叠氮化钠 (NaN3) 是一种化合物。它具有剧毒和爆炸性。它用于安全气囊,在受到冲击时快速产生氮气以进行充气。
国际纯粹和应用化学联合会名称 | 叠氮化钠 |
分子式 | 氮化钠 |
CAS 号 | 26628-22-8 |
同义词 | 氮、叠氮酸钠、三氮化钠 |
乙酰胆碱 | InChI=1S/3HNO.Na/c1-4-2;2-1-3;/h3*1H;/q;;;+1/p-1 |
叠氮化钠的性质
叠氮化钠配方
叠氮化钠的分子式为NaN3。它由一个钠(Na)原子和三个氮(N)原子组成。钠原子带正电,而氮原子带负电。该式表示化合物中钠原子和氮原子的比例。
叠氮化钠 摩尔质量
叠氮化钠的摩尔质量是通过添加其成分的原子质量来计算的。钠的摩尔质量为 22.99 g/mol,氮的摩尔质量为 14.01 g/mol。由于叠氮化钠中有三个氮原子,因此我们将氮的摩尔质量乘以三。将这些值相加得到叠氮化钠的摩尔质量约为 65.01 g/mol。
叠氮化钠的沸点
叠氮化钠具有高沸点。加热时,它会分解而不是沸腾。在温度高于 275 摄氏度(527 华氏度)时,它会迅速分解成金属钠和氮气。因此它的沸点没有明确定义。
叠氮化钠熔点
叠氮化钠的熔点与其沸点相比相对较低。它的熔化温度约为 275 摄氏度(527 华氏度)。该化合物在此温度下从固体变为液体。然而,由于叠氮化钠有毒且具有爆炸性,因此必须谨慎处理。
叠氮化钠密度 g/mL
叠氮化钠的密度通常以克每毫升(g/mL)表示。固体叠氮化钠的近似密度约为 1.85 g/mL。然而,应该注意的是,密度可能会因温度和压力等因素而略有变化。
叠氮化钠分子量
叠氮化钠的分子量是其组成元素的原子质量之和。如前所述,叠氮化钠由一个钠原子和三个氮原子组成。将这些元素的原子质量相加得到的分子量约为 65.01 克每摩尔 (g/mol)。
叠氮化钠的结构
叠氮化钠的结构由交替的钠阳离子(Na+)和叠氮化物阴离子(N3-)组成。钠离子被三个氮原子包围,每个氮原子与钠原子共享一个电子对。这种排列为叠氮化钠创造了稳定的晶格结构。
叠氮化钠的溶解度
叠氮化钠适度溶于水。它溶于水形成澄清溶液。叠氮化钠的溶解度随温度升高而增加。然而,由于叠氮化钠具有毒性和爆炸性,因此必须小心处理该溶液。
外貌 | 白色固体 |
比重 | 1.85克/毫升 |
颜色 | 无色 |
闻 | 无味 |
摩尔质量 | 65.01 克/摩尔 |
密度 | 1.85克/毫升 |
融合点 | 275℃ |
沸点 | 分解的 |
闪点 | 不适用 |
水中溶解度 | 中等溶解度 |
溶解度 | 溶于极性溶剂,如氨 |
蒸汽压力 | 不适用 |
蒸气密度 | 不适用 |
酸度 | 不适用 |
酸碱度 | 中性的 |
叠氮化钠的安全性和危险
叠氮化钠构成重大安全风险,应极其谨慎处理。如果摄入、吸入或通过皮肤吸收,它具有剧毒。接触叠氮化钠会导致严重的健康风险,包括呼吸问题、头晕甚至死亡。它还具有潜在的爆炸危险,特别是在受热、冲击或与某些金属接触时。使用叠氮化钠时,人们应佩戴适当的个人防护装备,包括手套和安全眼镜。必须在通风良好的地方储存和处理这种化合物,远离火源和不相容物质,以最大限度地减少事故风险并确保工作场所安全。
危险符号 | 有毒、易爆 |
安全说明 | 处理时要极其小心。有毒和爆炸性物质。 |
联合国识别号 | UN1687(叠氮化钠,有毒固体,无机,NOS) |
海关编码 | 28500090 |
危险等级 | 6.1(有毒物质) |
包装组别 | II(中等危险物质) |
毒性 | 剧毒 |
叠氮化钠的合成方法
合成叠氮化钠有几种常见的方法。
一种方法涉及氨基钠 (NaNH2) 和叠氮酸 (HN3) 之间的反应。在此方法中,将氨基钠溶解在液氨中,然后缓慢加入叠氮酸。发生反应,导致形成副产物叠氮化钠和氯化铵。
另一种合成方法涉及亚硝酸钠(NaNO2)和叠氮化钠(NaN3)之间的反应。在水溶液中,反应小心地控制将亚硝酸钠添加到叠氮化钠溶液中,从而形成叠氮化钠和硝酸钠。
为了合成叠氮化钠,氰化钠(NaCN)可以在高温下与一氧化二氮(N2O)反应。在此反应期间,形成副产物叠氮化钠和氰酸钠。
始终遵循适当的安全预防措施,以尽量减少与合成过程相关的风险。这包括使用个人防护设备和遵循处理协议。
叠氮化钠的用途
叠氮化钠在各个行业中有多种重要用途。以下是一些值得注意的应用程序:
- 安全气囊充气:叠氮化钠是汽车安全气囊的关键成分。碰撞时,少量叠氮化钠迅速反应产生氮气,使安全气囊膨胀,保护乘客。
- 生化研究:研究人员使用叠氮化钠来抑制酶,例如细胞色素氧化酶,从而促进细胞过程和代谢途径的研究。
- 生物样品的保存:叠氮化钠通过防止细菌生长并保持其稳定性来保存生物样品,例如抗体。
- 爆炸起爆:由于叠氮化钠的爆炸性质,叠氮化钠在一些烟火装置、雷管和爆炸起爆器中用作主炸药。
- 化学合成:叠氮化钠在各种化学反应中充当前体,能够合成有机化合物、药物和染料。
- 防止腐蚀:工业上使用叠氮化钠作为腐蚀抑制剂来保护金属表面免受氧化或暴露于腐蚀剂引起的降解。
- 采矿业:叠氮化钠有助于在采矿作业中将有价值的矿物与不需要的物质分离,作为矿物浮选过程中的抑制剂。
- 聚合物工业:叠氮化钠在聚氨酯泡沫生产中充当发泡剂,促进气泡的形成,使泡沫具有所需的结构。
- 分析化学:叠氮化钠用作各种化学分析的试剂,包括分光光度法、气相色谱法和质谱法。
- 兽医医学:在某些情况下,兽医在兽医实践中使用叠氮化钠作为动物的安乐死剂。
这些应用凸显了叠氮化钠的多种用途,但由于其有毒和爆炸性,谨慎处理这种化合物并遵循安全协议至关重要。
问题
问:如何检测叠氮化钠?
答:叠氮化钠可以使用适当的分析技术进行测试,例如光谱学、色谱法或化学反应性测试。
问:叠氮化钠还用于安全气囊吗?
答:是的,叠氮化钠仍然在安全气囊中用作推进剂,以便在撞击时快速膨胀。
问:生产 30.5 克氮气需要多少克叠氮化钠?
答:产生 30.5 克氮气大约需要 34 克叠氮化钠。
问: 哪里可以买到叠氮化钠?
答:叠氮化钠可以从化学品供应商、实验室供应商或在线化学品市场购买。
问:如何制备 0.01% 叠氮化钠的 PBS 溶液?
答:要制备 0.01% 叠氮化钠的 PBS 溶液,请将 0.01 克叠氮化钠溶解在 100 ml 磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 溶液中。
问:叠氮化钠在实验中起什么作用?
答:叠氮化钠通常在实验中用作抑制剂或防腐剂,旨在抑制酶活性或防止细菌生长。
问:如何清除样品中的叠氮化钠?
答:可以通过用适当的溶剂彻底清洗或冲洗或对其进行高温分解来清除样品中的叠氮化钠。
问:叠氮化钠如何影响 ETC?
答:叠氮化钠通过阻断细胞色素氧化酶来抑制线粒体中的电子传递链 (ETC),从而中断电子流和 ATP 产生。
问:93克叠氮化钠反应生成多少克钠?
答:93克叠氮化钠反应生成35.9克钠。
问:叠氮化钠的爆炸分解是安全气囊展开时的物理变化吗?
答:不是,叠氮化钠爆炸分解使汽车安全气囊膨胀是一种化学变化。
问:如何制备叠氮化钠?
答:叠氮化钠通常通过化学合成方法制备,涉及合适的前体(例如氨基钠和叠氮酸)之间的反应。
问:多少叠氮化钠有毒?
答:叠氮化钠具有剧毒,即使摄入量很少,例如几克,如果摄入、吸入或通过皮肤吸收,也会造成严重的健康风险。
问:叠氮化钠有什么用途?
答:叠氮化钠有多种应用,包括气囊充气、生化研究、化学合成以及作为生物样品中的防腐剂或抑制剂。
问:叠氮化钠会与酸反应吗?
答:是的,叠氮化钠可以与酸(例如盐酸(HCl))反应,形成有毒气体(例如叠氮化氢(HN3))。处理叠氮化钠和酸时应采取适当的预防措施。