アジ化ナトリウム (NaN3) は化合物です。非常に有毒で爆発性があります。エアバッグに使用され、衝撃時に窒素ガスを急速に発生させて膨張させます。
| IUPAC名 | アジ化ナトリウム |
| 分子式 | NaN3 |
| CAS番号 | 26628-22-8 |
| 同義語 | アジウム、アジ化水素酸ナトリウム塩、三窒化ナトリウム |
| インチチ | InChI=1S/3HNO.Na/c1-4-2;2-1-3;/h3*1H;/q;;;+1/p-1 |
アジ化ナトリウムの性質
アジ化ナトリウムの式
アジ化ナトリウムの式は NaN3 です。 1 つのナトリウム (Na) 原子と 3 つの窒素 (N) 原子から構成されます。ナトリウム原子はプラスに帯電していますが、窒素原子はマイナスに帯電しています。この式は、化合物中のナトリウム原子と窒素原子の比率を表します。
アジ化ナトリウムのモル質量
アジ化ナトリウムのモル質量は、その構成成分の原子質量を加算することによって計算されます。ナトリウムのモル質量は 22.99 g/mol、窒素のモル質量は 14.01 g/mol です。アジ化ナトリウムには窒素原子が 3 つあるため、窒素のモル質量を 3 倍します。これらの値を加算すると、アジ化ナトリウムのモル質量は約 65.01 g/mol となります。
アジ化ナトリウムの沸点
ナトリウムアジドは沸点が高いです。加熱すると沸騰ではなく分解が起こります。摂氏 275 度 (華氏 527 度) を超える温度では、急速に金属ナトリウムと窒素ガスに分解します。したがって、その沸点は明確に定義されていません。
アジ化ナトリウム 融点
アジ化ナトリウムの融点は、沸点に比べて比較的低いです。摂氏約275度（華氏527度）で溶けます。この温度で化合物は固体から液体に変化します。ただし、アジ化ナトリウムは有毒で爆発性があるため、慎重に取り扱うことが重要です。
アジ化ナトリウムの密度 g/mL
アジ化ナトリウムの密度は通常、グラム/ミリリットル (g/mL) で表されます。固体アジ化ナトリウムのおおよその密度は約 1.85 g/mL です。ただし、密度は温度や圧力などの要因によって若干変化する場合があることに注意してください。
アジ化ナトリウムの分子量
アジ化ナトリウムの分子量は、その構成要素の原子量の合計です。前述したように、アジ化ナトリウムは 1 つのナトリウム原子と 3 つの窒素原子から構成されます。これらの元素の原子量を加算すると、分子量は約 65.01 グラム/モル (g/mol) になります。
アジ化ナトリウムの構造
アジ化ナトリウムの構造は、交互に並んだナトリウムカチオン (Na+) とアジドアニオン (N3-) で構成されています。ナトリウムイオンは 3 つの窒素原子に囲まれており、それぞれがナトリウム原子と電子対を共有しています。この配置により、アジ化ナトリウムの安定した結晶格子構造が形成されます。
アジ化ナトリウムの溶解度
アジ化ナトリウムは水に中程度に溶けます。水に溶けると透明な溶液になります。アジ化ナトリウムの溶解度は、温度が高くなるほど増加します。ただし、アジ化ナトリウムには毒性と爆発性があるため、溶液を慎重に扱うことが重要です。
| 外観 | 白色固体 |
| 比重 | 1.85g/ml |
| 色 | 無色 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 65.01g/モル |
| 密度 | 1.85g/ml |
| 融合点 | 275℃ |
| 沸点 | 分解された |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 中程度の溶解性 |
| 溶解性 | アンモニアなどの極性溶媒に可溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 適用できない |
| pH | 中性 |
アジ化ナトリウムの安全性と危険性
ナトリウムアジドは重大な安全上のリスクを引き起こすため、細心の注意を払って取り扱う必要があります。摂取、吸入、または皮膚から吸収されると非常に有毒です。アジ化ナトリウムへの曝露は、呼吸障害、めまい、さらには死亡などの深刻な健康リスクを引き起こす可能性があります。また、特に熱、衝撃、または特定の金属との接触にさらされた場合、潜在的な爆発の危険性があります。アジ化ナトリウムを扱う場合は、手袋や安全メガネなどの適切な個人用保護具を着用する必要があります。事故のリスクを最小限に抑え、職場の安全を確保するには、発火源や不適合物質から離れた、換気の良い場所でこの化合物を保管および取り扱うことが重要です。
| ハザードシンボル | 有毒、爆発性 |
| セキュリティの説明 | 取り扱いには細心の注意を払ってください。有毒かつ爆発性の物質。 |
| 国連識別番号 | UN1687 (アジ化ナトリウム、有毒固体、無機、NOS 用) |
| HSコード | 28500090 |
| 危険等級 | 6.1 (有毒物質) |
| 梱包グループ | II（中等度危険物） |
| 毒性 | 非常に有毒です |
アジ化ナトリウムの合成方法
アジ化ナトリウムを合成するには、いくつかの一般的な方法があります。
1 つの方法には、ナトリウムアミド (NaNH2) とアジ化水素酸 (HN3) の反応が含まれます。この方法では、ナトリウムアミドを液体アンモニアに溶解し、次にアジ化水素酸をゆっくりと加えます。反応が起こり、副生成物としてアジ化ナトリウムと塩化アンモニウムが生成します。
別の合成方法には、亜硝酸ナトリウム (NaNO2)とアジ化ナトリウム (NaN3) の反応が含まれます。水溶液では、反応はアジ化ナトリウム溶液への亜硝酸ナトリウムの添加を注意深く制御し、アジ化ナトリウムと硝酸ナトリウムの形成につながります。
アジ化ナトリウムを合成するには、シアン化ナトリウム (NaCN)を高温で亜酸化窒素 (N2O) と反応させます。この反応中に、アジ化ナトリウムとシアン酸ナトリウムが副生成物として生成されます。
合成プロセスに関連するリスクを最小限に抑えるために、常に適切な安全上の注意事項に従ってください。これには、個人用保護具の使用と次の取り扱い手順が含まれます。
アジ化ナトリウムの用途
ナトリウムアジドは、さまざまな産業でいくつかの重要な用途があります。注目すべきアプリをいくつか紹介します。
- エアバッグの膨張: ナトリウムアジドは自動車のエアバッグの主要成分です。衝突時には、少量のアジ化ナトリウムが素早く反応して窒素ガスを生成し、エアバッグを膨張させて乗員を保護します。
- 生化学研究: 研究者はアジ化ナトリウムを使用してチトクロムオキシダーゼなどの酵素を阻害し、細胞プロセスや代謝経路の研究を促進します。
- 生体サンプルの保存: ナトリウムアジドは、細菌の増殖を防ぎ、安定性を維持することにより、抗体などの生体サンプルを保存します。
- 爆発性の起爆剤: ナトリウムアジドは、その爆発性により、一部の火工品装置、起爆装置、起爆剤の主要な爆発物として機能します。
- 化学合成: ナトリウムアジドはさまざまな化学反応の前駆体として機能し、有機化合物、医薬品、染料の合成を可能にします。
- 腐食防止: 業界では、金属表面を酸化や腐食剤への曝露による劣化から保護する腐食防止剤としてアジ化ナトリウムを使用しています。
- 鉱業: ナトリウムアジドは、鉱物浮遊選鉱プロセスの抑制剤として、採掘作業において貴重な鉱物を不要な物質から分離するのに役立ちます。
- ポリマー産業: アジ化ナトリウムはポリウレタンフォームの製造において発泡剤として機能し、フォームに望ましい構造を与える気泡の形成を促進します。
- 分析化学: ナトリウムアジドは、分光光度法、ガスクロマトグラフィー、質量分析法などのさまざまな化学分析の試薬として機能します。
- 獣医学: 獣医師は、獣医療の現場で動物の安楽死剤としてナトリウムアジドを使用する場合があります。
これらの用途はアジ化ナトリウムの多様な有用性を強調していますが、この化合物は毒性と爆発性があるため、慎重に取り扱い、安全プロトコルに従うことが重要です。
質問
Q: アジ化ナトリウムをテストするにはどうすればよいですか?
A: アジ化ナトリウムは、分光学、クロマトグラフィー、化学反応性試験などの適切な分析技術を使用して試験できます。
Q: アジ化ナトリウムは今でもエアバッグに使用されていますか?
A: はい、アジ化ナトリウムは衝撃時に急速に膨張させるための推進剤としてエアバッグに今でも使用されています。
Q: 30.5 g の窒素を生成するには、何グラムのアジ化ナトリウムが必要ですか?
A: 30.5 グラムの窒素ガスを生成するには、約 34 グラムのアジ化ナトリウムが必要です。
Q: アジ化ナトリウムはどこで購入できますか?
A: ナトリウムアジドは、化学薬品の供給業者、実験室の供給業者、またはオンライン化学市場から購入できます。
Q: 0.01% アジ化ナトリウムの PBS 溶液はどのように調製すればよいですか?
A: 0.01% アジ化ナトリウムの PBS 溶液を調製するには、0.01 グラムのアジ化ナトリウムを 100 ml のリン酸緩衝食塩水 (PBS) 溶液に溶解します。
Q: 実験におけるアジ化ナトリウムの役割は何ですか?
A: アジ化ナトリウムは、酵素活性の阻害や細菌の増殖の防止を目的とした実験において、阻害剤または防腐剤として一般的に使用されます。
Q: サンプルからアジ化ナトリウムを除去するにはどうすればよいですか?
A: アジ化ナトリウムは、適切な溶媒で徹底的に洗浄またはリンスするか、高温分解にさらすことによってサンプルから除去できます。
Q: アジ化ナトリウムは ETC にどのような影響を与えますか?
A: ナトリウムアジドは、酵素チトクロムオキシダーゼをブロックすることでミトコンドリアの電子伝達鎖 (ETC) を阻害し、それによって電子の流れと ATP 生成を遮断します。
Q: 93 グラムのアジ化ナトリウムが反応すると、何グラムのナトリウムが生成されますか?
A: 93 グラムのアジ化ナトリウムが反応すると、35.9 グラムのナトリウムが生成します。
Q: アジ化ナトリウムの爆発的な分解は、エアバッグの展開における物理的な変化ですか?
A: いいえ、自動車のエアバッグを膨張させるためのアジ化ナトリウムの爆発的な分解は化学変化です。
Q: アジ化ナトリウムはどのように調製しますか?
A: ナトリウムアジドは通常、ナトリウムアミドとアジ化水素酸などの適切な前駆体間の反応を伴う化学合成法によって調製されます。
Q: アジ化ナトリウムの毒性はどのくらいですか?
A: ナトリウムアジドは非常に有毒であり、たとえ数グラムなどの少量であっても、摂取、吸入、または皮膚から吸収された場合、重大な健康リスクを引き起こす可能性があります。
Q: アジ化ナトリウムは何に使用されますか?
A: アジ化ナトリウムは、エアバッグの膨張、生化学研究、化学合成、生体サンプルの防腐剤または阻害剤など、さまざまな用途に使用されています。
Q: アジ化ナトリウムは酸と反応しますか?
A: はい、アジ化ナトリウムは塩酸 (HCl) などの酸と反応し、アジ化水素 (HN3) などの有毒ガスを生成する可能性があります。アジ化ナトリウムおよび酸を取り扱うときは、適切な予防措置を講じる必要があります。