NATRIUM AZIDA (NAN3): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2025

The natrium azida ialah bukan organik pepejal yang dibentuk oleh natrium ion Na kristal ⁺ dan azida ion N ₃ ^- . Formula kimianya ialah NaN ₃ . Sebatian NaN ₃ adalah garam natrium asid hidrazoik HN ₃ . NaN ₃ adalah pepejal kristal berwarna hingga putih.

Walaupun ia adalah sebatian yang sangat beracun, salah satu kegunaannya yang paling meluas adalah di dalam beg udara yang mengembang seketika semasa kemalangan kenderaan. Ia juga digunakan untuk menggegarkan slaid kecemasan kapal terbang dengan cepat. Walau bagaimanapun, penggunaannya kini sangat dipersoalkan dalam kedua-dua kes kerana ketoksikannya.

Natrium azida NaN ₃ pepejal. И.С. Непоклонов. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia digunakan di makmal penyelidikan kimia untuk mensintesis pelbagai jenis sebatian dan di makmal biokimia untuk kajian dengan bakteria, kulat, atau sel mamalia atau manusia.

Di beberapa makmal digunakan untuk mensterilkan bahan atau peralatan, tetapi jenis mikroorganisma tertentu menentang tindakan biocidal.

Ini juga telah digunakan dalam pertanian untuk menghilangkan parasit dari tanah atau industri kayu untuk mencegah kayu pinus diwarnai dengan jamur.

Struktur

NaN ₃ natrium azida terdiri daripada Na ⁺ natrium kation dan N ₃ ^- azida anion .

Natrium azida terdiri daripada ion natrium Na ⁺ dan ion azida N ₃ ^- . Lukáš Mižoch. Sumber: Wikimedia Commons.

Ion azida N ₃ ^- dibentuk oleh 3 atom nitrogen (N) yang dihubungkan bersama oleh ikatan kovalen yang boleh menjadi tunggal, dua atau tiga, kerana elektron dikongsi antara ketiga-tiganya.

Anion tersebut mempunyai struktur linier, iaitu tiga atom nitrogen yang disusun dalam garis lurus. Selanjutnya, strukturnya simetris.

Kemungkinan struktur Lewis anion azide. Pengarang: Marilú Stea.

Tatanama

- Natrium azida

- Natrium azida

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal tidak berwarna hingga putih kristal. Kristal heksagon.

Berat molekul

65.01 g / mol

Takat lebur

Ia terurai pada suhu 275 ° C.

Ketumpatan

1.846 g / cm ³ pada suhu 20 ºC

Keterlarutan

Ia sangat larut dalam air: 41.7 g / 100 mL pada suhu 17 ºC. Ia sedikit larut dalam etanol dan tidak larut dalam etil eter.

Pemalar pemisahan

Ia mempunyai pK _b 9.3. Penyelesaian berair mengandungi NH ₃ , yang cepat melarikan diri ke persekitaran pada suhu 37 ºC.

Sifat kimia

NaN ₃ sangat menghakis aluminium dan sedikit ke arah tembaga dan plumbum.

Menurut sumber tertentu, natrium azida tidak boleh meletup. Ia akan terurai perlahan-lahan dan sepenuhnya apabila dipanaskan kepada 300 ° C atau lebih, membentuk logam natrium Na dan gas nitrogen N ₂ .

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ ↑

Ini adalah agen nitrida, ini bermaksud ia berfungsi untuk menitrogenkan atau menambahkan nitrogen ke sebatian kimia lain atau ke permukaan bahan seperti keluli.

Ia stabil dalam air neutral atau alkali jika tidak ada cahaya. Ia terurai oleh sinaran matahari.

Sifat biokimia

Natrium azida menghalang enzim yang disebut sitokrom oksidase yang terdapat di mitokondria sel dan terlibat secara signifikan dalam pernafasan dan penjanaan tenaga.

Tindakannya menghalang penghasilan ATP, komponen utama dalam aktiviti sel dan sel merosot atau merosakkan.

Sekiranya tertelan, dihirup atau bersentuhan dengan natrium azida, ia sangat toksik dan boleh membawa maut.

Mendapatkan

Ammonia NH ₃ ditindak balas dengan natrium logam Na pada suhu 350 ºC dalam bekas keluli tertutup, memperoleh natrium amida NaNH ₂ .

Natrium amida NaNH ₂ bertindak balas dengan dinitrogen monoksida N ₂ O pada 230 ° C dalam reaktor nikel, dan dengan itu campuran natrium azida NaN ₃ , natrium hidroksida NaOH dan ammonia NH _{3 terbentuk} .

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

Ia juga boleh diperolehi dengan memberi tindak balas natrium amida dengan natrium nitrat nano ₃ pada 175 ºC:

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

Untuk membersihkan azida, air ditambahkan ke dalam campuran, kristal azida dibasuh, dan kemudian air disejat. Bahan kristal yang tersisa adalah natrium azida NaN ₃ yang kemudian dikeringkan pada suhu 110 ° C.

Permohonan

Dalam kenderaan bermotor dan kapal terbang

Natrium azida telah lama digunakan dalam industri automotif sebagai penjana nitrogen untuk mengembung beg udara keselamatan (beg udara) dengan cepat pada roda kemudi kereta dan trak apabila berlaku impak.

Alat ini juga digunakan dalam slaid kembung yang digunakan untuk cepat melarikan diri dari pedalaman pesawat yang mendarat dalam keadaan darurat.

Dalam kedua kes tersebut, mekanisme tersebut melibatkan tindakan percikan api untuk menghasilkan reaksi segera antara natrium azida dan sebatian tertentu, menghasilkan gas nitrogen N ₂ dan natrium oksida Na ₂ O.

Dalam aplikasi ini, pembebasan seketika gas sejuk dan tidak beracun diperlukan, jadi nitrogen adalah gas yang paling sesuai.

Beg keselamatan yang telah digunakan dalam kenderaan. Pengarang: Marcel Langthim. Sumber: Pixabay.

Walau bagaimanapun, penggunaan ini semakin berkurangan kerana ketoksikan natrium azida dan sebatian kurang toksik digunakan.

Dalam industri kimia

Ia digunakan sebagai penahan dalam pembuatan getah span, untuk mencegah pembekuan lateks styrene atau butadiene ketika disimpan dalam kontak dengan logam dan menguraikan nitrit di hadapan nitrat.

Dalam bidang pertanian

Ini telah digunakan dalam pertanian: sebagai biocide dan fumigant, ia juga nematicide, yaitu, digunakan pada tanah untuk menghilangkan nematoda, yang merupakan parasit yang menyerang beberapa tanaman.

Kerosakan disebabkan oleh nematoda pada akar tanaman. Pengarang: RedWolf. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia juga berfungsi sebagai racun herba dan mencegah buah membusuk.

Baru-baru ini NaN ₃ telah digunakan dalam penyediaan biji okra atau biji okra untuk memerhatikan ketahanannya terhadap keadaan genangan air.

Benih yang digunakan NaN ₃ sebelumnya menghasilkan anak benih yang tahan keadaan banjir lebih baik daripada yang tidak dirawat, meningkatkan ketinggian tanaman, meningkatkan jumlah daun dan meningkatkan jumlah akar walaupun dengan air berlebihan.

Dalam penyediaan sebatian kimia lain

Ia digunakan sebagai reagen kimia dalam sintesis sebatian organik, misalnya untuk menyiapkan banyak azida organik, seperti tosil azida atau azida dari kumpulan alkil tersier, yang penting dalam sintesis kimia.

Ia digunakan untuk menyediakan asid hidrazoik (HN ₃ ) dan natrium tulen (Na).

Dalam industri bahan letupan

NaN ₃ natrium azida adalah perantaraan dalam pembuatan bahan letupan, kerana ia digunakan untuk penyediaan plumbum azida Pb (N ₃ ) ₂ . Yang terakhir adalah sebatian yang meletup apabila disambar dengan kekuatan, itulah sebabnya ia digunakan dalam pembinaan alat peledak.

NaN ₃ natrium azida digunakan untuk membuat sebatian plumbum Pb (N ₃ ) ₂ azida yang merupakan sebahagian daripada letupan peranti. Pengarang: OpenClipart-Vectors. Sumber: Pixabay.

Di makmal biokimia

Natrium azida digunakan apabila peralatan makmal steril diperlukan, kerana mampu menghancurkan pelbagai jenis mikroorganisma.

Ia adalah agen biocidal. Walau bagaimanapun, beberapa sumber menunjukkan bahawa beberapa jenis bakteria tahan terhadap tindakannya.

Ini dicapai dengan menyekat laman pengikat oksigen dalam sitokrom oksidase, yang merupakan enzim yang terlibat dalam proses pengeluaran tenaga beberapa mikroorganisma.

Ia digunakan dalam penghitung darah automatik, juga dalam pemilihan bakteria yang berbeza dan untuk mengekalkan larutan reagen makmal kerana ia mencegah pertumbuhan mikroorganisma tertentu di dalamnya.

Dalam pelbagai kegunaan

Natrium azida digunakan dalam industri kayu untuk mencegah pertumbuhan bintik-bintik jamur coklat pada kayu pinus.

Ini juga telah digunakan dalam industri bir Jepun untuk mencegah perkembangan jamur yang menggelapkan bir.

Risiko

Natrium azida adalah sebatian toksik yang menghalang enzim yang penting untuk pernafasan dan kehidupan sel manusia dan haiwan. Telah didapati bahawa ia boleh mempengaruhi sel-sel tisu pembuluh darah otak.

Kesannya segera setelah tertelan, penyedutan atau sentuhan kulit adalah menurunkan tekanan darah dengan berbahaya, yang boleh mengakibatkan kematian. Oleh itu, ia mesti ditangani dengan berhati-hati.

Terdapat sumber maklumat yang menarik perhatian beg udara kenderaan yang musnah di kawasan sampah.

Dalam kes seperti itu, orang yang tidak menyedari bahaya dapat mengakses simpanan NaN ₃ , ini merupakan sebatian yang sangat beracun. Di samping itu, terdapat bahaya pencemaran tanah dan perairan NaN ₃ .

Begitu juga, semasa kemalangan, perlanggaran atau kebakaran kenderaan, orang boleh terkena NaN ₃ dan ini boleh dipandang rendah atau tidak diketahui oleh pegawai perubatan yang menghadiri kecemasan.

Perhatian juga diberikan kepada pendedahan kakitangan makmal yang menggunakannya.

Rujukan

1. Vwioko, ED et al. (2019). Sodium Azide Priming Meningkatkan Toleransi Tekanan Peningkatan Air di Okra (Abelmoschus esculentus). Agronomi 2019, 9, 670. Dipulihkan dari mdpi.com.
2. Kho, DT et al. (2017). Kematian Sel Endothelial Penghalang Otak Darah kepada Natrium Azide dan Produk Ber gasnya. Biosensor 2017, 7, 41. Dipulihkan dari mdpi.com.
3. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Natrium azida. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. et al. (2019). Pengurusan Nematode di Ladang Strawberry di Sepanyol Selatan. Agronomi 2019, 9, 252. Dipulihkan dari mdpi.com.
5. Okano, T. et al. (Sembilan-belas sembilan puluh lima). Mekanisme detasmen sel dari permukaan polimer hidrofilik-hidrofobik termodulasi suhu. Dalam Biomaterials: Perak Jubilee Compendium. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Ensiklopedia Kimia Industri Ullmann. (1990). Edisi Kelima. Jilid A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
7. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
8. Chang, S. dan Lamm, SH (2003). Kesan Kesihatan Manusia terhadap Pendedahan Natrium Azida: Kajian dan Analisis Literatur. Int J Toxicol 2003, 22 (3): 175-86. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.