Hidrogén-azid

Hidrogén-azid
Más nevek	Nitrogén-hidrogénsav, azoimid
Azonosítók
CAS-szám	[7782-79-8]
PubChem	24530
SMILES	N=N=N
Tulajdonságok
Kémiai képlet	HN3
Moláris tömeg	43,03 g/mol
Sűrűség	1,09 g/cm³
Olvadáspont	−80 °C (193,15 K)
Forráspont	37 °C (310,15 K)
Oldhatóság (vízben)	elegyedik
Gőznyomás	0,523 bar (20 °C)
Savasság (pKa)	4,6 - 4,7
Szerkezet
Molekulaforma	Lineáris
Veszélyek
EU osztályozás	nincs besorolva
Főbb veszélyek	Nagyon mérgező, explozív.
LD50	33 mg/kg (patkány, szájon át)
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 standard állapotára vonatkoznak. (25 °C, 100 kPa)

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 magános 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.

$\mathrm{HN_3 + H_2O \rightarrow N_3^- + H_3O^+}$

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:

$\mathrm{HNO_2 + HN_3 \rightarrow N_2 + N_2O + H_2O}$

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

$\mathrm{HN_3 + 2 \ HI \rightarrow N_2 + NH_3 + I_2}$

Halogének hatására nitrogénné és hidrogén-halogenidekké alakul.

$\mathrm{2 \ HN_3 + Cl_2 \rightarrow 3 \ N_2 + 2 \ HCl}$

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

$\mathrm{12 \ HN_3 + 2 \ H_2S \rightarrow N_2H_4 + 4 \ NH_3 + 15 \ N_2 + 2 \ S}$

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.

$\mathrm{2 \ NaNH_2 + N_2O \rightarrow NaN_3 + NaOH + NH_3}$

$\mathrm{2 \ NaN_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2 \ HN_3}$

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

• Nyilasi János: Szervetlen kémia
• Bodor Endre: Szervetlen kémia I.
• Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret