Stickstoffwasserstoffsäure

Stickstoffwasserstoffsäure ist eine chemisch instabile, die Schleimhäute reizende Flüssigkeit. Sie ist äußerst explosiv. Das Azid-Ion N₃⁻ ist linear gebaut und isoelektronisch mit den Kohlenstoffdioxid-Molekül. Die Salze der Stickstoffwasserstoffsäure werden Azide genannt. Aufgrund der Instabilität der Säure werden Azide allerdings nicht über die Stickstoffwasserstoffsäure erzeugt, sondern über das Natriumazid. Die Stickstoffwasserstoffsäure wird durch die Einwirkung der stärkeren Schwefelsäure auf das Natriumazid gewonnen.

[Bearbeiten] Gewinnung und Darstellung

Durch Reaktion von Salpetriger Säure mit Hydrazin im Überschuss in wässriger Salpetersäure oder Perchlorsäure bei einer H⁺-Konzentration von über 0,2 mol/l:

$\mathrm{N_2H_5^+ + HNO_2 \longrightarrow HN_3 + H_2O + H_3O^+}$

Ein Teil der Stickstoffwasserstoffsäure geht über die Reaktion

$\mathrm{HN_3 + HNO_2 \longrightarrow N_2 + N_2O + H_2O}$

verloren.

Durch Oxidation von Hydrazinnitrat mit wässriger, 10 %iger Salpetersäure bei etwa 40 °C mit einer Ausbeute von etwa 35 %:

$\mathrm{17 \ N_2H_4 + 16 \ HNO_3 \longrightarrow}$ $\mathrm{4 \ HN_3 + 4 \ NH_4NO_3 + 4 \ N_2O + 11 \ N_2 + 32 \ H_2O}$

Durch Elektrolyse einer gesättigten Lösung von Hydraziniumsulfat in 20 %iger Schwefelsäure bei 0 °C und hoher anodischer Stromdichte.
Metallisches Natrium reagiert mit trockenem Ammoniak bei 350 °C zu Natriumamid (NaNH₂), aus welchem beim Überleiten von trockenem Distickstoffmonoxid (N₂O) bei 190 °C Natriumazid entsteht.
Natriumazid entsteht durch Reaktion von Natriumamid mit Natriumnitrat in geschmolzenem Zustand bei 175 °C:

$\mathrm{3 \ NaNH_2 + NaNO_3 \longrightarrow \ }$ $\mathrm{4 \ NaN_3 + 3 \ NaOH + NH_3}$

[Bearbeiten] Eigenschaften

Stickstoffwasserstoffsäure ist eine farblose, leicht bewegliche Flüssigkeit. Sie ist hochexplosiv. Wasserfreie Stickstoffwasserstoffsäure explodiert beim Erwärmen und bei geringer Erschütterung. Auch konzentrierte Lösungen dürfen weder erhitzt noch plätschernd umgefüllt oder mit dem Gefäß hart aufgesetzt werden. Verdünnte wässrige Lösungen bis 20 % HN₃ sind gefahrlos zu handhaben.

Als Behältermaterial sind Polyethylen, Glas, Edelstahl, Aluminium und Titan geeignet.

[Bearbeiten] Verwendung

Natriumazid, das Natriumsalz der Stickstoffwasserstoffsäure, ist ein Grundstoff zur Synthese wichtiger Stickstoffverbindungen

Natriumazid wird als Konservierungsmittel für Milchuntersuchungsproben und in der chemischen Synthese zur Einführung von Azidgruppen (-N₃) und zur Darstellung von Triazolen verwendet.

Ein Gemisch aus Natriumazid, Kaliumperchlorat, Eisen(III)-oxid, Füllstoff und Binder dient als Treibladung für Airbags.

Einige Salze der Stickstoffwasserstoffsäure, insbesondere Bleiazid und Silberazid, sind als Initialsprengstoffe brauchbar.

Polyglycidylazid (GAP, (C₃H₅N₃O)_n) ist ein Polymerisat, das als energiereicher Binder in Feststoffraketen verwendet wird.

[Bearbeiten] Verbindungen

Die Salze der Stickstoffwasserstoffsäure sind in manchen Eigenschaften den Chloriden ähnlich. Silberazid und Bleiazid sind farblos, schwerlöslich und hochexplosiv. Natriumazid (NaN₃) ist in Wasser leicht löslich (420 g/L), lässt sich unzersetzt schmelzen und zerfällt ab 300 °C in kontrollierbarer Reaktion in metallisches Natrium und Stickstoff.

[Bearbeiten] Toxikologie

Stickstoffwasserstoffsäure ist sehr giftig, stark schleimhautreizend und hat einen unerträglichen durchdringenden Geruch. Beim Einatmen geringer Mengen entsteht zunächst ein Druckgefühl in der Nase.

Die tödliche Dosis beträgt weniger als 5 mg pro kg Körpergewicht. Vergiftungssymptome sind Übelkeit, Kopfschmerz, Schwindel, Blutdruckabfall und Herzrasen.