Hidrogen azid

Hidrogen azid
Ümumi
Sistematik adı	Hidrogen azid
Kimyəvi formulu	HN₃
Molyar kütlə	43,03 q/mol
Fiziki xassələri
Sıxlıq	1,09 q/sm³
Termik xüsusiyyətlər
Ərimə nöqtəsi	−80 °S
Qaynama nöqtəsi	37 °S
Kimyəvi xassələri
Turşunun dissosasiya sabiti $pK_{a}$	4,64
Təsnifatı
CAS-da qeyd. nöm.	7782-79-8
PubChem	24530
ChEBI	29449
ChemSpider	22937

Əməyin mühafizəsi və təhlükəsizliyi

Əsas təhlükələr Yüksək zəhərli, partlayıcı, reaktiv Hidrogen azid və ya azoimid kimi tanınan, HN3 kimyəvi formulu olan birləşmədir.[3] Otaq temperaturunda rəngsiz, uçucu və partlayıcı mayedir. Azot və hidrogenin birləşməsidir və buna görə də pniktogen hidridi adlanır. İlk dəfə 1890-cı ildə Teodor Kurtius tərəfindən alınmışdır.[4] Turşunun az tətbiqi var, lakin onun konjugat əsası, azid ionu xüsusi proseslərdə faydalıdır. Hidrogen azid digər mineral turşular kimi suda həll olur. Durulaşdırılmamış hidrogen azid təhlükəli partlayıcıdır[5], standart əmələ gəlmə entalpiyası ΔsHo (l, 298K) = +264 kCmol-1. [6] Durulaşdıqda, qaz və sulu məhlullar (<10%) təhlükəsiz hazırlana bilər, lakin dərhal istifadə edilməlidir; aşağı qaynama nöqtəsinə görə hidrogen azid buxarlanma və kondensasiya zamanı qatılaşır ki, partlamayan durulaşdırılmış məhlullar konteynerin və ya reaktorun yuxarı hissəsində partlaya bilən damcılar əmələ gətirə bilər.[7] [8] Mündəricat

Alınması

Turşu adətən natrium azid kimi bir azid duzunun turşulaşdırılması nəticəsində əmələ gəlir. Natrium azidin suda məhlulları azid duzu ilə tarazlıqda olan az miqdarda hidrogen aziddən ibarət olur, lakin daha güclü bir turşunun tətbiqi məhluldakı əsas qrupları hidrogen azid turşusuna çevirə bilər. Saf turşu sonradan son dərəcə partlayıcı və rəngsiz maye kimi fraksiyalı distillə ilə əldə edilə bilər.[2]

NaN₃ + HCl → HN₃ + NaCl

Həmçinin onun sulu məhlulu həll olmayan barium sulfatın əlavə olunması ilə əldə olunmuş barium azid məhlulunu duru sulfat turşusu ilə reaksiyası ilə də hazırlana bilər.[9] Hidrogen azid əvvəlcə hidrazinin nitrit turşusu ilə reaksiyasından alınmışdır:

N₂H₄ + HNO₂ → HN₃ + 2 H₂O

Hidrazinium kationu [N2H5]+ ilə bu reaksiya aşağıdakı kimi yazılır:

[N₂H₅]+ + HNO₂ → HN₃ + H₂O + [H₃O]+

Hidrogen peroksid, nitrosilxlorid, trixloramin və ya nitrit turşusu kimi digər oksidləşdirici maddələr də hidrazindən hidrogen azid almaq üçün istifadə edilə bilər.[10] Utilizasiyadan əvvəl məhv edilməsi

Hidogen azid turşusu nitrit turşusu ilə reaksiyaya daxil olur:

HN₃ + HNO₂ → N₂O + N₂ + H₂O

Bu reaksiya qeyri-adidir, ona görə ki, o, dörd müxtəlif oksidləşmə vəziyyətində azotlu birləşmələri əhatə edir.[11]

Reaksiyaları

Öz xüsusiyyətlərinə görə hidrogen azid turşusu halogen turşulara bənzəyir, çünki o, zəif həll olan (suda) qurğuşun, gümüş və civə (I) duzlarını əmələ gətirir. Metal duzların hamısı susuz formada kristallaşır və qızdırıldıqda parçalanır və təmiz metalın qalığı qalır.[2] O, zəif turşudur (pKa = 4,75.[6]) Onun ağır metal duzları partlayıcıdır və alkil yodidlərlə asanlıqla qarşılıqlı təsirdə olur. Daha ağır qələvi metalların (litium istisna olmaqla) və ya qələvi torpaq metallarının azidləri partlayıcı deyil, lakin qızdırıldıqda daha idarə olunan şəkildə parçalanır və spektroskopik cəhətdən təmiz N2 qazı alınır.[12] Hidrogen azid turşusunun məhlulları hidrogenin ayrılması və azidlər (əvvəllər azoimidlər və ya hidrazoatlar) adlanan duzların əmələ gəlməsi ilə bir çox metalı (məsələn, sink, dəmir) həll edir. Hidrogen azid turşusu karbonil törəmələri, o cümlədən aldehidlər, ketonlar və karbon turşuları ilə reaksiyaya daxil olaraq, azotun xaric edilməsi nəticəsində amin və ya amid birləşmələri alına bilər. Buna Şmidt reaksiyası deyilir.

Qüvvətli turşularda həll edildikdə, tərkibində [H2N=N=N]+ ionu olan partlayıcı duzlar əmələ gəlir, məsələn:[12]

HN=N=N + H[SbCl₆ ] → [H2N=N=N]+[SbCl₆]-

[H₂N=N=N]+ ionu diazometan(H2C=N+=N-) üçün izoelektrondur.

Hidrogen azid turşusunun sürtünmə, qığılcım və s. nəticəsində parçalanması ilə azot və hidrogen əmələ gəlir:

2 HN₃ → H₂ + 3 N₂

Hidrogen azid turşusu kifayət qədər yüksək enerji ilə birmolekulyar parçalanmaya məruz qalır:

HN₃ → NH + N₂

Ən aşağı enerjini üçlü vəziyyətdə NH hasil edir və onu spin-qadağan olunmuş reaksiya vəziyyətinə gətirir. Bu, lazer fotodissosiasiya tədqiqatlarında yerin elektron vəziyyətində vibrasiya enerjisinin xüsusi miqdarları üçün müəyyən edilmiş bir neçə reaksiyadan biridir.[13] Bundan əlavə, bu unimolekulyar sürətlər nəzəri olaraq təhlil edilmişdir, təcrübi və nəzəri sürətlər mümkün qədər uyğunluq təşkil edir.[14]

Toksiklik

Hidrogen azid turşusu uçucu və çox zəhərlidir. Onun kəskin qoxusu var və buxarı şiddətli baş ağrılarına səbəb ola bilər. Qarışıq, qeyri-kumulyativ zəhərdir.

Tətbiqi

Farmaseptik ara məhsul və potensial süni şirinləşdirici agent olan 2-furonitril, furfuralın 35 °C-də benzol məhlulunda maqnezium perxloratın iştirakı ilə hidrogen azid turşusu (HN₃) və perxlorat turşusu (HClO4) qarışığı ilə işlənməsiylə yüksək məhsuldarlıqla hazırlanmışdır.[15][16] Bütün qaz fazalı yod lazerində qaz halında olan hidrogen azid turşusunun xlorla qarışdırılması ilə həyəcanlanmış azot xloridi alınır ki, bu da yod lazerinə səbəb olur.

İstinadlar

• ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
• ^ Jump up to:a b c Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Azoimide" . Encyclopædia Britannica. Vol. 3 (11th ed.). Cambridge University Press. pp. 82–83. This also contains a detailed description of the contemporaneous production process.
• ^ Dictionary of Inorganic and Organometallic Compounds. Chapman & Hall.
• ^ Curtius, Theodor (1890). "Ueber Stickstoffwasserstoffsäure (Azoimid) N3H" [On hydrazoic acid (azoimide) N3H]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 23 (2): 3023–3033. doi:10.1002/cber.189002302232.
• ^ Furman, David; Dubnikova, Faina; van Duin, Adri C. T.; Zeiri, Yehuda; Kosloff, Ronnie (2016–03-10). "Reactive Force Field for Liquid Hydrazoic Acid with Applications to Detonation Chemistry". The Journal of Physical Chemistry C. 120 (9): 4744–4752. Bibcode:2016APS.. MARH20013F. doi:10.1021/acs.jpcc.5b10812. ISSN 1932–7447.
• ^ Jump up to:a b Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). "Chapter 15: The group 15 elements". Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Pearson. p. 449. ISBN 978-0-13-175553-6.
• ^ Gonzalez-Bobes, F. et al Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 2051–2057.
• ^ Treitler, D. S. et al Org. Process Res. Dev. 2017, 21, 460–467.
• ^ L . F. Audrieth, C. F. Gibbs Hydrogen Azide in Aqueous and Ethereal Solution" Inorganic Syntheses 1939, vol. 1, pp. 71–79.
• ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 432. ISBN 978-0-08-037941-8.
• ^ Greenwood, pp. 461–464.
• ^ Jump up to:a b Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). "The Nitrogen Group". Inorganic chemistry. Academic Press. p. 625. ISBN 978-0-12-352651-9.
• ^ Foy, B. R.; Casassa, M. P.; Stephenson, J. C.; King, D. S. (1990). "Overtone-excited HN
• 3 (X1A') — Anharmonic resonance, homogeneous linewidths, and dissociation rates". Journal of Chemical Physics. 92: 2782–2789. doi:10.1063/1.457924.
• ^ Besora, M.; Harvey, J. N. (2008). "Understanding the rate of spin-forbidden thermolysis of HN₃ and CH₃N
• 3". Journal of Chemical Physics. 129 (4): 044303. doi:10.1063/1.2953697. PMID 18681642.
• ^ P. A. Pavlov; Kul'nevich, V. G. (1986). "Synthesis of 5-substituted furannitriles and their reaction with hydrazine". Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii. 2: 181–186.
• ^ B. Bandgar; Makone, S. (2006). "Organic reactions in water. Transformation of aldehydes to nitriles using NBS under mild conditions". Synthetic Communications. 36 (10): 1347–1352. doi:10.1080/00397910500522009. S2CID 98593006.