アジ化ナトリウム

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アジ化ナトリウム
識別情報
CAS登録番号 26628-22-8
特性
化学式 NaN3
モル質量 65.0099 g mol−1
外観 無色結晶
密度 1.846 g cm−3, 固体
融点

275 ℃

沸点

300 ℃ (分解)

への溶解度 41.7 g / 100 cm3 水 (17 ℃)
構造
結晶構造 六方晶系
熱化学
標準生成熱 ΔfHo 21.71 kJ mol−1[1]
標準モルエントロピー So 96.86 J mol−1K−1
標準定圧モル比熱, Cpo 76.61 J mol−1K−1
危険性
MSDS External MSDS
EU分類 猛毒 (T+)
環境への危険性 (N)
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
4
4
Rフレーズ R28 R32 R50/53
Sフレーズ S1/2 S28 S45 S60 S61
関連する物質
関連物質 シアン酸ナトリウム
アジ化水素
アジ化メチル
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

アジ化ナトリウム (アジかナトリウム、sodium azide) は化学式 NaN3 で表される、白色無臭のである。ナトリウムアジドともいう。式量 65.0 g/mol、融点 275 、沸騰する前に分解するので沸点は無い。室温では六方晶系の結晶である。窒化ナトリウム Na3N(式量 82.976 g/mol) と混同されやすいが、これとは全く別の化合物である。

製法[編集]

2NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH + NH3

NaNO2 + N2H4 → NaN3 + 2H2O

NaNO3 + 3 NaNH2 → NaN3 + 3 NaOH + NH3

性質[編集]

生成エンタルピーが正であり、熱力学的に不安定な物質で、融点付近で

2 NaN3 → 2 Na + 3 N2

の反応が起こり、窒素ナトリウムに分解する。特に、急に加熱すると爆発の危険性もある。しかしながら、重金属元素のアジ化物が衝撃に敏感に反応して爆発することと比較して、アジ化ナトリウムは衝撃による爆発性を有しない。これはナトリウムが非常に電気陽性の強い元素であるためである。

水に非常によく溶け (17 ℃で 42 g/100 ml)、弱塩基性を示す。反応性が高く、二硫化炭素や多くの金属と反応し、爆発性の高いアジ化物を形成する[3]。それに加え、とも反応し、爆発性をもち刺激臭のある有毒ガスであるアジ化水素を発生する[3]

アジ化物イオン N3 の構造は直線形であり共鳴しており、N−N結合距離は1.15 Åである[2]

N=N+=N \leftrightarrow N≡N+ : N2− \leftrightarrow N2− : N+≡N

用途[編集]

アジ化ナトリウムには防腐剤農薬原料・起爆剤など、さまざまな用途がある。かつては、その爆発・分解性を利用して自動車エアバッグを窒素ガスで膨らませることに用いていたが、日本では人体・環境に配慮して、2000年より全く使用されていない。

有機合成において、ハロゲン化アルキルから有機アジ化物を調製する際に求核剤として用いられる。

R-X + NaN3 → R-N3 + NaX (X = Cl, Br, I)

他の金属アジ化物を合成するための原料としても用いられる。また、加熱によってナトリウムと窒素に分解することから、純粋なナトリウムおよび窒素を得るための原料としても利用される[3]

水質分析において、ウインクラー・アジ化ナトリウム変法によって溶存酸素量 (DO) を測定する際に亜硝酸による妨害をマスキングするために用られる[4]。また、二酸化硫黄亜硫酸の分析においても同様に、亜硝酸による妨害をマスキングするために用いられる[5]

測定実験[編集]

物理化学的な測定において試料セル (sample sell) と参照セル (reference sell) がある測定装置 (ITC・DSC) は参照セルにアジ化ナトリウムを使用しており、上記に示されるように防腐剤の役割を果たしている。

毒性[編集]

酸と反応して生成するアジ化水素を吸引することや、アジ化ナトリウムそのものを経口摂取することは非常に危険である。 また、アジ化物イオン細胞呼吸を阻害する働きがある。一酸化炭素がそうであるのと同様に、ヘモグロビンに対して不可逆的な結合を形成し、これにより細胞が死にいたる。アジ化ナトリウムによって最も深刻な被害を受けるのは、多量の酸素を必要とする、心臓である。

気体となったアジ化ナトリウムを吸入、食物から摂取、あるいは皮膚から吸収したりなどすると、以下の兆候を示すことがある。

また大量に摂取すると、痙攣血圧降下・意識不明・呼吸不全などを引き起こしに至る。現在この中毒症状に対する、根本的な治療方法は確立されておらず、対症療法のみの治療となる。アジ化ナトリウム中毒から回復したとしても、脳などに深刻な後遺症がのこる場合もある。

日本[編集]

日本では特に砒素混入事件のあった1998年夏から秋にかけて、新潟三重愛知京都でポットの湯などにアジ化ナトリウムが混入される事件が相次いだ。薬品のずさんな管理体制が明らかになった一連の事件を受けて、厚生労働省は1999年に毒物及び劇物取締法により、アジ化ナトリウムを毒物に指定した[6]

脚注[編集]

  1. ^ D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal (1982). The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2. 
  2. ^ a b F.A. コットン, G. ウィルキンソン 『コットン・ウィルキンソン無機化学(上)』 中原 勝儼、培風館、1987年、418-419頁。ISBN 4563041920
  3. ^ a b c 宮川、難波 『化学大辞典』1、化学大辞典編集委員会(編)、共立、1981年10月、縮刷版第26版、63頁。
  4. ^ 久谷邦夫 『公害防止管理者 水質関係』 環境学園専門学校、弘文社、2008年、238頁。ISBN 9784770322906
  5. ^ 厚生労働省 『食品衛生検査指針 食品添加物編 2003』 日本食品衛生協会、2003年、105頁。ISBN 4889250050
  6. ^ 伊藤八十男、小川廣 (2001). “イオンクロマトグラフ法による飲料水中のアジ化物イオンの定量” (pdf). 北海道立衛生研究所 所報 (北海道立衛生研究所): 118. http://www.iph.pref.hokkaido.jp/Kankobutsu/Shoho/annual51/shoho510317.pdf.