- Struktur
- Nomenklatur
- Eigenschaften
- Körperlicher Status
- Molekulargewicht
- Schmelzpunkt
- Dichte
- Löslichkeit
- Dissoziationskonstanten
- Chemische Eigenschaften
- Biochemische Eigenschaften
- Erhalten
- Anwendungen
- In Kraftfahrzeugen und Flugzeugen
- In der chemischen Industrie
- In der Landwirtschaft
- Bei der Herstellung anderer chemischer Verbindungen
- In der Sprengstoffindustrie
- In biochemischen Labors
- In verschiedenen Anwendungen
- Risiken
- Verweise
Das Natriumazid ist ein kristalliner anorganischer Feststoff, der aus dem Natriumion Na + und dem Azidion N 3 - gebildet wird . Seine chemische Formel lautet NaN 3 . Die Verbindung NaN 3 ist das Natriumsalz der Salzsäure HN 3 . NaN 3 ist ein farbloser bis weißer kristalliner Feststoff.
Obwohl es sich um eine sehr giftige Verbindung handelt, wurden Airbags, die sich bei Fahrzeugunfällen sofort aufblasen, am häufigsten eingesetzt. Es wird auch verwendet, um die Notrutschen von Flugzeugen schnell aufzublasen. In beiden Fällen wird seine Verwendung jedoch aufgrund seiner Toxizität derzeit stark in Frage gestellt.
Festes NaN 3 -Natriumazid . И.С. Непоклонов. Quelle: Wikimedia Commons.
Es wird in chemischen Forschungslabors zur Synthese verschiedener Arten von Verbindungen und in biochemischen Labors für Studien mit Bakterien, Pilzen oder Säugetier- oder menschlichen Zellen verwendet.
In einigen Labors wird es zum Sterilisieren von Materialien oder Geräten verwendet, aber bestimmte Arten von Mikroorganismen widerstehen seiner bioziden Wirkung.
Es wurde auch in der Landwirtschaft verwendet, um Parasiten aus dem Boden zu entfernen, oder in der Holzindustrie, um zu verhindern, dass Kiefernholz mit Pilzen befleckt wird.
Struktur
NaN 3 Natriumazid ist aus einem aus Na + Natrium - Kation und eine N 3 - Azidanion .
Natriumazid besteht aus dem Natriumion Na + und dem Azidion N 3 - . Lukáš Mižoch. Quelle: Wikimedia Commons.
Das Azidion N 3 - wird durch 3 Stickstoffatome (N) gebildet, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind, die einfach, doppelt oder dreifach sein können, da die Elektronen zwischen den drei geteilt werden.
Das Anion hat eine lineare Struktur, dh die drei Stickstoffatome sind in einer geraden Linie angeordnet. Darüber hinaus ist die Struktur symmetrisch.
Mögliche Lewis-Strukturen des Azidanions. Verfasser: Marilú Stea.
Nomenklatur
- Natriumazid
- Natriumazid
Eigenschaften
Körperlicher Status
Farbloser bis weißer kristalliner Feststoff. Sechseckige Kristalle.
Molekulargewicht
65,01 g / mol
Schmelzpunkt
Es zersetzt sich bei 275 ° C.
Dichte
1,846 g / cm 3 bei 20 ºC
Löslichkeit
Es ist in Wasser sehr gut löslich: 41,7 g / 100 ml bei 17 ºC. Es ist in Ethanol schwer löslich und in Ethylether unlöslich.
Dissoziationskonstanten
Es hat einen pK b von 9,3. Wässrige Lösungen enthalten NH 3 , das bei 37 ° C schnell in die Umwelt entweicht.
Chemische Eigenschaften
NaN 3 ist gegenüber Aluminium sehr ätzend und gegenüber Kupfer und Blei mäßig.
Laut einer bestimmten Quelle ist Natriumazid nicht explosiv. Es zersetzt sich glatt und vollständig, wenn es auf 300 ° C oder mehr erhitzt wird, und bildet Natriummetall Na und Stickstoffgas N 2 .
2 NaN 3 → 2 Na + 3 N 2 ↑
Es ist ein Nitriermittel, dh es dient zur Stickstoffbildung oder Zugabe von Stickstoff zu anderen chemischen Verbindungen oder zur Oberfläche von Materialien wie Stahl.
Es ist in neutralem oder alkalischem Wasser in Abwesenheit von Licht stabil. Es wird durch Sonnenstrahlung zersetzt.
Biochemische Eigenschaften
Natriumazid hemmt ein Enzym namens Cytochromoxidase, das in den Mitochondrien von Zellen vorkommt und maßgeblich an der Atmung und Energieerzeugung beteiligt ist.
Seine Wirkung verhindert die Erzeugung von ATP, einer Schlüsselverbindung bei zellulären Aktivitäten, und die Zelle verschlechtert sich oder beschädigt sich.
Bei Verschlucken, Einatmen oder Kontakt mit Natriumazid ist es sehr giftig und kann tödlich sein.
Erhalten
Ammoniak NH 3 wird mit Natriummetall Na bei 350 ° C in einem geschlossenen Stahlbehälter umgesetzt, wobei Natriumamid NaNH 2 erhalten wird .
Das Natriumamid NaNH 2 wird mit Distickstoffmonoxid N 2 O bei 230 ° C in einem Nickelreaktor umgesetzt und somit ein Gemisch aus Natriumazid NaN 3 , Natriumhydroxid NaOH und Ammoniak NH 3 gebildet .
2 NaNH 2 + N 2 O → NaN 3 + NaOH + NH 3
Es kann auch durch Umsetzen von Natriumamid mit Natriumnitrat NaNO 3 bei 175 ºC erhalten werden:
3 NaNH 2 + NaNO 3 → NaN 3 + 3 NaOH + NH 3
Zur Reinigung des Azids wird Wasser zu der Mischung gegeben, die Kristalle des Azids werden gewaschen und dann wird das Wasser verdampft. Das verbleibende kristalline Material ist Natriumazid NaN 3, das dann bei 110 ° C getrocknet wird.
Anwendungen
In Kraftfahrzeugen und Flugzeugen
Natriumazid wird in der Automobilindustrie häufig als Stickstoffgenerator verwendet, um Sicherheitsairbags (Airbags) in den Lenkrädern von PKW und LKW bei einem Aufprall schnell aufzublasen.
Es wurde auch in aufblasbaren Rutschen verwendet, die verwendet werden, um schnell aus dem Inneren von Flugzeugen zu entkommen, die in Notsituationen gelandet sind.
In beiden Fällen beinhaltet der Mechanismus die Wirkung eines Funkens, um eine sofortige Reaktion zwischen Natriumazid und bestimmten Verbindungen zu erzeugen, wobei Stickstoffgas N 2 und Natriumoxid Na 2 O erzeugt werden.
Bei dieser Anwendung ist die sofortige Freisetzung eines kalten und ungiftigen Gases erforderlich, daher ist Stickstoff das am besten geeignete Gas.
Sicherheitstaschen, die bereits in Fahrzeugen verwendet wurden. Verfasser: Marcel Langthim. Quelle: Pixabay.
Diese Verwendung nimmt jedoch aufgrund der Toxizität von Natriumazid ab und stattdessen werden weniger toxische Verbindungen verwendet.
In der chemischen Industrie
Es wird als Verzögerer bei der Herstellung von Schwammkautschuk verwendet, um die Koagulation von Styrol- oder Butadienlatex zu verhindern, wenn diese in Kontakt mit Metallen gelagert werden, und um Nitrite in Gegenwart von Nitraten zu zersetzen.
In der Landwirtschaft
Es wurde in der Landwirtschaft verwendet: Als Biozid und Begasungsmittel ist es auch Nematizid, dh es wird auf Böden angewendet, um Nematoden zu eliminieren, die Parasiten sind, die einige Pflanzen befallen.
Schäden durch Nematoden in der Wurzel einer Pflanze. Autor: RedWolf. Quelle: Wikimedia Commons.
Es hat auch als Herbizid und gegen das Verrotten von Früchten gewirkt.
Kürzlich wurde NaN 3 bei der Herstellung von Okra oder Okra-Samen verwendet, um deren Beständigkeit gegen Staunässebedingungen zu beobachten.
Die Samen, auf die zuvor NaN 3 aufgetragen wurde, erzeugten Sämlinge, die den Flutbedingungen besser standhielten als die unbehandelten, die Höhe der Pflanzen verbesserten, die Anzahl der Blätter erhöhten und die Anzahl der Wurzeln selbst bei überschüssigem Wasser erhöhten.
Bei der Herstellung anderer chemischer Verbindungen
Es wird als chemisches Reagenz bei der Synthese organischer Verbindungen verwendet, um beispielsweise viele organische Azide wie Tosylazid oder Azide von tertiären Alkylgruppen herzustellen, die für die chemische Synthese wichtig sind.
Es wird zur Herstellung von Salzsäure (HN 3 ) und reinem Natrium (Na) verwendet.
In der Sprengstoffindustrie
Natriumazid NaN 3 ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Sprengstoffen, da es zur Herstellung von Bleiazid Pb (N 3 ) 2 verwendet wird . Letzteres ist eine Verbindung, die explodiert, wenn sie mit Gewalt getroffen wird, weshalb sie beim Bau von Sprengvorrichtungen verwendet wird.
NaN 3 -Natriumazid wird verwendet, um die Verbindung Blei Pb (N 3 ) 2 -azid herzustellen, die Teil von Strahlvorrichtungen ist. Autor: OpenClipart-Vektoren. Quelle: Pixabay.
In biochemischen Labors
Natriumazid wird verwendet, wenn sterile Laborgeräte benötigt werden, da es verschiedene Arten von Mikroorganismen zerstören kann.
Es ist ein Biozidmittel. Einige Quellen weisen jedoch darauf hin, dass einige Arten von Bakterien gegen ihre Wirkung resistent sind.
Dies wird erreicht, indem die Sauerstoffbindungsstelle in der Cytochromoxidase blockiert wird, einem Enzym, das am Energieerzeugungsprozess einiger Mikroorganismen beteiligt ist.
Es wird in automatischen Blutzählern verwendet, auch bei der differenziellen Auswahl von Bakterien und zur Konservierung von Laborreagenzlösungen, da es das Wachstum bestimmter Mikroorganismen in diesen verhindert.
In verschiedenen Anwendungen
Natriumazid wird in der Holzindustrie verwendet, um das Wachstum brauner Pilzflecken auf Kiefernholz zu verhindern.
Es wurde auch in der japanischen Bierindustrie verwendet, um die Entwicklung eines Pilzes zu verhindern, der das Bier verdunkelt.
Risiken
Natriumazid ist eine toxische Verbindung, die ein Enzym hemmt, das für die Atmung und das Leben menschlicher und tierischer Zellen wichtig ist. Es wurde festgestellt, dass es die Zellen des Blutgefäßgewebes des Gehirns stark beeinträchtigen kann.
Die unmittelbare Wirkung nach Verschlucken, Einatmen oder Hautkontakt besteht darin, den Blutdruck gefährlich zu senken, was zum Tod führen kann. Daher muss mit großer Sorgfalt umgegangen werden.
Es gibt Informationsquellen, die auf die Airbags von Fahrzeugen aufmerksam machen, die in Abfallbereichen zerstört werden.
In solchen Fällen könnten Personen, die sich der Gefahr nicht bewusst sind, auf die NaN 3 -Lager zugreifen , da dies eine sehr giftige Verbindung ist. Darüber hinaus besteht die Gefahr einer Kontamination von Böden und Gewässern mit NaN 3 .
Ebenso können Personen bei Unfällen, Kollisionen oder Fahrzeugbränden NaN 3 ausgesetzt sein, was vom medizinischen Personal, das an dem Notfall teilnimmt , unterschätzt oder unbekannt sein kann.
Es wurde auch auf die Exposition des Laborpersonals hingewiesen, das es verwendet.
Verweise
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