Natriumazid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Natriumazid
Summenformel	NaN3
CAS-Nummer	26628-22-8
Kurzbeschreibung	farbloses Pulver
Eigenschaften
Molare Masse	65,01 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,85 g·cm−3 (20 °C)
Schmelzpunkt	275 °C
Siedepunkt	Zersetzung: 300 °C
Löslichkeit	gut in Wasser: 420 g·l−1 (17 °C) und flüssigem Ammoniak, kaum löslich in Ethanol, nicht löslich in Diethylether
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung T+ Sehr giftig N Umwelt- gefährlich R- und S-Sätze R: 28-32-50/53 S: (1/2-)28-45-60-61
MAK	0,2 mg·m−3
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Natriumazid ist das Natriumsalz der Stickstoffwasserstoffsäure.

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Beschreibung/Eigenschaften

In saurer Lösung zersetzt sich Natriumazid zu Stickstoffwasserstoffsäure (einer niedrigsiedenden Flüssigkeit, Kp. 37 °C); beim Erhitzen auf über 300 °C zersetzt sich der Stoff ebenfalls:

(spektralanalytisch reiner Stickstoff)

Das Azid lässt sich allerdings unzersetzt schmelzen und verpufft erst beim stärkeren Erhitzen oder auf kräftigen Schlag.

Die Dämpfe der Stickstoffwasserstoffsäure sind sehr giftig und verätzen die Schleimhäute. Die Stickstoffwasserstoffsäure ist äußerst explosiv unter spontanem Zerfall und Rückbildung von Stickstoff. Dasselbe gilt für Schwermetallazide wie Pb(N₃)₂, die technisch als Initialzünder in Patronenhülsen Verwendung finden, sowie viele andere Azide, so z. B. die Halogenazide und Methylazid.

Azide, also auch Natriumazid, hemmen spezifisch Enzyme, die Schwermetalle enthalten. Sie sind daher ausgesprochen toxisch. Das Azidion hat zudem einen stark blutdrucksenkenden Effekt. Schon die Inhalation oder die orale Aufnahme kleiner Mengen (beispielsweise 1,5 ml 10 %ige Lösung) hat starke Vergiftungserscheinungen zur Folge. Stickstoffwasserstoffsäure und ihre Lösungen riechen unerträglich stechend und rufen bei Exposition Schwindel, Kopfschmerz und Hautreizung hervor. Das präparative Arbeiten mit Natriumazid und Stickstoffwasserstoffsäure-Lösungen darf nur im gut wirkenden Abzug unter Verwendung eines Schutzschildes erfolgen. Schutzbrille tragen! Die Versuchsvorschriften sind streng einzuhalten, niemals darf Stickstoffwasserstoffsäure aufkonzentriert werden (spontane Explosion möglich). Die Lösungen sind vor Gebrauch unbedingt zu titrieren.

Das Azid-Ion N₃⁻ gehört zu den Pseudohalogeniden. Es verhält sich in vielen Reaktionen wie Cl⁻. Das mesomeriestabilisierte Ion ist linear und symmetrisch, mit einheitlichen Abständen zwischen den Stickstoffatomen (diese liegen zwischen denen der N-N-Doppel- und Dreifachbindungen). Diese Stabilisierung fehlt bei der freien Säure und bei den Schwermetallaziden (Lit. [7,11]).

Darstellung

Natriumazid entsteht beim Überleiten von Distickstoffmonoxid über Natriumamid bei 180 °C:

In einem präparativ aufwendigeren Verfahren erhält man Natriumazid aus Natriumamid und Natriumnitrat in der Schmelze bei 175 °C. Daneben entstehen Natriumhydroxid und Ammoniak:

Anwendung

Natriumazid wird in der industriellen Synthese verwendet zur Darstellung von Bleiazid und Stickstoffwasserstoffsäure sowie von tert.-Alkylaziden und anderen organischen Aziden wie Tosylazid (Hunnius, Römpp, Willmes). Die Umsetzung von Carbonylverbindungen mit Stickstoffwasserstoffsäure in stark saurem Medium (SCHMIDT-Reaktion) liefert unter Wanderung einer Alkylgruppe Säureamide (aus Ketonen) oder das um ein Kohlenstoffatom ärmere Amin (aus Carbonsäuren). Die dabei benötigte Stickstoffwasserstoffsäure wird direkt im Reaktionskolben aus Natriumazid erzeugt. SCHRÖTER benutzte Natriumazid zur Darstellung von Alkylisocyanaten aus Säurechloriden. Die Erzeugung von Isocyanaten aus Säureaziden durch thermische Zersetzung bezeichnet man als CURTIUS-Abbau (Organikum). Außerdem wurde Natriumazid in Treibstoffen für Auto-Airbags verwendet, um den Luftsack zu füllen.

Analytisch macht man sich die Eigenschaft der Azide zunutze, mit Iod nur in Gegenwart von Sulfhydryl beziehungsweise potentiellen Sulfhydrylverbindungen (wie Penicillin) zu reagieren (sog. Iodazid-Probe). Diese Umsetzung ist sehr empfindlich; es entsteht Stickstoff und Iodwasserstoff. Zum Nachweis wird 1 ml 0,1 N Iodlösung mit Stärke blau angefärbt, mit 1 ml 10 %iger wässriger Natriumazidlösung versetzt und dann die Probelösung (Mercaptane, Thioether, Disulfide, Thione, S-Heterocyclen) zugegeben. Nach kurzer Zeit entfärbt sich die Lösung unter Gasentwicklung.

Vielfältigen Einsatz findet Natriumazid auch in allen Bereichen, in denen das Wachstum von Mikroorganismen verhindert werden soll. So können mit Natriumazid Gebrauchsmaterialen (Bechergläser etc.) in Labors länger keimfrei gehalten werden. Die Chemikalie wird auch Lösungen, Dispersionen etc. zugesetzt (ca. 0,1 - 0,001%), die aufgrund ihrer Zusammensetzung sehr anfällig für mikrobiellen Verderb sind (z.B. Lösungen von Biopolymeren, Proteindispersionen).

Als weitere in der Literatur beschriebenen Verwendungsmöglichkeiten seien genannt: zur raschen Blutdrucksenkung in Notfällen, als Nitrifikationsinhibitor (Römpp) und zur Herstellung von hochreinem Stickstoff.