Natri azide

Natri azua
Natri azua
Tên khác	Natri hydrazoat; Smite; Azium
Nhận dạng
Số CAS	26628-22-8
Số EINECS	247-852-1
Số RTECS	VY8050000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [N-]=[N+]=[N-].[Na+] ;
InChI	đầy đủ 1/N3.Na/c1-3-2;/q-1;+1;
ChemSpider	30958
Thuộc tính
Công thức phân tử	NaN3
Khối lượng mol	65,007 g/mol
Bề ngoài	chất rắn màu trắng
Mùi	không mùi
Khối lượng riêng	1,846 g/cm³ (20 ℃)
Điểm nóng chảy	275 °C (548 K; 527 °F) (phân hủy)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	41,7 g/100 mL (17 ℃)
Độ hòa tan trong cồn	0,316 g/100 mL (16 ℃)
Độ hòa tan trong amonia	tan được
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Lục phương, hR12
Nhóm không gian	R-3m, số 166
Các nguy hiểm
MSDS	External MSDS
Phân loại của EU	Rất độc (T+); Nguy hại cho môi trường (N)
Chỉ mục EU	011-004-00-7
NFPA 704	1 4 3
Chỉ dẫn R	R28, R32, R50/53 (xem Danh sách nhóm từ R)
Chỉ dẫn S	S1/2, S28, S45, S60, S61 (xem Danh sách nhóm từ S)
Điểm bắt lửa	300 ℃
LD50	27 mg/kg (chuột, đường miệng)
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Natri cyanide
Cation khác	Kali azua; Amoni azua
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Natri azua là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học NaN₃. Muối azua không mùi này là thành phần tạo khí trong nhiều loại hệ thống túi khí của xe hơi. Nó dùng để điều chế các hợp chất azua khác. Nó là hợp chất ion và tan tốt trong nước. Natri azua rất độc.

Cấu trúc

Natri azua là một chất có liên kết ion. Hai cấu trúc tinh thể đã được biết là lục phương và trực thoi.^[1]^[2] Anion azua khá tương tự nhau, đối xứng qua tâm với độ dài liên kết N–N là 1,18 Å.

Điều chế

Phương pháp điều chế thông thường là quy trình Wislicenus, xuất phát từ amonia qua 2 bước. Ở bước thứ nhất, amonia được chuyển natri amit:

2Na + 2NH₃ → 2NaNH₂ + H₂↑

Sau đó, natri amit kết hợp với N₂O:

2NaNH₂ + N₂O → NaN₃ + NaOH + NH₃

Ngoài ra còn có thể điều chế natri azua bằng phản ứng giữa natri nitrat với natri amit.^[3]

Ứng dụng

Dù cứu hộ tự động trong ô tô và máy bay

Công thức cũ là hỗn hợp các chất oxy hóa và natri azua cùng với các chất khác như chất gây cháy và chất gia tốc. Một bộ điều chỉnh điện tử kích nổ hỗn hợp khi xe bị đâm hay máy bay rơi:

2NaN₃ → 2Na + 3N₂

Phản ứng tương tự xảy ra nếu đun nóng lên khoảng 300 ℃. Kim loại natri được tạo ra mang mối nguy hiểm tiềm tàng, vì thế trong túi khí nó được biến đổi bằng phản ứng với các nguyên liệu khác như kali nitrat và silica. Cuối cùng các muối natri silicat vô hại được tạo ra.^[4] Natri azua còn dùng trong dù cứu hộ cho máy bay. Không có chất độc nào được tìm thấy từ các dù đã qua sử dụng.^[5] Các túi khí thế hệ mới chứa nitroguanidin hay tương tự có tính gây nổ kém hơn.

Tổng hợp hữu cơ

Do khả năng gây nổ, natri azua bị giới hạn trong quy mô công nghiệp nhỏ. Trong phòng thí nghiệm, nó dùng để tạo nhóm chức azua (nitride) khi thế với các hợp chất halide. Các nhóm azua có thể bị chuyển thành amin ngay sau đó khi phản ứng khử với lithi nhôm hydride hay photphin bậc ba như triphenylphotphin theo phản ứng Staudingerr, với xúc tác niken hay hiđrô sulfide trong pyriđin.

Tổng hợp vô cơ

Natri azua là chất phản ứng đa năng trong việc điều chế các azua khác, ví dụ như chì azua hay bạc azua dùng trong chất nổ.

Ứng dụng trong hóa sinh và y sinh

Natri azua là một thuốc thử thăm dò, tác nhân gây đột biến và chất bảo quản hữu ích. Trong bệnh viện và phòng thí nghiệm, nó là một chất diệt khuẩn; đặc biệt quan trọng trong các thuốc thử đại trà và dung dịch nguồn, mà nếu khác đi có thể hỗ trợ sự phát triển của vi khuẩn, nơi natri azua hoạt động như chất hãm vi khuẩn bằng cách ức chế hoạt động enzim cytochrome oxidaza ở vi khuẩn gram âm; các vi khuẩn gram dương (streptococci, pneumococci, lactobacilli) về bản chất lại đề kháng được^[6]. Nó còn được dùng trong nông nghiệp để trừ dịch hại.

Azua ức chế cytochrome oxidaza bằng cách liên kết không thuận nghịch các đồng tố heme trong một quá trình tương tự hoạt động của CO. Natri azua ảnh hưởng đặc biệt đến các cơ quan hô hấp nhiều như tim và não.

Các phản ứng

Xử lý natri azua với các axit mạnh sẽ cho axit hydrazoic, một chất rất độc:

H⁺ + N₃^- → HN₃

Dung dịch chứa một lượng nhỏ hydro azua, do có cân bằng:

N₃^- + H₂O ⇌ HN₃ + OH⁻ (K = 10^-4,6)

Natri azua có thể bị phân huỷ khi tác dụng với axit nitrơ:^[7]

2NaN₃ + 2HNO₂ → 3N₂↑ + 2NO + 2NaOH

An toàn

Natri azua là chất rất độc. Triệu chứng ngộ độc khá giống cyanide. Ăn vào trực tiếp qua chất rắn hay qua chất lỏng có thể đưa đến các triệu chứng sau đây chỉ sau một vài phút: thở nhanh, bồn chồn, hoa mắt, chóng mặt, người trở nên suy yếu, đau đầu, buồn nôn và nôn mửa, tim đập nhanh, mắt đỏ, chảy nước mũi, ho, bỏng da (chạm trực tiếp). Phơi nhiễm một lượng lớn natri azua có thể gây nên các ảnh hưởng khác như: co giật, huyết áp hạ, mất ý thức, tổn thương phổi, suy hô hấp dẫn đễn tử vong.^[8]

Tham khảo

^ ^a ^b ^c Stevens E.D., Hope H. (1977). “A Study of the Electron-Density Distribution in Sodium Azide, NaN
₃”. Acta Crystallographica A. 33: 723.
^ Bản mẫu:Wells1984
^ Bản mẫu:Holleman&Wiberg
^ Eric A. Betterton (2003). “Environmental Fate of Sodium Azide Derived from Automobile Airbags”. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 33 (4): 423–458. doi:10.1080/10643380390245002.
^ Kent R. Olson (2007). Poisoning and Drug Overdose. McGraw-Hill Professional. ISBN 0071443339.
^ Herman C. Lichstein & Malcolm H. Soule (1943). “Studies of the Effect of Sodium Azide on Microbic Growth and Respiration”. Journal of Bacteriology. 47 (3): 221–230. PMC 373901. PMID 16560767.Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)
^ Committee on Prudent Practices for Handling, Storage, and Disposal of Chemicals in Laboratories, Board on Chemical Sciences and Technology, Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications, National Research Council. (1995). Prudent practices in the laboratory: handling and disposal of chemicals. Washington, D.C.: National Academy Press. ISBN 0309052297.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
^ Mallinckrodt Baker, Inc. (ngày 21 tháng 11 năm 2008). “MSDS: sodium azide”. Environmental Health & Safety, USA. MSDS S2906.