Sodio azide: sintesi, reazioni, usi

La sodio azide o azoturo di sodio  è un composto inorganico avente formula NaN₃ costituito dallo ione Na⁺ e dallo ione N₃^– che può essere rappresentato da diverse strutture limite di risonanza tra cui

E’ un sale bianco derivante dall’acido idrazoico HN₃ incolore solubile in acqua e in ammoniaca.

Sintesi della sodio azide

• In ambiente basico dalla reazione tra idrazina e n-butilnitrito secondo la reazione:

CH₃CH₂CH₂CH₂ONO + N₂H₄ + NaOH → CH₃CH₂CH₂CH₂OH + NaN₃ + 2 H₂O

• Dalla reazione tra sodioammide e monossido di biazoto secondo la reazione:

2 NaNH₂ + N₂O → NaN₃ + NaOH + NH₃

• Dalla reazione tra idrazina idrata, etilnitrito e metossido di sodio secondo la reazione:

N₂H₄ ∙ H₂O + CH₃CH₂ONO + CH₃ONa → NaN₃ + CH₃OH + CH₃CH₂OH

Reazioni

L’azoturo di sodio è usato in molte reazioni chimiche per la presenza dello ione N₃^– che è un forte nucleofilo.

Ad esempio dalla sostituzione nucleofila di un alogenuro alchilico con N₃^– si ottiene un azoturo alchilico RN₃ . Per successiva riduzione con agenti riducenti quali il litio alluminio idruro o per idrogenazione catalitica si ottiene un’ammina.

In presenza di acido nitroso l’azoturo di sodio si trasforma in azoto e monossido di azoto secondo la reazione:

2 NaN₃ + 2 HNO₃ → 3 N₂ + 2 NO + 2 NaOH

Usi 

L’azoturo di sodio in condizioni normali è piuttosto stabile ma se riscaldato a circa 300°C dà luogo a una reazione di decomposizione con produzione di azoto:

2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂

Poiché l’azoto non è un gas tossico tale reazione viene sfruttata per rigonfiare l’air-bag in dotazione alle automobili. Usando infatti 2 moli di sodio azide la cui massa è di 130 g si ottengono 3 moli di azoto gassoso e, considerando una pressione di 1 atm e una temperatura di 25°C, si producono circa 73 L di azoto che sono sufficienti a gonfiare il cuscino gonfiabile che si espande all’interno dell’auto.