Argento azide

L’argento azide è un sale dell’acido idrazoico HN₃ isolato per la prima volta dal chimico tedesco Julius Wilhelm Theodor Curtius nel 1890. L’argento azide ha formula AgN₃ e, come la maggior parte delle azidi di metalli pesanti, è un pericoloso esplosivo primario. Essa infatti è altamente instabile e si decompone nei suoi costituenti a causa di calore, attrito e scarica elettrica con una velocità di 4000 m/s.

Rispetto al piombo azide che mostra analoghe proprietà, mostra migliori proprietà rispetto a Pb(N₃)₂ in quanto l’argento prodotto dalla reazione di decomposizione è generalmente considerato meno tossico sia per l’ambiente che per la salute umana rispetto al piombo ed inoltre AgN₃ mostra una stabilità chimica superiore e migliori proprietà di detonazione rispetto all’azide di piombo

Sebbene il meccanismo di decomposizione dettagliato mediante il quale l’argento azide rilascia energia sotto shock meccanico non sia ancora ben compreso, è stato suggerito che la sua decomposizione possa derivare dal trasferimento di energia termica e meccanica nei gradi di libertà interni di gruppi delle specie strettamente legati nel solido

L’argento azide è costituita dallo ione argento Ag⁺ e dall’anione poliatomico azide N₃^– e cristallizza secondo il sistema ortorombico a corpo centrato che è uno dei sette sistemi cristallini. La struttura di tipo stratificata è costruita da rettangoli regolari con spigoli condivisi, ciascuno composto da ioni argento ai suoi vertici con un anione azide racchiuso in un orientamento inclinato. La struttura lineare e asimmetrica dell’anione azide in AgN₃ cristallina è stata confermata dal suo spettro Raman.

Il cristallo di argento azide mantiene una struttura ortorombica con gruppo spaziale Ibam con pressioni fino a 7 GPa, dove c’è una transizione a una simmetria tetragonale I4 /mcm. Le proprietà elettroniche dell’argento azide in forma ortorombica mostrano la sua natura di semiconduttore.

Solubilità dell’argento azide

È molto solubile in N,N-dimetilformammide, solubile in metanolo, scarsamente solubile in acido acetico glaciale e molto poco solubile in cloroformio. È scarsamente solubile in acqua e il valore del prodotto di solubilità è pari a 2.8 · 10^-9

L’equilibrio eterogeneo di dissoluzione dell’argento azide è:

AgN_3(s) ⇄ Ag⁺ _(aq) + N₃^–_(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:
K_ps = [Ag⁺] [N₃^–]

Detta x la solubilità all’equilibrio si ha: [Ag⁺]= [N₃^–]
sostituendo nell’espressione del prodotto di solubilità si ha:
K_ps = 2.8 · 10^-9 = (x)(x) = x²

Da cui x = solubilità molare = √2.8 · 10^-9= 5.3 · 10^-5 mol/L

Ricordando che la massa molecolare è pari a 149.888 g/mol,  la solubilità, espressa in g/L è pari a (5.3 · 10^-5 mol/L)( 149.888 g/mol ) = 0.0079 g/L 

Sintesi

La sintesi prevede la reazione della sodio azide con un sale d’argento solubile, ad esempio nitrato di argento, in soluzione acquosa:
AgNO_3(aq)+ NaN_3(aq) → AgN_3(s)+ NaNO_3(aq)

Questa via sintetica produce un precipitato di argento azide voluminoso e relativamente insoddisfacente. Sono stati sviluppati miglioramenti rispetto a tale processo in cui la reazione viene effettuata in soluzione acquosa di ammoniaca, in cui l’argento azide formata è solubile, e successivamente viene aggiunto un acido, come l’acido nitrico, per neutralizzare l’ammoniaca e con conseguente precipitazione di AgN₃ che, una volta lavata e asciugata, viene ottenuta in forma cristallina.

Più comunemente, l’argento azide è preparata mescolando soluzioni acquose di acido idrazoico oltre che sodio azide con nitrato d’argento. Il prodotto viene precipitato in forma cristallina fine

Reazioni

L’argento azide dà una reazione di decomposizione che avviene a 340°C in modo esplosivo ma, la presenza di eventuali impurità abbassa la temperatura a 270°C:
2 AgN_3(s) → 3 N_2(g) + 2 Ag_(s)

Come il piombo azide, l’argento azide si decompone sotto l’influenza dell’irradiazione ultravioletta. Se l’intensità della radiazione è sufficientemente elevata, i cristalli possono esplodere per decomposizione fotochimica. La temperatura di accensione e la sensibilità all’impatto sono inferiori a quelle del piombo azide.

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