Азид натрия NaN3.

Получение. Получается при нейтрализации раствора едкого натрия азотистоводородной кислотой с последующим выпариванием полученного раствора или осаждении спиртом. Кроме того, существуют специальные способы получения азида натрия (см. ниже).

Свойства. Растворимость. Азид натрия хорошо растворяется в воде. В 100 г воды при 10° С растворяется 40,16 г, при 15,2° С--40,7 г, при 17° С -- 41,7 г азида натрия. Температура кипения насыщенного водного раствора азида натрия равна 110,5° С.

Азид натрия очень хорошо растворяется в жидком аммиаке. На этом основании в американском патенте 1952 г. рекомендуется очищать технический азид натрия растворением его в жидком аммиаке с последующим отделением нерастворимых примесей и удалением аммиака. В патенте указывается, что после двукратной очистки из аммиака можно получить азид натрия 99,5%-ной чистоты.

Растворимость азида натрия в ацетоне, хлороформе, гексане, циклогексане, четыреххлористом углероде, трихлорэтилене, этил- ацетате при 25°С менее 0,005 г в 100 мл раствора.

В этиловом спирте при 0°С растворяется 0,22 г в 100 мл растворителя и 0,46 г при кипении раствора. Растворимость в метаноле при 25° С равна 2,48 г на 100 мл раствора.

Растворимость азида натрия в воде в присутствии растворенных в ней других солей или гидратов окислов щелочных металлов уменьшается.

Растворимость азида натрия в щелочных растворах уменьшается с повышением концентрации раствора щелочи. С повышением температуры растворимость азида натрия увеличивается, а в концентрированных растворах достигает определенного предела, после чего начинает снижаться.

Уменьшение растворимости азида натрия в воде с увеличением в растворе концентрации гидрата окиси натрия используется в производстве азида натрия для выделения последнего. В 100 г абсолютного спирта при 16° С растворяется 0,315 г NaN3; в абсолютном эфире азид натрия не растворяется.

Вольгемут исследовал систему Н2O--NaN3 и выделил кристаллогидрат NaN3*3H20.

В лабораторной практике в целях очистки азид натрия пере- кристаллизовывают из воды и высушивают в эксикаторе над серной кислотой. Перекристаллизацию рекомендуется проводить два раза, упаривая водные растворы азида натрия или осаждая азид натрия из небольшого количества водного раствора спиртом или ацетоном. При этом получается продукт с содержанием NaN3 не ниже 99,9%.

Др. свойства. Азид натрия негигроскопичен, нелетуч, при хранении на воздухе масса за первую неделю увеличивается на 0,6%; от удара не взрывается. При нагревании на металлической пластинке плавится, при высокой температуре слабо вспыхивает с ярко-желтым светом (при 330° С в капилляре не изменяется). При слабом нагревании до температуры выше 330° С азид натрия может взорваться. В условиях глубокого вакуума азид натрия начинает разлагаться при 275° С с выделением азота. Плотность NaN3 при 25° С равна 1,8473 , удельная теплоемкость при 0--100° С равна 0,2934 кал/г . Слабо выраженные взрывчатые свойства азида натрия могут быть объяснены его сравнительно малой эндотермичностью. Теплота о бразования азида натрия --92 кал/г, в то время как теплота образования азида свинца -- 455 кал/г.

По данным Денниса и Бенедикта, азид натрия можно расплавлять и держать несколько часов в расплавленном состоянии, при этом азид натрия не разлагается.

Термическое разложение. Ваттенберг показал, что при нагревании азида натрия до 250°С и выше до начала разложения образуется нитрид натрия Na3N.

Гарнер и Марке исследовали термический распад азида натрия. Для опытов применяли кристаллы массой 1--3 мг. Опыты проводили как в вакууме при температуре 257--365°С, так и в парах натрия. При опытах в вакууме получали кривые периодов распада, из которых было видно, что вначале происходит период медленного распада, затем быстрого с постоянной скоростью. Кристаллы азида натрия распадаются на отдельные части, окрашенные в желтый цвет.

Азид натрия испытывали в парах натрия при повышенной температуре; каталитическое действие паров натрия небольшое. Энергия активации равна 10--34 ккал/моль при температуре 365° С и 20--50 ккал/моль при температуре выше 365° С.

Позднее термический распад NaN3 исследовал Иоффе, а также Томпкинс и Якобе.

Влияние радиации. Мюллер и Броус изучали действие бомбардировки электронами азида натрия. С этой целью азид натрия помещали в трубке с вакуумом до 10-6 мм и над ним производили электрический разряд при различном напряжении тока. Азид натрия при этом распадался. Скорость распада определялась по измерению давления выделившегося азота. До 11,75 зВ распада не было, около 12 эВ распад начинал усиливаться, потом с известного момента постепенно падал до минимума. Такие минимумы наблюдались при 15,5 эВ, 23,5--24,0 и 27,5 эВ. По мнению Мюллера и Броуса, это падение скорости распада обязано своим происхождением столкновениям электронов с абсорбированными молекулами азота на поверхности азида натрия.

Мюллер и Броус, кроме того, изучали действие света на азид натрия. Они нашли, что при полном освещении дугой ртутной лампы азид натрия быстро разлагается со скоростью, пропорциональной интенсивности ультрафиолетового облучения. При облучении рентгеновскими лучами и бомбардировке медленными нейтронами азид натрия становится коричневого цвета.

Позже было показано, что азид натрия, облученный при комнатной температуре и ниже, вначале имеет бледно-зеленое окрашивание и позднее при хранении в течение нескольких часов при комнатной температуре становится коричневым.

Токсичность. Вскоре после открытия Курциусом азотистоводородной кислоты возник вопрос о возможности использования солей азотистоводородной кислоты подобно нитритам и нитратам в качестве источника азота для питания растений и образования белковых веществ растительных клеток. Для выяснения этого были проведены интересные исследования над различными растениями, бактериями, плесенью, инфузориями, некоторыми низшими формами животных и, наконец, над мышами и щенками. Во всех случаях было найдено, что азид натрия в очень малых концентрациях губителен для организмов. При впрыскивании 0,1 мг раствора азида натрия под кожу мыши она погибала через несколько минут. Азид натрия более токсичен, чем азид свинца, и рассматривается как яд более токсичный, чем органические азиды.

Применение. В основном азид натрия применяется в производстве неорганических и органических азидов. Кроме того, было предположено применять азид натрия в воспламенительных составах NaN3--35%, КС103-- 30%, Sb2S3 -- 35%.

Азид натрия применяется как инициатор полимеризации эмульсий, как порообразующийся агент и как восстановитель рисунка протектора при производстве губчатой резины. Азид натрия используется также при разложении нитритов в присутствии нитратов. Скорость разложения нитрита увеличивается с увеличением концентрации азида. Оптимальное соотношение CNaN3/CNaNO2 = 3,9. Возможно применение NaN3 в малых дозах для терапевтических целей. Так, имеются указания на применение NaN3 и некоторых других соединений для лечения рака и лейкемии у человека.