Азид натрия

Азид натрия — неорганическое вещество с формулой NaN₃. Эта бесцветная соль азотистоводородной кислоты является газообразующим компонентом во многих системах подушек безопасности. Как самый доступный азид используется для получения других азидов. Имеет высокую растворимость в воде. Высокотоксичен.

Структура

Азид натрия — ионное твёрдое вещество, существующее в двух полиморфных формах: ромбовидной и гексагональной.

Получение

Азид натрия чаще всего получают действием аммиака и оксида азота(I) на металлический натрий. Синтез проводят в два этапа. Сначала получают Амид натрия:

 2Na + 2NH₃ → 2NaNH₂ + H₂ 

На полученный продукт действуют оксидом азота I:

 2NaNH₂ + N₂O → NaN₃ + NaOH + NH₃

Другой способ заключается во взаимодействии нитрата натрия с амидом натрия:

 NaNO₃ + 3NaNH₂ → NaN₃ + 3 NaOH + NH₃

Также продукт можно получить взаимодействием гидразина с нитритом натрия:

 NaNO₂ + N₂H₄ → NaN₃ + 2H₂O

Применение

Подушки безопасности автомобилей

При аварии с сильным ударом срабатывает датчик ускорения, сигнал этого датчика поджигает газообразующую смесь на основе азида натрия, при этом происходит реакция с большим выделением газообразного горячего азота:

 2NaN₃ → 2Na + 3N₂

Такая же реакция происходит при нагревании соли до 250—300 °C. Образующийся в качестве побочного вещества натрий сам по себе также опасен, и потому в автомобильных подушках безопасности нейтрализуется такими веществами, как нитрат калия или соединениями кремния. В последнем случае образуется силикат натрия. Сообщений о вреде подобных систем не зарегистрировано.

Органический синтез

Азид натрия используется для синтеза органических азидов (например, метилазида, циануртриазида), как источник азотистоводородной кислоты для синтеза Шмидта.

Неорганический синтез

Азид натрия используется как исходное вещество для получения других азидов, например, азида свинца и азида серебра, используемые в качестве инициирующих взрывчатых веществ.

Также применяется для получения особо чистого азота, чистого металлического натрия.

Часто используется как удобный для хранения источник остатка азотистоводородной кислоты для различных синтезов.

Биология и медицина

Азид используется в медицине как пробный реагент, мутаген и консервант.

Свойства

Уже при комнатной температуре реагирует с галогенами, нитритами щелочных металлов. При взаимодействии с сильными кислотами выделяет азотистоводородную кислоту:

 H₂SO₄ + NaN₃ → HN₃ + NaHSO₄

Водные растворы содержат незначительные количества кислоты:

 N₃⁻ + H₂O ⇄ HN₃ + OH⁻ (K = 10^−4,6 )

Азид разлагается при действии на него раствором азотистой кислоты:

 2NaN₃ + 2HNO₂ → 3N₂ + 2NO + 2 NaOH

Растворы азида натрия следует считать опасными и, если в них нет необходимости, нейтрализовать действием окислителей. Следует избегать воздействия на растворы азида натрия кислот, так как это ведёт к выделению летучей, токсичной и взрывоопасной азотистоводородной кислоты. Описаны случаи взрывов при сливании раствора азида в канализацию, за счёт образования азида меди (опасного взрывчатого вещества) и азидов других тяжёлых металлов (в частности, железа и свинца). Описан случай взрыва системы, состоявшей из водного раствора азида натрия и слоя дихлорметана (возможно из-за образования диазидометана).

Токсичность

Азид натрия высокотоксичен, симптоматика схожа с той, что имеет место при отравлении цианидом. Большие дозы могут привести к летальному исходу.

Симптомы отравления у животных

При отравлении азидом натрия у крыс начинается апатия, тремор конечностей, судороги, цианоз, снижение температуры тела, резкое угнетение дыхания, кома и смерть; у выживших — выпадение шерсти, нефрит. На вскрытии — повреждение миокарда, отёк лёгких и различные кровоизлияния, вакуолизация и жировая дистрофия печени, некрозы в ткани мозга, вакуолизация митохондрий. Ультраструктурные изменения сходны с теми, которые наблюдаются при гиповитаминозе B1. При нанесении азида натрия на спину кроликов можно заметить нарушение вестибулярной хронаксии, снижение подвижности.

Симптомы отравления у человека

При отравлении азидом натрия у человека уже через 5 минут начинается удушье и сильное сердцебиение, через 1,5—4 часа наблюдается слабость, тошнота, падение кровяного давления, сильный понос со слизью, одышка. Смерть наступает в течение периода от 40 минут до 12 часов. На вскрытии явно виден отёк лёгких, многочисленные кровоизлияния в слизистые оболочки внутренних органов, отёк мозга.

Известны случаи отравления азидом натрия. В августе 2009 года сотрудникам одной лаборатории Гарвардского университета потребовалась госпитализация после того, как они выпили кофе из автомата рядом с рабочим помещением. Они испытывали пониженное давление и звон в ушах; один сотрудник упал в обморок. По данным лабораторных исследований, причиной стал азид, попавший в кофе.