- Structuur
- Nomenclatuur
- Eigendommen
- Fysieke toestand
- Molecuulgewicht
- Smeltpunt
- Dichtheid
- Oplosbaarheid
- Dissociatieconstanten
- Chemische eigenschappen
- Biochemische eigenschappen
- Het verkrijgen van
- Toepassingen
- In motorvoertuigen en vliegtuigen
- In de chemische industrie
- In de landbouw
- Bij de bereiding van andere chemische verbindingen
- In de explosievenindustrie
- In biochemische laboratoria
- In verschillende toepassingen
- Risico's
- Referenties
Het natriumazide is een kristallijne anorganische vaste stof gevormd door natriumion Na + en azide-ion N 3 - . De chemische formule is NaN 3 . De verbinding NaN 3 is het natriumzout van hydrazoëzuur HN 3 . NaN 3 is een kleurloze tot witte kristallijne vaste stof.
Hoewel het een zeer giftige stof is, is een van de meest voorkomende toepassingen ervan geweest in airbags die onmiddellijk worden opgeblazen tijdens auto-ongelukken. Het wordt ook gebruikt om snel de noodglijbanen van vliegtuigen op te blazen. Het gebruik ervan wordt momenteel echter in beide gevallen sterk in twijfel getrokken vanwege de toxiciteit ervan.
Vast NaN 3 natriumazide . И.С. Непоклонов. Bron: Wikimedia Commons.
Het wordt gebruikt in chemische onderzoekslaboratoria om verschillende soorten verbindingen te synthetiseren en in biochemische laboratoria voor studies met bacteriën, schimmels of zoogdier- of menselijke cellen.
In sommige laboratoria wordt het gebruikt om materialen of apparatuur te steriliseren, maar bepaalde soorten micro-organismen zijn bestand tegen de biocide werking.
Het wordt ook in de landbouw gebruikt om parasieten uit de bodem te verwijderen of in de houtindustrie om te voorkomen dat dennenhout wordt bevlekt met schimmels.
Structuur
NaN 3 natriumazide bestaat uit een Na + natriumkation en een N 3 - azide-anion .
Natriumazide bestaat uit het natriumion Na + en het azide-ion N 3 - . Lukáš Mižoch. Bron: Wikimedia Commons.
Het azide-ion N 3 - wordt gevormd door 3 stikstofatomen (N) die met elkaar zijn verbonden door covalente bindingen die enkel, dubbel of drievoudig kunnen zijn, aangezien de elektronen tussen de drie worden gedeeld.
Het anion heeft een lineaire structuur, dat wil zeggen dat de drie stikstofatomen in een rechte lijn zijn gerangschikt. Bovendien is de structuur symmetrisch.
Mogelijke Lewis-structuren van het azide-anion. Auteur: Marilú Stea.
Nomenclatuur
- Natriumazide
- Natriumazide
Eigendommen
Fysieke toestand
Kleurloze tot witte kristallijne vaste stof. Zeshoekige kristallen.
Molecuulgewicht
65,01 g / mol
Smeltpunt
Het ontleedt bij 275 ° C.
Dichtheid
1,846 g / cm 3 bij 20 ° C
Oplosbaarheid
Het is zeer oplosbaar in water: 41,7 g / 100 ml bij 17 ºC. Het is enigszins oplosbaar in ethanol en onoplosbaar in ethylether.
Dissociatieconstanten
Het heeft een pK b van 9,3. Waterige oplossingen bevatten NH 3 , dat bij 37 ºC snel naar het milieu ontsnapt.
Chemische eigenschappen
NaN 3 is zeer corrosief ten opzichte van aluminium en matig ten opzichte van koper en lood.
Volgens een bepaalde bron is natriumazide niet explosief. Het ontleedt soepel en volledig bij verhitting tot 300 ° C of hoger, waarbij natriummetaal Na en stikstofgas N 2 worden gevormd .
2 NaN 3 → 2 Na + 3 N 2 ↑
Het is een nitreermiddel, dat wil zeggen dat het dient om stikstof te stikstof maken of toe te voegen aan andere chemische verbindingen of aan het oppervlak van materialen zoals staal.
Het is stabiel in neutraal of alkalisch water bij afwezigheid van licht. Het wordt afgebroken door zonnestraling.
Biochemische eigenschappen
Natriumazide remt een enzym genaamd cytochroomoxidase dat wordt aangetroffen in de mitochondriën van cellen en significant betrokken is bij ademhaling en energieopwekking.
Zijn werking verhindert de vorming van ATP, een belangrijke stof in cellulaire activiteiten en de cel gaat achteruit of beschadigt.
Als het wordt ingeslikt, ingeademd of in contact komt met natriumazide, is het zeer giftig en kan het dodelijk zijn.
Het verkrijgen van
Ammoniak NH 3 wordt in een gesloten stalen container omgezet met natriummetaal Na bij 350 ºC, waarbij natriumamide NaNH 2 wordt verkregen .
De natriumamide Nanh 2 omgezet met distikstofmonoxide N 2 O bij 230 ° C in een nikkel reactor, en dus een mengsel van natriumazide NaN 3 , natriumhydroxide NaOH en ammoniak NH 3 gevormd .
2 NaNH 2 + N 2 O → NaN 3 + NaOH + NH 3
Het kan ook worden verkregen door natriumamide te laten reageren met natriumnitraat NaNO 3 bij 175 ºC:
3 NaNH 2 + NaNO 3 → NaN 3 + 3 NaOH + NH 3
Om het azide te zuiveren, wordt water aan het mengsel toegevoegd, worden de kristallen van het azide gewassen en vervolgens wordt het water verdampt. Het resterende kristallijne materiaal is natriumazide NaN 3 dat vervolgens wordt gedroogd bij 110 ° C.
Toepassingen
In motorvoertuigen en vliegtuigen
Natriumazide wordt al lang in de auto-industrie gebruikt als stikstofgenerator om snel veiligheidsairbags (airbags) op de stuurwielen van auto's en vrachtwagens op te blazen bij een botsing.
Het is ook gebruikt in opblaasbare glijbanen die worden gebruikt om snel te ontsnappen uit het interieur van vliegtuigen die in noodsituaties zijn geland.
In beide gevallen omvat het mechanisme de werking van een vonk om een onmiddellijke reactie teweeg te brengen tussen natriumazide en bepaalde verbindingen, waarbij stikstofgas N 2 en natriumoxide Na 2 O vrijkomt .
Bij deze toepassing is de onmiddellijke afgifte van een koud en niet-giftig gas vereist, dus stikstof is het meest geschikte gas.
Veiligheidstassen die al in voertuigen zijn gebruikt. Auteur: Marcel Langthim. Bron: Pixabay.
Dit gebruik neemt echter af vanwege de toxiciteit van natriumazide en in plaats daarvan worden er minder giftige verbindingen gebruikt.
In de chemische industrie
Het wordt gebruikt als vertrager bij de vervaardiging van sponsrubber, om de coagulatie van styreen of butadieenlatex te voorkomen wanneer ze in contact met metalen worden bewaard en om nitrieten af te breken in aanwezigheid van nitraten.
In de landbouw
Het is gebruikt in de landbouw: als biocide en ontsmettingsmiddel is het ook nematicide, dat wil zeggen, het wordt toegepast op bodems om nematoden te elimineren, dit zijn parasieten die sommige gewassen aantasten.
Schade veroorzaakt door nematoden in de wortel van een plant. Auteur: RedWolf. Bron: Wikimedia Commons.
Het heeft ook als herbicide gewerkt en om het rotten van fruit te voorkomen.
Onlangs is NaN 3 gebruikt bij de bereiding van okra- of okra-zaden om hun weerstand tegen wateroverlast te observeren.
De zaden waarop eerder NaN 3 werd aangebracht, produceerden zaailingen die de overstromingsomstandigheden beter weerstonden dan de onbehandelde, de hoogte van de planten verbeterden, het aantal bladeren en het aantal wortels verhoogden zelfs met overtollig water.
Bij de bereiding van andere chemische verbindingen
Het wordt gebruikt als chemisch reagens bij de synthese van organische verbindingen, bijvoorbeeld om veel organische aziden te bereiden, zoals tosylazide of aziden van tertiaire alkylgroepen, die belangrijk zijn bij chemische synthese.
Het wordt gebruikt om hydrazoëzuur (HN 3 ) en zuiver natrium (Na) te bereiden .
In de explosievenindustrie
NaN 3 natriumazide is een tussenproduct bij de fabricage van explosieven, aangezien het wordt gebruikt voor de bereiding van loodazide Pb (N 3 ) 2 . Dit laatste is een verbinding die explodeert wanneer deze met kracht wordt geraakt, en daarom wordt het gebruikt bij de constructie van ontstekingsinrichtingen.
NaN 3 natriumazide wordt gebruikt om het samengestelde lood Pb (N 3 ) 2 azide te maken dat deel uitmaakt van straalapparatuur. Auteur: OpenClipart-Vectors. Bron: Pixabay.
In biochemische laboratoria
Natriumazide wordt gebruikt wanneer steriele laboratoriumapparatuur vereist is, omdat het in staat is verschillende soorten micro-organismen te vernietigen.
Het is een biocide stof. Sommige bronnen geven echter aan dat sommige soorten bacteriën resistent zijn tegen de werking ervan.
Dit wordt bereikt door het blokkeren van de zuurstofbindingsplaats in cytochroomoxidase, een enzym dat betrokken is bij het energieproductieproces van sommige micro-organismen.
Het wordt gebruikt in automatische bloedtellers, ook bij de differentiële selectie van bacteriën en om laboratoriumreagensoplossingen te bewaren, aangezien het de groei van bepaalde micro-organismen daarin voorkomt.
In verschillende toepassingen
Natriumazide wordt in de houtindustrie gebruikt om de groei van bruine schimmelvlekken op dennenhout te voorkomen.
Het is ook gebruikt in de Japanse bierindustrie om de ontwikkeling van een schimmel die bier donkerder maakt te voorkomen.
Risico's
Natriumazide is een giftige stof die een enzym remt dat belangrijk is voor de ademhaling en het leven van menselijke en dierlijke cellen. Het is gebleken dat het de cellen van het bloedvatweefsel van de hersenen ernstig kan aantasten.
Het onmiddellijke effect na inname, inademing of huidcontact is een gevaarlijk verlaging van de bloeddruk, wat tot de dood kan leiden. Daarom moet het met de grootste zorg worden behandeld.
Er zijn informatiebronnen die de aandacht vestigen op de airbags van voertuigen die in afvalgebieden worden vernield.
In dergelijke gevallen kunnen mensen die zich niet bewust zijn van het gevaar, toegang krijgen tot de NaN 3- afzettingen , aangezien dit een zeer giftige verbinding is. Daarnaast bestaat er gevaar voor verontreiniging met NaN 3 van bodem en water.
Evenzo kunnen tijdens ongevallen, botsingen of voertuigbranden mensen worden blootgesteld aan NaN 3 en dit kan worden onderschat of onbekend door het medisch personeel dat de noodsituatie bijwoont.
De aandacht is ook gevestigd op de blootstelling van laboratoriumpersoneel dat het gebruikt.
Referenties
- Vwioko, ED et al. (2019). Natriumazide-priming verbetert de stresstolerantie door wateroverlast bij okra (Abelmoschus esculentus). Agronomy 2019, 9, 670. Hersteld van mdpi.com.
- Kho, DT et al. (2017). Dood van bloed-hersenbarrière endotheelcellen aan natriumazide en zijn gasvormige producten. Biosensors 2017, 7, 41. Hersteld van mdpi.com.
- Amerikaanse National Library of Medicine. (2019). Natriumazide. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Talavera, M. et al. (2019). Nematodenbeheer in de aardbeienvelden van Zuid-Spanje. Agronomy 2019, 9, 252. Hersteld van mdpi.com.
- Okano, T. et al. (negentienvijfennegentig). Mechanisme van celloslating van temperatuurgemoduleerde, hydrofiel-hydrofobe polymeeroppervlakken. In The Biomaterials: Silver Jubilee Compendium. Opgehaald van sciencedirect.com.
- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Vijfde editie. Deel A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
- Chang, S. en Lamm, SH (2003). Effecten op de gezondheid van de mens van blootstelling aan natriumazide: een literatuuroverzicht en analyse. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.