Azida de sodio
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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC Azida de sodio | |
| Otros nombres Trinitruro de sodio Smite Azium | |
| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| EBICh |
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| Química biológica |
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| Araña química |
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| Tarjeta informativa de la ECHA | 100.043.487 |
| Número CE |
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Identificador de centro de PubChem |
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| Número RTECS |
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| UNIVERSIDAD |
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| Número de la ONU | 1687 |
Panel de control CompTox ( EPA ) |
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| Propiedades | |
| NaN3 | |
| Masa molar | 65,0099 g/mol |
| Apariencia | Sólido incoloro a blanco |
| Olor | Inodoro |
| Densidad | 1,846 g/cm3 ( 20 °C) |
| Punto de fusión | 275 °C (527 °F; 548 K) descomposición violenta |
| 38,9 g/100 ml (0 °C) 40,8 g/100 ml (20 °C) 55,3 g/100 ml (100 °C) | |
| Solubilidad | Muy soluble en amoniaco Ligeramente soluble en benceno Insoluble en éter dietílico , acetona , hexano , cloroformo |
| Solubilidad en metanol | 2,48 g/100 ml (25 °C) |
| Solubilidad en etanol | 0,22 g/100 ml (0 °C) |
| Acidez (p K a ) | 4.8 |
| Estructura | |
| Hexagonal , hR12 [1] | |
| R-3m, n.º 166 | |
| Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 76,6 J/mol·K |
Entropía molar estándar ( S ⦵ 298 ) | 70,5 J/mol·K |
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | 21,3 kJ/mol |
Energía libre de Gibbs (Δ f G ⦵ ) | 99,4 kJ/mol |
| Peligros | |
| Etiquetado SGA : | |
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| Peligro | |
| H300 , H310 , H410 | |
| P260 , P280 , P301+P310 , P501 [2] | |
| NFPA 704 (rombo cortafuegos) | |
| punto de inflamabilidad | 300 °C (572 °F; 573 K) |
| Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis media ) | 27 mg/kg (oral, ratas/ratones) [1] |
| NIOSH (límites de exposición a la salud en EE. UU.): | |
PEL (Permisible) | Ninguno [3] |
REL (recomendado) | C 0,1 ppm (como HN 3 ) [piel] C 0,3 mg/m 3 (como NaN 3 ) [piel] [3] |
IDLH (Peligro inmediato) | Dakota del Norte [3] |
| Ficha de datos de seguridad (FDS) | ICSC 0950 |
| Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Cianuro de sodio |
Otros cationes | Azida de potasio Azida de amonio |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
La azida de sodio es un compuesto inorgánico con la fórmula NaN 3 . Esta sal incolora es el componente formador de gas en algunos sistemas de airbag de automóviles . Se utiliza para la preparación de otros compuestos de azida . Es una sustancia iónica , es muy soluble en agua y es muy venenosa. [5]
Estructura
La azida de sodio es un sólido iónico . Se conocen dos formas cristalinas , romboédrica y hexagonal. [1] [6] Ambas adoptan estructuras en capas. El anión azida es muy similar en cada forma, siendo centrosimétrico con distancias N–N de 1,18 Å. El ion Na + tiene una geometría octaédrica . Cada azida está unida a seis centros Na + , con tres enlaces Na–N a cada centro de nitrógeno terminal. [7]
Preparación
El método de síntesis más común es el " proceso Wislicenus ", que se lleva a cabo en dos pasos con amoníaco líquido . En el primer paso, el amoníaco se convierte en amida sódica mediante sodio metálico :
- 2 Na + 2 NH 3 → 2 NaNH 2 + H 2
Es una reacción redox en la que el sodio metálico cede un electrón a un protón del amoniaco que se reduce en gas hidrógeno . El sodio se disuelve fácilmente en amoniaco líquido para producir electrones solvatados responsables del color azul del líquido resultante. El Na + y el NH−2Los iones se producen mediante esta reacción.
Posteriormente, la amida sódica se combina con óxido nitroso :
- 2 NaNH 2 + N 2 O → NaN 3 + NaOH + NH 3
Estas reacciones son la base de la ruta industrial, que produjo alrededor de 250 toneladas por año en 2004, con una producción en aumento debido al mayor uso de airbags . [5]
Métodos de laboratorio
Curtius y Thiele desarrollaron otro proceso de producción, en el que un éster de nitrito se convierte en azida de sodio utilizando hidrazina . Este método es adecuado para la preparación de azida de sodio en el laboratorio:
- 2 NaNO 2 + 2 C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 → 2 C 2 H 5 ONO + Na 2 SO 4 + 2 H 2 O
- C 2 H 5 ONO + N 2 H 4 ·H 2 O + NaOH → NaN 3 + C 2 H 5 OH + 3 H 2 O
Alternativamente, la sal se puede obtener mediante la reacción de nitrato de sodio con amida de sodio. [8]
- 3 NaNH 2 + NaNO 3 → NaN 3 + 3 NaOH + NH 3
Reacciones químicas
Formación ácida del ácido hidrazoico
El tratamiento de la azida sódica con ácidos fuertes produce ácido hidrazoico gaseoso (azida de hidrógeno; HN 3 ), que también es extremadamente tóxico:
- H ++ N−3→ HN3
Equilibrio del ácido hidrazoico
Las soluciones acuosas contienen cantidades minúsculas de ácido hidrazoico, cuya formación se describe mediante el siguiente equilibrio:
- norte−3+ H 2 O ⇌ HN 3 + OH − , K = 10 −4,6
Destrucción
La azida sódica se puede destruir mediante el tratamiento con ácido nitroso preparado in situ (HNO 2 ; no HNO 3 ). [9] [10] La preparación in situ es necesaria ya que el HNO 2 es inestable y se descompone rápidamente en soluciones acuosas. Esta destrucción debe realizarse con gran precaución y dentro de una campana extractora de humos químicos, ya que el óxido nítrico (NO) gaseoso formado también es tóxico, y un orden incorrecto de adición de ácido para la formación in situ de HNO 2 producirá en su lugar ácido hidrazoico gaseoso altamente tóxico (HN 3 ). [9]
- 2 NaN 3 + 2 HNO 2 → 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
Aplicaciones
Airbags de automóviles y toboganes de evacuación de aviones
Las fórmulas de los airbags más antiguos contenían mezclas de oxidantes, azida sódica y otros agentes, incluidos detonadores y aceleradores. Un controlador electrónico detona esta mezcla durante un accidente automovilístico:
- 2NaN3 → 2Na +3N2
La misma reacción ocurre al calentar la sal a aproximadamente 300 °C. El sodio que se forma es un peligro potencial por sí solo y, en los airbags de los automóviles, se convierte por reacción con otros ingredientes, como el nitrato de potasio y el sílice . En este último caso, se generan silicatos de sodio inocuos. [11] Si bien la azida de sodio todavía se usa en los toboganes de evacuación de los aviones modernos, los airbags de automóviles de última generación contienen explosivos menos sensibles, como la nitroguanidina o el nitrato de guanidina . [12]
Síntesis orgánica e inorgánica
Debido a su riesgo de explosión, la azida de sodio tiene un valor limitado en la síntesis orgánica a escala industrial. En el laboratorio , se utiliza para introducir el grupo funcional azida mediante el desplazamiento de haluros . [10] El grupo funcional azida puede convertirse posteriormente en una amina mediante reducción con SnCl2 en etanol o hidruro de litio y aluminio o una fosfina terciaria , como la trifenilfosfina en la reacción de Staudinger , con níquel Raney o con sulfuro de hidrógeno en piridina . El oseltamivir , un medicamento antiviral, se produce actualmente a escala comercial mediante un método que utiliza azida de sodio. [13]
La azida de sodio es un precursor versátil de otros compuestos de azida inorgánica, por ejemplo, azida de plomo y azida de plata , que se utilizan en detonadores como explosivos primarios . Estas azidas son significativamente más sensibles a la detonación prematura que la azida de sodio y, por lo tanto, tienen aplicaciones limitadas. La azida de plomo y plata se puede producir mediante una reacción de doble desplazamiento con azida de sodio y sus respectivas sales de nitrato (más comúnmente) o acetato . La azida de sodio también puede reaccionar con las sales de cloruro de ciertos metales alcalinotérreos en solución acuosa, como cloruro de bario o cloruro de estroncio, para producir respectivamente azida de bario y azida de estroncio , que también son materiales principalmente explosivos relativamente sensibles. Estas azidas se pueden recuperar de la solución mediante una desecación cuidadosa.
Bioquímica y usos biomédicos
La azida sódica es un reactivo de sonda útil y un conservante antibacteriano para soluciones bioquímicas. En el pasado, también se utilizaban mertiolato y clorobutanol como alternativa a la azida para la conservación de soluciones bioquímicas. [14]
La azida de sodio es un inhibidor instantáneo de la lactoperoxidasa , que puede ser útil para detener los experimentos de radiomarcaje de la proteína 125 I catalizada por la lactoperoxidasa . [15]
En hospitales y laboratorios, es un biocida ; es especialmente importante en reactivos a granel y soluciones madre que de otro modo podrían favorecer el crecimiento bacteriano , donde la azida de sodio actúa como bacteriostático al inhibir la citocromo oxidasa en bacterias gramnegativas ; sin embargo, algunas bacterias grampositivas ( estreptococos , neumococos , lactobacilos ) son intrínsecamente resistentes. [16]
Usos agrícolas
Se utiliza en la agricultura para el control de plagas de patógenos transmitidos por el suelo como Meloidogyne incognita o Helicotylenchus dihystera . [17]
También se utiliza como mutágeno para la selección de cultivos de plantas como el arroz, [18] la cebada [19] o la avena. [20]
Consideraciones de seguridad
La azida sódica puede ser mortalmente tóxica [21] e incluso en cantidades mínimas puede causar síntomas. La toxicidad de este compuesto es comparable a la de los cianuros alcalinos solubles [22] , aunque no se ha informado de toxicidad a partir de bolsas de aire usadas [23] .
Produce síntomas extrapiramidales con necrosis de la corteza cerebral , cerebelo y ganglios basales . La toxicidad también puede incluir hipotensión , [24] ceguera y necrosis hepática . La azida sódica aumenta los niveles de GMP cíclico en el cerebro y el hígado mediante la activación de la guanilato ciclasa . [25]
Las soluciones de azida sódica reaccionan con iones metálicos y precipitan azidas metálicas, que pueden ser sensibles a los golpes y explosivas. Esto debe tenerse en cuenta al elegir un recipiente de transporte no metálico para las soluciones de azida sódica en el laboratorio. Esto también puede crear situaciones potencialmente peligrosas si las soluciones de azida se desechan directamente por el desagüe en un sistema de alcantarillado sanitario. El metal en el sistema de plomería podría reaccionar y formar cristales de azida metálica altamente sensibles que podrían acumularse durante años. Es necesario tomar las precauciones adecuadas para la eliminación segura y respetuosa con el medio ambiente de los residuos de la solución de azida. [26]
Consumo intencional
La azida sódica ha ganado atención en los Países Bajos [27] y en el extranjero [28] como una sustancia química utilizada con fines homicidas y suicidas.
La azida sódica se ha atribuido a al menos 172 muertes en el período de 2015 a 2022 como parte de una sustancia ilícita utilizada como ayuda al suicidio comúnmente llamada droga X (en holandés: middel X ) [29] En 2021, una revisión de todos los informes de casos de intoxicación por azida sódica indicó que el 37% de los casos fueron intentos de suicidio. [30] Un aumento en el uso de azida sódica como droga suicida se ha atribuido a su disponibilidad a través de tiendas en línea centradas en la pirotecnia . [31]
Referencias
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La reacción química utilizada para desplegar los airbags ha evolucionado, pero una iteración dio lugar a retiradas masivas de productos
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Enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 0950.
- Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos.
- R., Frances (2006). "¿Hay veneno en los airbags de los automóviles?". The Straight Dope . Archivado desde el original el 2020-07-31 . Consultado el 2022-10-25 .