أزيد الصوديوم (NaN3) مركب كيميائي. وهي شديدة السمية والانفجار. يتم استخدامه في الوسائد الهوائية لتوليد غاز النيتروجين بسرعة للانتفاخ عند الاصطدام.
| اسم الأيوباك | أزيد الصوديوم |
| الصيغة الجزيئية | NaN3 |
| CAS رقم | 26628-22-8 |
| المرادفات | أزيوم، ملح الصوديوم لحمض الهيدرازويك، ثلاثي نيتريد الصوديوم |
| إنتشي | InChI=1S/3HNO.Na/c1-4-2;2-1-3;/h3*1H;/q;;;+1/p-1 |
خصائص أزيد الصوديوم
صيغة أزيد الصوديوم
صيغة أزيد الصوديوم هي NaN3. ويتكون من ذرة صوديوم واحدة (Na) وثلاث ذرات نيتروجين (N). ذرة الصوديوم مشحونة بشكل إيجابي، في حين أن ذرات النيتروجين مشحونة سلبا. تمثل الصيغة نسبة ذرات الصوديوم والنيتروجين في المركب.
أزيد الصوديوم الكتلة المولية
يتم حساب الكتلة المولية لصوديوم أزيد عن طريق إضافة الكتل الذرية لمكوناته. تبلغ الكتلة المولية للصوديوم 22.99 جم / مول والكتلة المولية للنيتروجين 14.01 جم / مول. وبما أن هناك ثلاث ذرات نيتروجين في أزيد الصوديوم، فإننا نضرب الكتلة المولية للنيتروجين في ثلاثة. وبإضافة هذه القيم نحصل على كتلة مولية تبلغ حوالي 65.01 جم/مول لصوديوم أزيد.
نقطة غليان أزيد الصوديوم
الصوديوم أزيد لديه نقطة غليان عالية. عند تسخينه، فإنه يخضع للتحلل بدلا من الغليان. عند درجات حرارة أعلى من 275 درجة مئوية (527 درجة فهرنهايت)، يتحلل بسرعة إلى غاز الصوديوم المعدني وغاز النيتروجين. ولذلك فإن نقطة الغليان ليست محددة بشكل جيد.
أزيد الصوديوم نقطة الانصهار
درجة انصهار الصوديوم أزيد منخفضة نسبيًا مقارنة بنقطة غليانه. يذوب عند حوالي 275 درجة مئوية (527 درجة فهرنهايت). يتغير المركب من الصلب إلى السائل عند درجة الحرارة هذه. ومع ذلك، فمن المهم التعامل مع الصوديوم أزيد بحذر بسبب طبيعته السامة والمتفجرة.
كثافة أزيد الصوديوم جم/مل
عادة ما يتم التعبير عن كثافة الصوديوم أزيد بالجرام لكل مليلتر (جم / مل). تبلغ الكثافة التقريبية لصوديومازيد الصلب حوالي 1.85 جم / مل. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الكثافة قد تختلف قليلاً اعتمادًا على عوامل مثل درجة الحرارة والضغط.
الوزن الجزيئي لأزيد الصوديوم
الوزن الجزيئي للصوديومازيد هو مجموع الكتل الذرية للعناصر المكونة له. كما ذكرنا سابقًا، يتكون أزيد الصوديوم من ذرة صوديوم واحدة وثلاث ذرات نيتروجين. إن إضافة الكتل الذرية لهذه العناصر يعطي وزنًا جزيئيًا يبلغ حوالي 65.01 جرامًا لكل مول (جم / مول).
هيكل أزيد الصوديوم
يتكون هيكل أزيد الصوديوم من كاتيونات الصوديوم المتناوبة (Na+) وأنيونات الأزيد (N3-). ويحاط أيون الصوديوم بثلاث ذرات نيتروجين، تتشارك كل منها زوجًا من الإلكترونات مع ذرة الصوديوم. يخلق هذا الترتيب بنية شبكية بلورية مستقرة للصوديومازيد.
ذوبان أزيد الصوديوم
الصوديوم أزيد قابل للذوبان بشكل معتدل في الماء. يذوب في الماء ليشكل محلولاً واضحاً. تزداد قابلية ذوبان الصوديوم أزيد مع ارتفاع درجات الحرارة. ومع ذلك، فمن المهم التعامل مع الحل بعناية بسبب الطبيعة السامة والمتفجرة للصوديومازيد.
| مظهر | الصلبة البيضاء |
| جاذبية معينة | 1.85 جم/مل |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 65.01 جرام/مول |
| كثافة | 1.85 جم/مل |
| نقطة الانصهار | 275 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | متحللة |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | قابل للذوبان بشكل معتدل |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات القطبية مثل الأمونيا |
| ضغط البخار | غير قابل للتطبيق |
| كثافة بخار | غير قابل للتطبيق |
| pKa | غير قابل للتطبيق |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر أزيد الصوديوم
يشكل الصوديوم أزيد مخاطر كبيرة على السلامة ويجب التعامل معه بحذر شديد. وهو شديد السمية إذا تم تناوله أو استنشاقه أو امتصاصه عن طريق الجلد. التعرض للصوديومازيد يمكن أن يسبب مخاطر صحية خطيرة، بما في ذلك مشاكل في التنفس، والدوخة، وحتى الموت. كما أنه يمثل خطر انفجار محتمل، خاصة إذا تعرض للحرارة أو الصدمات أو ملامسة معادن معينة. عند العمل مع أزيد الصوديوم، يجب على الأشخاص ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة، بما في ذلك القفازات ونظارات السلامة. ومن الضروري تخزين هذا المركب والتعامل معه في مناطق جيدة التهوية، بعيدًا عن مصادر الاشتعال والمواد غير المتوافقة لتقليل مخاطر الحوادث وضمان السلامة في مكان العمل.
| رموز الخطر | سامة، متفجرة |
| وصف الأمان | تعامل بحذر شديد. مادة سامة ومتفجرة. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN1687 (بالنسبة للصوديومازيد، المواد الصلبة السامة، غير العضوية، أرقام) |
| رمز النظام المنسق | 28500090 |
| فئة الخطر | 6.1 (المواد السامة) |
| مجموعة التعبئة | الثاني (مادة متوسطة الخطورة) |
| تسمم | سام جدا |
طرق تصنيع أزيد الصوديوم
هناك عدد قليل من الطرق الشائعة لتوليف الصوديوم أزيد.
تتضمن إحدى الطرق التفاعل بين أميد الصوديوم (NaNH2) وحمض الهيدرازويك (HN3). في هذه الطريقة، قم بإذابة أميد الصوديوم في الأمونيا السائلة ثم قم بإضافة حمض الهيدرازويك ببطء. ويحدث التفاعل، مما يؤدي إلى تكوين أزيد الصوديوم وكلوريد الأمونيوم كمنتجات ثانوية.
تتضمن طريقة التخليق الأخرى التفاعل بين نتريت الصوديوم (NaNO2) وأزيد الصوديوم (NaN3). في المحلول المائي، يتحكم التفاعل بعناية في إضافة نتريت الصوديوم إلى محلول أزيد الصوديوم، مما يؤدي إلى تكوين أزيد الصوديوم ونترات الصوديوم.
لتصنيع أزيد الصوديوم، يمكن تفاعل سيانيد الصوديوم (NaCN) مع أكسيد النيتروز (N2O) عند درجة حرارة عالية. خلال هذا التفاعل، يتم تشكيل أزيد الصوديوم وسيانات الصوديوم كمنتجات ثانوية.
اتبع دائمًا احتياطات السلامة المناسبة لتقليل المخاطر المرتبطة بعملية التوليف. يتضمن ذلك استخدام معدات الحماية الشخصية واتباع بروتوكولات التعامل.
استخدامات أزيد الصوديوم
للصوديومازيد العديد من الاستخدامات المهمة في مختلف الصناعات. فيما يلي بعض التطبيقات البارزة:
- تضخم الوسادة الهوائية: يعد الصوديومازايد مكونًا أساسيًا في الوسائد الهوائية للسيارات. أثناء الاصطدام، تتفاعل كمية صغيرة من أزيد الصوديوم بسرعة لتوليد غاز النيتروجين، مما يؤدي إلى نفخ الوسادة الهوائية وحماية الركاب.
- أبحاث الكيمياء الحيوية: يستخدم الباحثون الصوديوم أزيد لتثبيط الإنزيمات، مثل أوكسيديز السيتوكروم، مما يسهل دراسة العمليات الخلوية والمسارات الأيضية.
- الحفاظ على العينات البيولوجية: يحفظ الصوديومازيد العينات البيولوجية، مثل الأجسام المضادة، عن طريق منع نمو البكتيريا والحفاظ على ثباتها.
- البدء المتفجر: يعمل الصوديومازيد كمادة متفجرة أساسية في بعض الأجهزة النارية والصواعق وبادئ المتفجرات بسبب طبيعته المتفجرة.
- التخليق الكيميائي: يعمل الصوديومازايد كمقدمة في التفاعلات الكيميائية المختلفة، مما يتيح تخليق المركبات العضوية والمستحضرات الصيدلانية والأصباغ.
- منع التآكل: تستخدم الصناعات أزيد الصوديوم كمثبط للتآكل لحماية الأسطح المعدنية من التدهور الناجم عن الأكسدة أو التعرض للعوامل المسببة للتآكل.
- صناعة التعدين: يساعد الصوديوم أزيد على فصل المعادن الثمينة عن المواد غير المرغوب فيها في عمليات التعدين كمادة مثبطة في عمليات تعويم المعادن.
- صناعة البوليمرات: يعمل الصوديوم أزيد كعامل نفخ في إنتاج رغاوي البولي يوريثان، مما يسهل تكوين فقاعات الغاز التي تعطي الرغوة البنية المطلوبة.
- الكيمياء التحليلية: يعمل الصوديوم أزيد ككاشف لمختلف التحليلات الكيميائية، بما في ذلك القياس الطيفي، والكروماتوغرافيا الغازية، وقياس الطيف الكتلي.
- الطب البيطري: يستخدم الأطباء البيطريون الصوديوم أزيد كعامل قتل رحيم للحيوانات في بعض الحالات في الممارسة البيطرية.
تسلط هذه التطبيقات الضوء على المرافق المتنوعة لصوديومازيد، ولكن من الضروري التعامل مع هذا المركب بعناية واتباع بروتوكولات السلامة بسبب طبيعته السامة والمتفجرة.
أسئلة
س: كيفية اختبار أزيد الصوديوم؟
ج: يمكن اختبار الصوديومازيد باستخدام التقنيات التحليلية المناسبة مثل التحليل الطيفي، أو اللوني، أو اختبار التفاعل الكيميائي.
س: هل ما زال أزيد الصوديوم يستخدم في الوسائد الهوائية؟
ج: نعم، لا يزال أزيد الصوديوم يُستخدم في الوسائد الهوائية كوقود دافع للانتفاخ السريع عند الاصطدام.
س: ما عدد جرامات أزيد الصوديوم اللازمة لإنتاج 30.5 جم من النيتروجين؟
ج: يلزم وجود 34 جرامًا تقريبًا من أزيد الصوديوم لإنتاج 30.5 جرامًا من غاز النيتروجين.
س: أين يمكن شراء أزيد الصوديوم؟
ج: يمكن شراء الصوديومازايد من موردي المواد الكيميائية أو موردي المختبرات أو أسواق المواد الكيميائية عبر الإنترنت.
س: كيف يمكنني تحضير محلول أزيد الصوديوم 0.01% في برنامج تلفزيوني؟
ج: لتحضير محلول الصوديوم أزيد 0.01% في برنامج تلفزيوني، قم بإذابة 0.01 جرام من الصوديوم أزيد في 100 مل من محلول ملحي الفوسفات المخزن (PBS).
س: ما هو دور أزيد الصوديوم في التجارب؟
ج: يستخدم الصوديومازيد بشكل شائع كمثبط أو مادة حافظة في التجارب التي تهدف إلى تثبيط نشاط الإنزيم أو منع نمو البكتيريا.
س: كيف يمكنني إزالة أزيد الصوديوم من العينة؟
ج: يمكن تطهير العينة من الصوديومازايد عن طريق الغسيل الشامل أو الشطف باستخدام المذيبات المناسبة أو عن طريق تعريضها للتحلل بدرجة حرارة عالية.
س: كيف يؤثر أزيد الصوديوم على ETC؟
ج: يثبط الصوديوم أزيد سلسلة نقل الإلكترون (ETC) في الميتوكوندريا عن طريق حجب إنزيم السيتوكروم أوكسيديز، وبالتالي يقطع تدفق الإلكترون وإنتاج ATP.
س: ما عدد جرامات الصوديوم التي تتكون عند تفاعل 93 جرامًا من أزيد الصوديوم؟
ج: يتكون 35.9 جرامًا من الصوديوم عند تفاعل 93 جرامًا من أزيد الصوديوم.
س: هل يعد التحلل الانفجاري لأزيد الصوديوم تغييرًا ماديًا في انتشار الوسادة الهوائية؟
ج: لا، التحلل الانفجاري لأزيد الصوديوم لنفخ الوسادة الهوائية في السيارة هو تغير كيميائي.
س: كيفية تحضير أزيد الصوديوم؟
ج: يتم تحضير أزيد الصوديوم عادةً بطرق تخليق كيميائي تتضمن تفاعلات بين سلائف مناسبة، مثل أميد الصوديوم وحمض الهيدرازويك.
س: ما هي كمية أزيد الصوديوم السامة؟
ج: الصوديوم أزيد شديد السمية، وحتى الكميات الصغيرة منه، مثل بضعة جرامات، يمكن أن تشكل مخاطر صحية كبيرة إذا تم تناولها أو استنشاقها أو امتصاصها عن طريق الجلد.
س: ما هي استخدامات أزيد الصوديوم؟
ج: يستخدم الصوديومازايد في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك نفخ الوسادة الهوائية، والأبحاث البيوكيميائية، والتوليف الكيميائي، وكمادة حافظة أو مثبط في العينات البيولوجية.
س: هل يتفاعل أزيد الصوديوم مع الأحماض؟
ج: نعم، يمكن أن يتفاعل أزيد الصوديوم مع الأحماض، مثل حمض الهيدروكلوريك (HCl)، ويشكل غازات سامة مثل أزيد الهيدروجين (HN3). وينبغي اتخاذ الاحتياطات المناسبة عند التعامل مع الصوديوم والأحماض.