AZID SODNÝ (NAN3): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE - 2025

Azid sodný je krystalická anorganická pevná látka o sodíkových iontů Na ⁺ a azid ion N ₃ ^-. Jeho chemický vzorec je NaN ₃. Sloučenina NaN ₃, je sodná sůl kyseliny azidovodíkové HN ₃. NaN ₃ je bezbarvá až bílé krystalické pevné látky.

Přestože se jedná o velmi toxickou sloučeninu, bylo jedním z nejrozšířenějších použití v airbagech, které se při nehodách vozidla okamžitě nafouknou. Používá se také k rychlému nafouknutí nouzových skluzů letadel. V současné době je však jeho použití v obou případech kvůli jeho toxicitě velmi zpochybňováno.

Pevné NaN ₃ azid sodný. И.С. Непоклонов. Zdroj: Wikimedia Commons.

Používá se v chemických výzkumných laboratořích k syntéze různých typů sloučenin a v biochemických laboratořích pro studium bakterií, hub nebo savčích nebo lidských buněk.

V některých laboratořích se používá ke sterilizaci materiálů nebo zařízení, ale určité typy mikroorganismů odolávají jeho biocidnímu působení.

Používá se také v zemědělství k odstranění parazitů z půdy nebo v dřevařském průmyslu, aby se zabránilo zabarvení borovicového dřeva houbami.

Struktura

NaN ₃ azidu sodného se skládá z Na ⁺ kationtu sodného a N- ₃ ^- azidu aniontu.

Azid sodný je tvořena sodného iontu Na ⁺ a azidové ionty N ₃ ^-. Lukáš Mižoch. Zdroj: Wikimedia Commons.

Azid ion N ₃ ^- je tvořena 3 atomy dusíku (N), vzájemně spojených kovalentními vazbami, které mohou být jednoduché, dvojité nebo trojité, protože elektrony jsou sdíleny mezi tři.

Uvedený anion má lineární strukturu, tj. Tři atomy dusíku uspořádané v přímé linii. Kromě toho je struktura symetrická.

Možné Lewisovy struktury azidového aniontu. Autor: Marilú Stea.

Nomenklatura

- Azid sodný

- Azid sodný

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá až bílá krystalická pevná látka. Šestihranné krystaly.

Molekulární váha

65,01 g / mol

Bod tání

Rozkládá se při 275 ° C.

Hustota

1,846 g / cm ³ při 20 ° C

Rozpustnost

Je velmi rozpustný ve vodě: 41,7 g / 100 ml při 17 ° C. Je mírně rozpustný v ethanolu a nerozpustný v ethyletheru.

Disociační konstanty

Má pK _b 9,3. Vodné roztoky obsahují NH ₃, který se rychle uniká do prostředí při teplotě 37 ° C.

Chemické vlastnosti

NaN ₃ je velmi korozivní vůči hliníku a mírně vůči mědi a olovu.

Podle určitého zdroje není azid sodný výbušný. Se rozkládá plynule a úplně při zahřátí na 300 ° C nebo více, tvořící kovový sodík Na, a plynný dusík N ₂.

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Jedná se o nitridační činidlo, to znamená, že slouží k dusíkatizaci nebo přidání dusíku k jiným chemickým sloučeninám nebo na povrch materiálů, jako je ocel.

Je stabilní v neutrální nebo alkalické vodě za nepřítomnosti světla. Rozkládá se slunečním zářením.

Biochemické vlastnosti

Azid sodný inhibuje enzym zvaný cytochrom oxidáza, který se nachází v mitochondriích buněk a významně se podílí na dýchání a tvorbě energie.

Jeho působení zabraňuje tvorbě ATP, klíčové sloučeniny v buněčných činnostech a buňka se zhoršuje nebo poškozuje.

Při požití, vdechnutí nebo kontaktu s azidem sodným je velmi toxický a může být fatální.

Získání

Amoniak NH ₃ se nechá reagovat s kovovým sodíkem sodným při 350 ° C v ocelové nádobě uzavřené, čímž se získá amid sodíku NaNH ₂.

Sodík amid NaNH ₂ se nechá reagovat s oxid dusný N ₂ O na 230 ° C v reaktoru, niklu, a tedy směsi azid sodný NaN ₃, roztoku hydroxidu sodného NaOH a amoniak NH _{3 je vytvořen}.

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

Lze jej také získat reakcí amidu sodného s dusičnanem sodným NaNO ₃ při 175 ° C:

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

K čištění azidu se ke směsi přidá voda, krystaly azidu se promyjí a poté se voda odpaří. Zbývající krystalický materiál je azid sodný NaN ₃, který se pak suší při teplotě 110 ° C,

Aplikace

V motorových vozidlech a letadlech

Azid sodný se již dlouho používá v automobilovém průmyslu jako generátor dusíku pro rychlé nafouknutí bezpečnostních airbagů (airbagů) na volantech osobních a nákladních vozidel, když dojde k nárazu.

To bylo také používáno v nafukovacích skluzavkách, které se používají k rychlému úniku z vnitřku letadel, které přistály v nouzových situacích.

V obou případech je mechanismus zahrnuje působení jiskry produkovat okamžitou reakci mezi azidem sodným a některých sloučenin, generující dusík N ₂ a oxid sodný Na ₂ O.

V této aplikaci je nutné okamžité uvolnění studeného a netoxického plynu, takže dusík je nejvhodnějším plynem.

Bezpečnostní tašky, které již byly použity ve vozidlech. Autor: Marcel Langthim. Zdroj: Pixabay.

Toto použití však klesá v důsledku toxicity azidu sodného a místo toho se používají méně toxické sloučeniny.

V chemickém průmyslu

Používá se jako retardér při výrobě houby na bázi gumy, aby se zabránilo koagulaci styrenu nebo butadienového latexu při skladování ve styku s kovy a aby se dusitany rozkládaly v přítomnosti dusičnanů.

V zemědělství

Používá se v zemědělství: jako biocid a fumigant je také nematocid, to znamená, že se používá na půdu k odstranění nematod, což jsou paraziti napadající některé plodiny.

Poškození způsobené hlístami v kořeni rostliny. Autor: RedWolf. Zdroj: Wikimedia Commons.

Působil také jako herbicid a zabraňoval hnilobě ovoce.

Nedávno byl NaN ₃ používán při přípravě okra nebo semen okra k pozorování jejich odolnosti vůči podmínkám zamokření.

Semena, na která se předtím aplikoval NaN _3, vytvořila sazenice, které odolávaly povodňovým podmínkám lépe než neošetřené, zlepšovaly výšku rostlin, zvyšovaly počet listů a zvyšovaly počet kořenů i s přebytečnou vodou.

Při přípravě dalších chemických sloučenin

Používá se jako chemické činidlo při syntéze organických sloučenin, například k přípravě mnoha organických azidů, jako je tosyl azid nebo azidů terciárních alkylových skupin, které jsou důležité při chemické syntéze.

Používá se k přípravě kyseliny hydrazoové (HN ₃) a čistého sodíku (Na).

V průmyslu výbušnin

NaN ₃ azid sodný je meziproduktem pro výrobu výbušnin, protože se používá pro přípravu azidu olovnatého Pb (N ₃) ₂. Ten je směsí, která exploduje při nárazu silou, proto se používá při konstrukci detonačních zařízení.

NaN ₃ azid sodný se používá, aby se sloučeniny olova Pb (N ₃) ₂ azidu, který je součástí trhací zařízení. Autor: OpenClipart-Vectors. Zdroj: Pixabay.

V biochemických laboratořích

Azid sodný se používá, je-li vyžadováno sterilní laboratorní vybavení, protože je schopné ničit různé typy mikroorganismů.

Je to biocidní látka. Některé zdroje však naznačují, že některé typy bakterií jsou vůči jeho působení rezistentní.

Toho je dosaženo blokováním místa vázajícího kyslík v cytochrom oxidáza, což je enzym zapojený do procesu produkce energie některých mikroorganismů.

Používá se v automatických krevních počítačích, také při diferenciálním výběru bakterií a k uchovávání laboratorních roztoků reagencií, protože v nich brání růstu určitých mikroorganismů.

Při různých použitích

Azid sodný se používá v dřevařském průmyslu k zabránění růstu hnědých plísňových skvrn na borovém lese.

To bylo také používáno v japonském pivním průmyslu, aby se zabránilo vývoji houby, která zatemňuje pivo.

Rizika

Azid sodný je toxická sloučenina, která inhibuje enzym důležitý pro dýchání a život lidských a živočišných buněk. Bylo zjištěno, že může vážně ovlivnit buňky tkáně krevních cév mozku.

Jeho okamžitým účinkem po požití, vdechnutí nebo kontaktu s kůží je nebezpečně nižší krevní tlak, který může vést k úmrtí. Proto se s ním musí zacházet velmi opatrně.

Existují zdroje informací, které upozorňují na airbagy vozidel zničených v odpadních oblastech.

V takových případech by lidé, kteří nevědí o nebezpečí, měli přístup k depozitům NaN ₃, což je velmi toxická sloučenina. Kromě toho existuje nebezpečí kontaminace půd a vod NaN ₃.

Stejně tak při nehodách, srážkách nebo požárech vozidel mohou být lidé vystaveni působení NaN _3, což může zdravotnický personál, který se účastnil nouzového stavu, podceňovat nebo neznámo.

Pozornost byla také věnována expozici laboratorního personálu, který ji používá.

Reference

1. Vwioko, ED a kol. (2019). Naturace azidu sodíku zvyšuje toleranci namáhání namáháním v Okře (Abelmoschus esculentus). Agronomy 2019, 9, 670. Obnoveno z mdpi.com.
2. Kho, DT a kol. (2017). Endotelové buňky bariéry pro smrt mozku v krvi na azid sodný a jeho plynné produkty. Biosensors 2017, 7, 41. Obnoveno z mdpi.com.
3. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Azid sodný. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. a kol. (2019). Nematode Management v jahodových polích jižního Španělska. Agronomy 2019, 9, 252. Obnoveno z mdpi.com.
5. Okano, T. a kol. (devatenáct devadesát pět). Mechanismus oddělení buněk od teplotně modulovaných hydrofilních hydrofobních polymerních povrchů. In The Biomaterials: Silver Jubilee Compendium. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Ullmannova encyklopedie průmyslové chemie. (1990). Páté vydání. Svazek A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
8. Chang, S. a Lamm, SH (2003). Účinky expozice azidu sodíku na lidské zdraví: přehled a analýza literatury. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.