NATRIUMAZID (NAN3): STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN, RISKER - KEMI - 2026

Den natriumazid är en kristallin oorganisk fast substans bildades genom natriumjon Na ⁺ och azidjon N ₃ ^- . Dess kemiska formel är NaN ₃ . Föreningen NaN ₃ är natriumsaltet av väteazid HN ₃ . NaN ₃ är ett färglöst till vitt kristallint fast ämne.

Även om det är en mycket giftig förening har en av dess mest utbredda användningar varit i krockkuddar som blåser upp direkt vid fordonsolyckor. Det används också för att snabbt blåsa upp nödbilden i flygplan. Emellertid ifrågasätts användningen för närvarande mycket i båda fallen på grund av dess toxicitet.

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

Det används i kemiska forskningslaboratorier för att syntetisera olika typer av föreningar och i biokemiska laboratorier för studier med bakterier, svampar eller däggdjursceller eller mänskliga celler.

I vissa laboratorier används det för att sterilisera material eller utrustning, men vissa typer av mikroorganismer motstår dess biocida verkan.

Det har också använts inom jordbruket för att eliminera parasiter från marken eller i timmerindustrin för att förhindra att tall trä får svampar.

Strukturera

NaN ₃ natriumazid består av en Na ⁺ natriumkation och en N ₃ ^- azidanjon .

Natriumazid består av natriumjonen Na ⁺ och azidjonen N ₃ ^- . Lukáš Mižoch. Källa: Wikimedia Commons.

Azidjonen N ₃ ^- är bildad av 3 kväveatomer (N) sammanlänkade med kovalenta bindningar som kan vara enkel, dubbel eller tredubbel, eftersom elektronerna delas mellan de tre.

Nämnda anjon har en linjär struktur, det vill säga de tre kväveatomerna anordnade i en rak linje. Dessutom är strukturen symmetrisk.

Möjliga Lewis-strukturer för azidanjonen. Författare: Marilú Stea.

Nomenklatur

- Natriumazid

- Natriumazid

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös till vit kristallin fast substans. Hexagonala kristaller.

Molekylvikt

65,01 g / mol

Smältpunkt

Den sönderdelas vid 275 ° C.

Densitet

1,846 g / cm ³ vid 20 ° C

löslighet

Det är mycket lösligt i vatten: 41,7 g / 100 ml vid 17 ºC. Den är något löslig i etanol och olöslig i etyleter.

Dissociation konstanter

Den har en pK _b på 9,3. Vattenhaltiga lösningar innehåller NH ₃ , som snabbt strömmar ut till omgivningen vid 37 ° C.

Kemiska egenskaper

NaN ₃ är mycket frätande mot aluminium och måttligt mot koppar och bly.

Enligt en viss källa är natriumazid inte explosivt. Den sönderdelas smidigt och fullständigt vid upphettning till 300 ° C eller mer, bildar natriummetall Na och kvävgas N ₂ .

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Det är ett nitrideringsmedel, det betyder att det tjänar till att kväve eller sätta kväve till andra kemiska föreningar eller till ytan på material som stål.

Det är stabilt i neutralt eller alkaliskt vatten i frånvaro av ljus. Det sönderdelas av solstrålning.

Biokemiska egenskaper

Natriumazid hämmar ett enzym som kallas cytokromoxidas som finns i cellens mitokondrier och är betydligt involverat i andning och energiproduktion.

Dess verkan förhindrar generering av ATP, en nyckelförening i cellulära aktiviteter och cellen försämras eller skadas.

Om det intas, inandas eller i kontakt med natriumazid är det mycket giftigt och kan vara dödligt.

Erhållande

Ammoniak NH ₃ reageras med natriummetall Na vid 350 ° C i en sluten behållare av stål, erhållande natriumamid NaNH ₂ .

Den natriumamid NaNH ₂ bringas att reagera med dikvävemonoxid N ₂ O vid 230 ° C i en nickelreaktor, och sålunda en blandning av natriumazid NaNs ₃ , natriumhydroxid NaOH och ammoniak NH _{3 bildas} .

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

Det kan också erhållas genom att reagera natriumamid med natriumnitrat NaNO ₃ vid 175 ° C:

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

För att rena aziden tillsättes vatten till blandningen, azidens kristaller tvättas och därefter avdunstas vattnet. Den återstående kristallina materialet är natriumazid NaNs ₃ , som sedan torkas vid 110 ° C.

tillämpningar

I motorfordon och flygplan

Natriumazid har länge använts i bilindustrin som kvävegenerator för att snabbt blåsa upp säkerhetsluckkuddar (krockkuddar) på rattarna på bilar och lastbilar när en påverkan inträffar.

Det har också använts i uppblåsbara objektglas som tjänar till att snabbt fly från det inre av plan som har landat i nödsituationer.

I båda fallen, inbegriper den mekanism verkan av en gnista för att producera en omedelbar reaktion mellan natriumazid och vissa föreningar, genererande kvävgas N ₂ och natriumoxid Na ₂ O.

I denna ansökan krävs omedelbar frisättning av en kall och icke-giftig gas, så kväve är den mest lämpliga gasen.

Säkerhetsväskor som redan har använts i fordon. Författare: Marcel Langthim. Källa: Pixabay.

Emellertid minskar denna användning på grund av toxiciteten för natriumazid och mindre giftiga föreningar används istället.

Inom den kemiska industrin

Det används som retarder för tillverkning av svampgummi, för att förhindra koagulering av styren eller butadienlatex när de lagras i kontakt med metaller och för att sönderdela nitriter i närvaro av nitrater.

Inom jordbruket

Det har använts i jordbruket: som biocid och rökmedel är det också nematicid, det vill säga den appliceras på jordar för att eliminera nematoder, som är parasiter som attackerar vissa grödor.

Skador orsakade av nematoder i en plantas rot. Författare: RedWolf. Källa: Wikimedia Commons.

Det har också fungerat som en herbicid och för att förhindra ruttning av frukt.

Nyligen har NaN ₃ använts för framställning av okra- eller okrafrön för att observera deras motståndskraft mot vattendrag.

Fröna på vilka NaN ₃ tidigare applicerades genererade plantor som motståde översvämningsförhållandena bättre än de obehandlade, förbättrade växternas höjd, ökade antalet löv och ökade antalet rötter även med överskott av vatten.

Vid framställning av andra kemiska föreningar

Det används som ett kemiskt reagens i syntesen av organiska föreningar, till exempel för att framställa många organiska azider, såsom tosylazid eller azider av tertiära alkylgrupper, vilka är viktiga för kemisk syntes.

Den används för att framställa hydrazoesyra (HN ₃ ) och rent natrium (Na).

I sprängämnesindustrin

NaN ₃ natriumazid är en mellanprodukt vid framställningen av sprängämnen, eftersom den används för framställning av blyazid Pb (N ₃ ) ₂ . Det senare är en förening som exploderar när den slås med kraft, varför den används vid konstruktion av detonerande anordningar.

NaN ₃ natriumazid används för att göra den förening bly Pb (N ₃ ) ₂ azid som är en del av blästringsanordningar. Författare: OpenClipart-Vectors. Källa: Pixabay.

I biokemiska laboratorier

Natriumazid används när steril laboratorieutrustning krävs, eftersom den kan förstöra olika typer av mikroorganismer.

Det är ett biocidmedel. Vissa källor indikerar emellertid att vissa typer av bakterier är resistenta mot dess verkan.

Detta uppnås genom att blockera syrebindningsstället i cytokromoxidas, vilket är ett enzym som är involverat i energiproduktionsprocessen för vissa mikroorganismer.

Det används i automatiska blodräknare, även i differentiellt urval av bakterier och för att bevara laboratoriereagenslösningar eftersom det förhindrar tillväxt av vissa mikroorganismer i dem.

I olika användningsområden

Natriumazid används i timmerindustrin för att förhindra tillväxt av bruna svampfläckar på tall.

Det har också använts i den japanska ölindustrin för att förhindra utvecklingen av en svamp som mörknar öl.

risker

Natriumazid är en giftig förening som hämmar ett enzym som är viktigt för andning och liv för människors och djurceller. Det har visat sig att det kan påverka cellerna i hjärnans blodkärlsvävnad allvarligt.

Dess omedelbara effekt efter förtäring, inandning eller hudkontakt är att farligt sänka blodtrycket, vilket kan leda till döden. Därför måste det hanteras med stor omsorg.

Det finns informationskällor som uppmärksammar krockkudden på fordon som förstörs i avfallsområden.

I sådana fall kan personer som inte är medvetna om faran få tillgång till NaN _3- avlagringarna , vilket är en mycket giftig förening. Dessutom finns det en risk för kontaminering med NaN ₃ av jord och vatten.

På samma sätt, under olyckor, kollisioner eller fordonsbränder, kan människor utsättas för NaN ₃ och detta kan underskattas eller okänd av den medicinska personalen som deltar i akut.

Uppmärksamhet har också uppmärksammats på exponeringen av laboratoriepersonal som använder den.

referenser

1. Vwioko, ED et al. (2019). Natriumazidbearbetning förbättrar spänningstolerans i vattenkraften i Okra (Abelmoschus esculentus). Agronomy 2019, 9, 670. Återställs från mdpi.com.
2. Kho, DT et al. (2017). Död av endotelceller av blodhjärnbarriär till natriumazid och dess gasformiga produkter. Biosensors 2017, 7, 41. Återställs från mdpi.com.
3. US National Library of Medicine. (2019). Natriumazid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. et al. (2019). Nematodhantering i Strawberry Fields i södra Spanien. Agronomy 2019, 9, 252. Återställs från mdpi.com.
5. Okano, T. et al. (nittonhundranittiofem). Mekanism för cellavskiljning från temperaturmodulerade, hydrofila-hydrofoba polymerytor. I The Biomaterials: Silver Jubilee Compendium. Återställs från sciencedirect.com.
6. Ullmanns encyklopedi för industriell kemi. (1990). Femte upplagan. Volym A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
8. Chang, S. och Lamm, SH (2003). Mänskliga hälsoeffekter av exponering av natriumazid: En litteraturöversikt och analys. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.