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Natriumazid

Strukturformel
Allgemeines
Name Natriumazid
Summenformel NaN3
CAS-Nummer 26628-22-8
Kurzbeschreibung farbloses Pulver
Eigenschaften
Molare Masse 65,01 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Dichte

1,85 g·cm−3 (20 °C)[1]

Schmelzpunkt

275 °C (Zersetzung)[1]

Siedepunkt

nicht zutreffend

Löslichkeit

mäßig in Wasser (420 g·l−1 bei 20 °C)[1] und flüssigem Ammoniak, kaum löslich in Ethanol, nicht löslich in Diethylether

Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1]
R- und S-Sätze R: 28-32-50/53
S: (1/2)-28-45-60-61
MAK

0,2 mg·m−3[1]

LD50

27 mg/kg (Ratte, oral)[2]

WGK 2[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Natriumazid ist das Natriumsalz der Stickstoffwasserstoffsäure. Es besitzt die Formel NaN3 und gehört zur Stoffklasse der Azide.

Inhaltsverzeichnis

Beschreibung/Eigenschaften

In saurer Lösung zersetzt sich Natriumazid zu Stickstoffwasserstoffsäure. Beim Erhitzen zersetzt es sich ab einer Temperatur von 275 °C.

(spektralanalytisch reiner Stickstoff)

Das Azid lässt sich allerdings unzersetzt schmelzen und verpufft erst beim stärkeren Erhitzen oder auf kräftigen Schlag.

Das Azidion N3 gehört zu den Pseudohalogeniden. Es verhält sich in vielen Reaktionen ähnlich den Halogenidionen. Das mesomeriestabilisierte Ion ist linear und symmetrisch, mit einheitlichen Abständen zwischen den Stickstoffatomen, deren Länge zwischen denen der N-N-Doppel- und Dreifachbindungen liegt. Diese Stabilisierung fehlt bei der freien Säure und bei den Schwermetallaziden (Lit. [7,11]).

Darstellung

Natriumazid entsteht beim Überleiten von Distickstoffmonoxid über Natriumamid bei 180 °C:

In einem präparativ aufwendigeren Verfahren erhält man Natriumazid aus Natriumamid und Natriumnitrat in der Schmelze bei 175 °C. Als Nebenprodukte entstehen Natriumhydroxid und Ammoniak.

Anwendung

Natriumazid wird in der industriellen Synthese verwendet zur Darstellung von Bleiazid und Stickstoffwasserstoffsäure sowie von tert-Alkylaziden und anderen organischen Aziden wie Tosylazid (Hunnius, Römpp, Willmes) verwendet. Die Umsetzung von Carbonylverbindungen mit Stickstoffwasserstoffsäure in stark saurem Medium liefert aus Ketonen unter Wanderung einer Alkylgruppe Amide. Werden Carbonsäuren eingesetzt, so erhält man das um ein Kohlenstoffatom ärmere Amin (siehe auch Schmidt-Reaktion). Die dazu benötigte Stickstoffwasserstoffsäure wird in situ aus Natriumazid erzeugt. Eine weitere Anwendung ist die Darstellung von Alkylisocyanaten aus Carbonsäurehalogeniden (siehe auch Curtius-Reaktion). Des Weiteren wurde Natriumazid in Treibstoffen für Airbags verwendet, um den Luftsack zu füllen.

Analyse

Analytisch macht man sich die Eigenschaft der Azide zunutze, mit Iod nur in Gegenwart von Sulfhydryl beziehungsweise potentiellen Sulfhydrylverbindungen (wie Penicillin) zu reagieren (sog. Iodazid-Probe). Diese Umsetzung ist sehr empfindlich; es entsteht Stickstoff und Iodwasserstoff. Zum Nachweis wird 1 ml 0,1 N Iodlösung mit Stärke blau angefärbt, mit 1 ml 10 %iger wässriger Natriumazidlösung versetzt und dann die Probelösung (Mercaptane, Thioether, Disulfide, Thione, S-Heterocyclen) zugegeben. Nach kurzer Zeit entfärbt sich die Lösung unter Gasentwicklung.

Biologische Wirkung

Vielfältigen Einsatz findet Natriumazid auch in allen Bereichen, in denen das Wachstum von Mikroorganismen verhindert werden soll. So können mit Natriumazid Gebrauchsmaterialen (Bechergläser etc.) in Labors länger keimfrei gehalten werden. Die Chemikalie wird auch Lösungen, Dispersionen etc. zugesetzt (ca. 0,1 - 0,001%), die aufgrund ihrer Zusammensetzung sehr anfällig für mikrobiellen Verderb sind (z.B. Lösungen von Biopolymeren, Proteindispersionen).

Sicherheitshinweise

Aus sauren Natriumazidlösungen wird Stickstoffwasserstoffsäure freigesetzt. Diese ist sehr giftig und verätzt die Schleimhäute. Natriumazid kann wie die meisten Azide bei Erhitzung und auf Schlag explosiv reagieren. Natriumazid, hemmt spezifisch Enzyme, die Schwermetalle enthalten. Sie sind daher ausgesprochen toxisch. Das Azidion hat zudem einen stark blutdrucksenkenden Effekt. Schon die Inhalation oder die orale Aufnahme kleiner Mengen (beispielsweise 1,5 ml 10 %ige Lösung) hat starke Vergiftungserscheinungen zur Folge. Stickstoffwasserstoffsäure und ihre Lösungen riechen unerträglich stechend und rufen bei Exposition Schwindel, Kopfschmerz und Hautreizung hervor. Das präparative Arbeiten mit Natriumazid und Stickstoffwasserstoffsäure-Lösungen darf nur im gut wirkenden Abzug unter Verwendung eines Schutzschildes erfolgen. Schutzbrille tragen! Die Versuchsvorschriften sind streng einzuhalten, niemals darf Stickstoffwasserstoffsäure aufkonzentriert werden (spontane Explosion möglich). Die Lösungen sind vor Gebrauch unbedingt zu titrieren.

  1. a b c d e f Eintrag zu CAS-Nr. 26628-22-8 in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 21.01.2008 (JavaScript erforderlich)
  2. Sicherheitsdatenblatt Carl Roth