Hidrogén-azid

Hidrogén-azid

A hidrogén-azid molekula szerkezete, kötései, és méretei

A hidrogén-azid molekula rezonanciaformái

Hidrogén-azid
Más nevek Nitrogén-hidrogénsav, azoimid
Kémiai azonosítók
CAS-szám 7782-79-8
PubChem 24530
SMILES
N=[N+]=[N-]
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet HN3
Moláris tömeg 43,03 g/mol
Sűrűség 1,09 g/cm³[1]
Olvadáspont −80 °C[1] (193,15 K)
Forráspont 37 °C[1] (310,15 K)
Oldhatóság (vízben) elegyedik[1]
Savasság (pKa) 4,6 - 4,7
Gőznyomás 0,523 bar (20 °C)[1]
Kristályszerkezet
Molekulaforma Lineáris
Veszélyek
EU osztályozás nincs besorolva
Főbb veszélyek Nagyon mérgező, explozív.
LD50 33 mg/kg (patkány, szájon át)[1]
Rokon vegyületek
Azonos kation Hidrogén-klorid
Azonos anion Nátrium-azid
Rokon savak Sósav
Hidrogén-cianid
Rokon vegyületek Hidrazin
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A hidrogén-azid (más néven nitrogén-hidrogénsav vagy azoimid) a nitrogén egyik hidrogénnel alkotott vegyülete, összegképlete HN3. Színtelen, kellemetlen szagú, maró hatású folyadék. Szilárd halmazállapotban kristályai színtelenek. Nagyon bomlékony savjellegű vegyület. A hidrogén-azidnak még a gőze is robbanásveszélyes. Oldódik vízben és alkoholban. A hidrogén-azid sói, az azidok is robbanékonyak, kivéve a kis elektronegativitású fémekkel alkotott sóit. Ezek ugyanis ionos jellegű vegyületek, a hidrogén-azidnál stabilabb azidionokat tartalmaznak. A hidrogén-azid a természetben sem szabad állapotban, sem sói alakjában nem fordul elő.

Szerkezete

A hidrogén-azid egyik nitrogénatomja (amelyikhez a hidrogénatom kapcsolódik) sp2-hibridizációjú, és egy magányos elektronpár tartozik hozzá. A második nitrogénatom lineáris hibridizációjú, és nincs magányos elektronpárja. Nem azonos erősségű kötéssel kapcsolódik a két szomszédos nitrogénatomhoz, a két kötésrend elméleti számítások alapján 1,65 és 2,64. A kis elektronegativitású fémek azidjaiban található azidionban (N−3) a három nitrogénatom egyenlő távolságban található egymástól, és mindhárom sp-hibridizációjúnak tekinthető.

Kémiai tulajdonságai

A hidrogén-azid gyenge sav, proton leadására képes.

H N 3 + H 2 O → N 3 − + H 3 O + {\displaystyle \mathrm {HN_{3}+H_{2}O\rightarrow N_{3}^{-}+H_{3}O^{+}} }

Sok fémet felold, velük sókat, azidokat képez. Hidrogén-azid és cink reakciójában hidrogén fejlődik, más fémekkel bonyolultabb módon reagál. Az alkálifémekkel és az alkáliföldfémekkel képzett sóit bomlás nélkül meg lehet olvasztani, de a nehézfém-azidok melegítés hatására felrobbannak, ütés hatására a robbanás még hevesebb. Elsősorban redukáló tulajdonságú, salétromossavval például a következő egyenlet szerint reagál:

H N O 2 + H N 3 → N 2 + N 2 O + H 2 O {\displaystyle \mathrm {HNO_{2}+HN_{3}\rightarrow N_{2}+N_{2}O+H_{2}O} }

Redukálószerek hatására azonban ammóniává alakul, oxidálószer is lehet. Hidrogén-jodiddal erősen savas kémhatású közegben a következőképpen reagál:

H N 3 + 2   H I → N 2 + N H 3 + I 2 {\displaystyle \mathrm {HN_{3}+2\ HI\rightarrow N_{2}+NH_{3}+I_{2}} }

Halogének hatására nitrogénné és hidrogén-halogenidekké alakul.

2   H N 3 + C l 2 → 3   N 2 + 2   H C l {\displaystyle \mathrm {2\ HN_{3}+Cl_{2}\rightarrow 3\ N_{2}+2\ HCl} }

Kén-hidrogén hatására hidrazin képződik belőle és elemi kén válik ki:

12   H N 3 + 2   H 2 S → N 2 H 4 + 4   N H 3 + 15   N 2 + 2   S {\displaystyle \mathrm {12\ HN_{3}+2\ H_{2}S\rightarrow N_{2}H_{4}+4\ NH_{3}+15\ N_{2}+2\ S} }

Előállítása

Hidrogén-azid előállításakor általában először nátrium-azidot állítanak elő, majd ebből állítják elő a hidrogén-azidot savval. A nátrium-azid készítésekor általában nátrium-amid olvadékába vezetnek dinitrogén-oxidot.

2   N a N H 2 + N 2 O → N a N 3 + N a O H + N H 3 {\displaystyle \mathrm {2\ NaNH_{2}+N_{2}O\rightarrow NaN_{3}+NaOH+NH_{3}} }
2   N a N 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + 2   H N 3 {\displaystyle \mathrm {2\ NaN_{3}+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2\ HN_{3}} }

Élettani hatás, veszélyek

A hidrogén-azid nagyon bomlékony, robbanékony vegyület. Mérgező hatású, belégzéskor köhögésre ingerli a nyálkahártyákat. Mérgező hatása miatt nagy óvatossággal kell kezelni. Méregjelzésnek kell szerepelnie a nátrium-azidot tartalmazó üvegeken. Óvakodni kell a földre ejtésétől.

Források

  1. ↑ a b c d e f A hidrogén-azid vegyülethez tartozó bejegyzés az IFA GESTIS adatbázisából. A hozzáférés dátuma: 2010. augusztus 25. (JavaScript szükséges) (angolul)
  • Nyilasi János: Szervetlen kémia
  • Bodor Endre: Szervetlen kémia I.
  • Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret