Azida de sodio
La azida sódica es el compuesto inorgánico con la fórmula NaN3. Esta sal incolora es el componente que forma el gas en muchos sistemas de airbags de coches. Se utiliza para la preparación de otros compuestos de azida. Es una sustancia iónica, altamente soluble en agua, y es muy tóxica.[2]
| Azida de sodio | ||
|---|---|---|
| General | ||
| Fórmula estructural | ||
| Fórmula molecular | ? | |
| Identificadores | ||
| Número CAS | 26628-22-8[1] | |
| Número RTECS | VY8050000 | |
| ChEBI | 278547 | |
| ChEMBL | CHEMBL89295 | |
| ChemSpider | 30958 | |
| PubChem | 33557 | |
| UNII | 968JJ8C9DV | |
| InChI=InChI=1S/N3.Na/c1-3-2;/q-1;+1 Key: PXIPVTKHYLBLMZ-UHFFFAOYSA-N | ||
| Propiedades físicas | ||
| Masa molar | 64,999 g/mol | |
Estructura
La azida de sodio es un compuesto iónico. Dos formas cristalinas son conocidas, la rombohédrica y la hexagonal.[3][3] Las formas del anión azida son muy similares, siendo simétricas. La distancia de las uniones N–N son de 1.18 Å. El ion Na+
tiene una geometría octahédrica. Cada azida está unida a tres iones de sodio, con tres uniones Na-N por cada nitrógeno terminal.[4]
Preparación
El método de síntesis más común es el proceso "Wislicenus" que tiene dos etapas y comienza con amoníaco. En el primer paso el amoníaco se convierte en Amida de sodio:
- 2 Na + 2 NH3 → 2 NaNH2 + H2
La amida de sodio es posteriormente combinada con óxido nitroso:
- 2 NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH + NH3
Estas reacciones son las que se usan a nivel industrial, que produjeron 250 toneladas en el año 2004, aunque se fue incrementando con el tiempo por la demanda surgida de la producción de airbags para automóviles.[5]
Método de laboratorio
Curtius y Thiele desarrollaron otro método donde un ester de nitrito se convierte en azida de sodio con el uso de Hidracina. Este método es óptimo para la producción de azida de sodio en el laboratorio:
- 2 NaNO2 + 2 C2H5OH +H2SO4 → 2 C2H5ONO + Na2SO4 + 2 H2O
- C2H5ONO + N2H4-H2O + NaOH → NaN3 + C2H5OH + 3 H2O
Alternativamente esta sal se puede preparar mediante la reacción entre nitrato de sodio con amida de sodio.[6]
Reacciones químicas
El tratamiento de la azida de sodio con ácidos fuertes da ácido hidrazoico, que es extremadamente tóxico:
- H+
+ N−
3 → HN
3
Las soluciones acuosas contienen una cantidad ínfima de azida de hidrógeno, cuya formación es descripta por la ecuación:
- N−
3 + H
2O HN
3 + OH−
(K = 10−4.6
)
La azida de sodio se puede neutralizar con una solución de ácido nitroso:[7]
- 2 NaN3 + 2 HNO2 → 3 N2 + 2 NO + 2 NaOH
Usos
Automóviles y Aviación
Las formulaciones de airbag más antiguas contenían mezclas de oxidantes y azida de sodio y otros agentes, incluidos encendedores y acelerantes.
- 2 NaN3 → 2Na + 3 N2
La misma reacción ocurre al calentar la sal a aproximadamente 300 °C. El sodio formado por su descomposición es peligroso por sí mismo. En los airbags reacciona con nitrato de potasio y óxido de silicio para su neutralización. Esta reacción forma silicatos relativamente inocuos.[8] La azida de sodio también se usa en las rampas autohinchables de los aviones. Los air bags modernos contienen nitroguanidina u otros explosivos similares, menos sensibles.
Síntesis orgánica
En la industria este compuesto tiene pocas aplicaciones por su naturaleza explosiva. En el laboratorio, este compuesto se usa en síntesis orgánica para introducir un grupo azida mediante el desplazamiento de haluros. El grupo azida puede ser convertido a una amina mediante reducción con SnCl2 en etanol o usando tanto hidruro de litio y aluminio o un fosfano, terciario, como el trifenilfosfano. Este último método se conoce como la reacción de Staudinger, que también utiliza níquel Raney o con sulfuro de hidrógeno disuelto en piridina.
La azida de sodio es muy versátil ya que con ella se pueden preparar otros compuestos tales como azida de plata o azida de plomo, que se usan como explosivos.
Referencias
- Número CAS
- Jobelius, Horst H.; Scharff, Hans-Dieter (2000). «Hydrazoic Acid and Azides». Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. ISBN 9783527306732. doi:10.1002/14356007.a13_193.
- ↑ Stevens E. D.; Hope H. (1977). «A Study of the Electron-Density Distribution in Sodium Azide, NaN
3». Acta Crystallographica A 33 (5): 723-729. doi:10.1107/S0567739477001855. - Pringle, G. E.; Noakes, D. E. (15 de febrero de 1968). «The crystal structures of lithium, sodium and strontium azides». Acta Crystallographica Section B 24 (2): 262-269. doi:10.1107/s0567740868002062.
- Jobelius, Horst H.; Scharff, Hans-Dieter (1 de enero de 2000). Hydrazoic Acid and Azides. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. ISBN 9783527306732. doi:10.1002/14356007.a13_193.
- Wiberg, Egon.; Holleman, A. F. (Arnold Frederick), 1859-1953. (2001). Inorganic chemistry (1st English ed. edición). Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. OCLC 48056955. Consultado el 22 de abril de 2020.
- Committee on Prudent Practices for Handling, Storage, and Disposal of Chemicals in Laboratories, Board on Chemical Sciences and Technology, Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications, National Research Council (1995). «Disposal of Waste». Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Chemicals. Washington, DC: National Academy Press. p. 165. ISBN 0-309-05229-7.
- Betterton, E. A. (2003). «Environmental Fate of Sodium Azide Derived from Automobile Airbags». Critical Reviews in Environmental Science and Technology 33 (4): 423-458. doi:10.1080/10643380390245002.
Enlaces externos
- International Chemical Safety Card 0950.
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards.
- Straight Dope on Sodium Azide