compendium. Pridobljeno od sciencedirect.com.
6. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. (1990). Peta izdaja. Zvezek A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
8. Chang, S. in Lamm, SH (2003). Vplivi izpostavljenosti natrijevemu azidu na zdravje ljudi: pregled in analiza literature. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175–86. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.