• 疊氮化鈉

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    疊氮化鈉

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    氯化鐵是一種無機化合物分子式為NaN3。 這種無色鹽是傳統汽車安全氣囊系統中的氣體形成成分。 用于制備其他疊氮化合物。 它是一種離子物質,極易溶于水,劇毒。

    結構

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    氫化學錘是一種離子固體。 已知兩種晶型,菱形和六角形。 兩者都采用分層結構。 每種形式的疊氮陰離子都非常相似,中心對稱,N-N 距離為 1.18 ?。 Na+ 離子具有八面體幾何結構。 每個疊氮化物都連接到六個 Na+ 中心,三個 Na-N 鍵連接到每個末端氮中心。

    準備

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    常見的合成方法是 Wislicenus 工藝,它在液氨中分兩步進行。 xxx步,氨被金屬鈉轉化為氨基鈉:

    2 Na + 2 NH3 → 2 NaNH2 + H2< /sub>

    這是一種氧化還原反應,其中金屬鈉將電子賦予氨質子,氨質子在氫氣中被還原。 鈉很容易溶解在液氨中,產生水合電子,導致所得液體藍色。 該反應產生 Na+ 和 NH-2 離子。

    氨基鈉隨后與一氧化二氮結合:

    2 NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH + NH< sub class="template-chem2-sub">3

    這些反應是工業路線的基礎,2004 年每年生產約 250 噸,由于安全氣囊的使用增加,產量增加。

    實驗室方法

    Curtius 和 Thiele 開發了另一種生產工藝,其中使用肼將亞硝酸酯轉化為疊氮化鈉。 本方法適用于實驗室制備疊氮化鈉:

    2 NaNO2 + 2 C2H5OH + H2SO4 → 2 C2H 5ONO + Na2SO4 + 2 H2O< /sub>C2H< sub class="template-chem2-sub">5ONO + N2H4·H2O + NaOH → NaN3 + C2H5OH + 3 H2O

    或者,該鹽可以通過硝酸鈉與氨基鈉的反應獲得。

    化學反應

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    用強酸處理疊氮化鈉會產生劇毒的疊氮酸

    H+ + N?3 → HN3

    水溶液含有微量的疊氮化,其形成由以下平衡描述:

    N?3 + H2O ? HN3 + OH?, K = 10?4.6

    可以用亞硝酸溶液處理來破壞擴散鐵:

    2 NaN3 + 2 HNO2 → 3 N2 + 2 NO + 2 氫氧化鈉

    應用

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    汽車安全氣囊和飛機疏散滑梯

    較舊的安全氣囊配方包含氧化劑和疊氮化鈉以及其他試劑(包括點火劑和促進劑)的混合物。 電子控制器在汽車碰撞期間引爆這種混合物:

    2 NaN3 → 2 Na + 3 N2

    將鹽加熱到大約 300°C 時會發生相同的反應。 所形成的鈉本身就是一種潛在危險,在汽車安全氣囊中,它會通過與其他成分(如硝酸鉀二氧化硅)反應而轉化。

    疊氮化鈉

    在后一種情況下,會生成無害的硅酸鈉。 雖然現代飛機上的疏散滑梯仍使用疊氮化鈉,但新一代汽車安全氣囊含有敏感性較低的炸藥,如硝基胍或硝酸胍。

    有機和無機合成

    由于其爆炸危險,疊氮化鈉在工業規模的有機化學中的價值有限。 在實驗室中,它用于有機合成,通過鹵化物的置換引入疊氮基官能團。 疊氮化物官能團隨后可以通過在乙醇或氫化鋁鋰中用 SnCl2 還原或叔膦(例如施陶丁格反應中的三苯基膦)與雷尼還原而轉化為胺 鎳或與化氫在吡啶中。

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    詞條目錄
    1. 疊氮化鈉
    2. 結構
    3. 準備
    4. 實驗室方法
    5. 化學反應
    6. 應用
    7. 汽車安全氣囊和飛機疏散滑梯
    8. 有機和無機合成

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