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
Olvadáspont	−80 °C (193,15 K)
Forráspont	37 °C (310,15 K)
Oldhatóság (vízben)	elegyedik
Savasság (pKa)	4,6 - 4,7
Gőznyomás	0,523 bar (20 °C)
Kristályszerkezet
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 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.

$\mathrm {HN_{3} H_{2}O\rightarrow N_{3}^{-} H_{3}O^{ }}$

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:

$\mathrm {HNO_{2} HN_{3}\rightarrow N_{2} N_{2}O H_{2}O}$

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

$\mathrm {HN_{3} 2\ HI\rightarrow N_{2} NH_{3} I_{2}}$

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:

$\mathrm {12\ HN_{3} 2\ H_{2}S\rightarrow N_{2}H_{4} 4\ NH_{3} 15\ N_{2} 2\ S}$

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.

$\mathrm {2\ NaNH_{2} N_{2}O\rightarrow NaN_{3} NaOH NH_{3}}$

$\mathrm {2\ NaN_{3} H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4} 2\ HN_{3}}$

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

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