La azida de sodio es un compuesto inorgánico con la fórmula NaN 3 . Esta sal incolora es el componente que forma gas en algunos sistemas de bolsas de aire de automóviles . Se utiliza para la preparación de otros compuestos de azida . Es una sustancia iónica , muy soluble en agua y extremadamente venenosa. [5]
La azida de sodio es un sólido iónico . Se conocen dos formas cristalinas , romboédrica y hexagonal. [1] [6] Ambos adoptan estructuras en capas. El anión azida es muy similar en cada forma, siendo centrosimétrico con distancias N – N de 1,18 Å. El ion Na + tiene una geometría octaédrica . Cada azida está unida a seis centros Na + , con tres enlaces Na-N a cada centro terminal de nitrógeno. [7]
El método de síntesis más común es el " proceso Wislicenus ", que se desarrolla en dos pasos en amoníaco líquido . En el primer paso, el sodio metálico convierte el amoníaco en amida de sodio :
Es una reacción redox en la que el sodio metálico cede un electrón a un protón de amoníaco que se reduce en gas hidrógeno . El sodio se disuelve fácilmente en amoníaco líquido para producir electrones hidratados responsables del color azul del líquido resultante. El Na + y el NH−2En esta reacción se producen iones.
Posteriormente, la amida de sodio se combina con óxido nitroso :
Estas reacciones son la base de la ruta industrial, que produjo alrededor de 250 toneladas por año en 2004, y la producción aumentó debido al mayor uso de bolsas de aire . [5]
Curtius y Thiele desarrollaron otro proceso de producción, en el que un éster de nitrito se convierte en azida de sodio utilizando hidracina . Este método es adecuado para la preparación de laboratorio de azida sódica:
Alternativamente, la sal se puede obtener mediante la reacción de nitrato de sodio con amida de sodio. [8]
El tratamiento de la azida de sodio con ácidos fuertes da ácido hidrazoico gaseoso (azida de hidrógeno; HN 3 ), que también es extremadamente tóxico:
Las soluciones acuosas contienen cantidades mínimas de ácido hidrazoico, cuya formación se describe mediante el siguiente equilibrio:
La azida de sodio puede destruirse mediante tratamiento con ácido nitroso preparado in situ (HNO 2 ; no HNO 3 ). [9] [10] La preparación in situ es necesaria ya que el HNO 2 es inestable y se descompone rápidamente en soluciones acuosas. Esta destrucción debe realizarse con gran precaución y dentro de una campana de extracción química, ya que el óxido nítrico (NO) gaseoso formado también es tóxico, y un orden incorrecto de adición de ácido para la formación in situ de HNO 2 producirá ácido hidrazoico gaseoso altamente tóxico ( HN3 ) . [9]
Las formulaciones de bolsas de aire más antiguas contenían mezclas de oxidantes, azida de sodio y otros agentes, incluidos encendedores y aceleradores. Un controlador electrónico detona esta mezcla durante un accidente automovilístico:
La misma reacción ocurre al calentar la sal a aproximadamente 300 °C. El sodio que se forma es un peligro potencial por sí solo y, en las bolsas de aire de los automóviles, se convierte mediante reacción con otros ingredientes, como el nitrato de potasio y la sílice . En este último caso se generan silicatos de sodio inocuos. [11] Si bien la azida de sodio todavía se usa en toboganes de evacuación en aviones modernos, las bolsas de aire para automóviles de nueva generación contienen explosivos menos sensibles como la nitroguanidina o el nitrato de guanidina . [12]
Debido a su riesgo de explosión, la azida de sodio tiene un valor limitado en la síntesis orgánica a escala industrial . En el laboratorio se utiliza para introducir el grupo funcional azida mediante desplazamiento de haluros . [10] Posteriormente, el grupo funcional azida se puede convertir en una amina mediante reducción con SnCl 2 en etanol o hidruro de litio y aluminio o una fosfina terciaria , como trifenilfosfina en la reacción de Staudinger , con níquel Raney o con sulfuro de hidrógeno en piridina . Oseltamivir , un medicamento antiviral, se produce actualmente a escala comercial mediante un método que utiliza azida sódica. [13]
La azida de sodio es un precursor versátil de otros compuestos de azida inorgánica, por ejemplo, azida de plomo y azida de plata , que se utilizan en detonadores como explosivos primarios . Estas azidas son significativamente más sensibles a la detonación prematura que la azida sódica y, por tanto, tienen aplicaciones limitadas. La azida de plomo y plata se puede producir mediante una reacción de doble desplazamiento con azida de sodio y sus respectivas sales de nitrato (más comúnmente) o acetato . La azida de sodio también puede reaccionar con las sales de cloruro de ciertos metales alcalinotérreos en solución acuosa, como el cloruro de bario o el cloruro de estroncio, para producir respectivamente azida de bario y azida de estroncio , que también son materiales principalmente explosivos relativamente sensibles. Estas azidas se pueden recuperar de la solución mediante una cuidadosa desecación.
La azida de sodio es un reactivo de sonda útil y un conservante antibacteriano para soluciones bioquímicas. En el pasado, el mertiolato y el clorobutanol también se utilizaban como alternativa a la azida para la conservación de soluciones bioquímicas. [14]
La azida de sodio es un inhibidor instantáneo de la lactoperoxidasa , que puede ser útil para detener los experimentos de radiomarcaje de proteínas 125 I catalizados por lactroperoxidasa . [15]
En hospitales y laboratorios es un biocida ; es especialmente importante en reactivos a granel y soluciones madre que de otro modo podrían favorecer el crecimiento bacteriano, donde la azida sódica actúa como bacteriostático al inhibir la citocromo oxidasa en bacterias gramnegativas ; sin embargo, algunas bacterias grampositivas ( estreptococos , neumococos , lactobacilos ) son intrínsecamente resistentes. [dieciséis]
Se utiliza en agricultura para el control de plagas de patógenos transmitidos por el suelo como Meloidogyne incognita o Helicotylenchus dihystera . [17]
También se utiliza como mutágeno para la selección de cultivos de plantas como el arroz, [18] la cebada [19] o la avena. [20]
La azida de sodio puede ser mortalmente tóxica [21] e incluso cantidades mínimas pueden causar síntomas. La toxicidad de este compuesto es comparable a la de los cianuros alcalinos solubles , [22] aunque no se ha informado de toxicidad en bolsas de aire gastadas. [23] [24] [25]
Produce síntomas extrapiramidales con necrosis de la corteza cerebral , cerebelo y ganglios basales . La toxicidad también puede incluir hipotensión , [26] ceguera y necrosis hepática . La azida sódica aumenta los niveles de GMP cíclico en el cerebro y el hígado mediante la activación de la guanilato ciclasa . [27]
Las soluciones de azida de sodio reaccionan con iones metálicos para precipitar azidas metálicas, que pueden ser sensibles a los golpes y explosivas. Esto debe tenerse en cuenta a la hora de elegir un recipiente de transporte no metálico para soluciones de azida sódica en el laboratorio. Esto también puede crear situaciones potencialmente peligrosas si las soluciones de azida deben desecharse directamente por el desagüe en un sistema de alcantarillado sanitario. El metal del sistema de plomería podría reaccionar, formando cristales de azida metálica altamente sensibles que podrían acumularse durante años. Son necesarias precauciones adecuadas para la eliminación segura y ambientalmente responsable de los residuos de soluciones de azida. [28]
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )La reacción química utilizada para desplegar las bolsas de aire ha evolucionado, pero una iteración resultó en retiros masivos
