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疊氮化鈉的安全隱患及對策

 啊魯通 2019-05-05

疊氮化鈉(NaN3)亦稱“三氮化鈉”,化學(xué)式NaN3,是六方晶體或白色結(jié)晶, 溶于水和液氨,微溶于乙醇,不溶于乙醚,在醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域有廣泛用途,例如四唑和三唑類化合物的合成、用 Curtius 重徘反應(yīng)合成異氰酸酯、轉(zhuǎn)化竣酸成氨基甲酸酯、酞胺的合成等。


然而,疊氮化鈉是一種劇毒品,其毒性和氰化物相似,對細(xì)胞色素氧化酶和其他酶有抑制作用,并能使體內(nèi)氧合血紅蛋白形成受阻,有顯著的降壓作用。對眼和皮膚有刺激性。如吸入、口服或經(jīng)皮膚收,可引起中毒死亡。高血壓病人口服本品有顯著降壓作用。本品在有機合成中可有疊氮酸氣體逸出,吸入中毒出現(xiàn)眩暈、虛弱無力、視覺模糊、呼吸困難、昏厥感、血壓降低、心動過緩等。

另外,疊氮化鈉又是比普通炸藥對熱更敏感的爆劑。

利用它的易爆性,疊氮化鈉(NaN3)被開發(fā)成汽車安全氣囊中的主要成分,能在發(fā)生碰撞的瞬間(不到0.04秒)分解產(chǎn)生大量氣體將氣囊鼓起。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NaN3(撞擊)=2Na+3N2↑。

對于它的劇毒特性,只要大家按照規(guī)范做好個人防護(hù),并不對人構(gòu)成威脅。但在它的取樣、反應(yīng)后處理、反應(yīng)產(chǎn)物,后處理液的處理等操作過程中,由于它的易爆特性、不但反應(yīng)失敗造成損失、耽誤項目完成時間,而且還可能會造成人員傷害,許多人吃過不少苦頭。

隱患及對策:

1、NaN3 受熱、接觸明火、或受到摩擦、震動、撞擊時可發(fā)生爆炸。所以不能用金屬勺或刮刀進(jìn)行取樣稱量等操作。好在NaN3 吸濕性小,一般不會板結(jié)成團(tuán),只需牛角勺就能取樣。

(圖源:網(wǎng)絡(luò))

2、因為NaN3有劇毒,LD50為27mg/Kg(鼠,經(jīng)口),故所有接觸過NaN3 的器具和后處理水溶液都要用NaClO 消解去毒。

3、多余的NaN3 或HN3 以及帶有疊氮基的產(chǎn)物在溶液里通常表現(xiàn)溫和,即使加溫回流都很安全,但是當(dāng)濃縮至干或接近干的狀況下,就會發(fā)生猛烈爆炸。所以不能直接濃縮反應(yīng)液,如果反應(yīng)需要加溫回流,注意冷凝水不能斷流,以防溶劑揮發(fā)至干而引起爆炸。

4、后處理萃取時,如果產(chǎn)物不忌堿,體系PH≥9 為好,在這樣的環(huán)境體系中,多余的疊氮鈉容易用水洗干凈。如果PH 小于9 或偏酸,多余的NaN3 就變成水難洗掉的、爆炸性更強的HN3

5、帶有疊氮基(-N3)的化合物遇熱也有強大爆炸性,需要特別對待后處理的萃取液。帶有疊氮基的分子通常只是中間體,很少作為最終產(chǎn)物。 安全經(jīng)驗值:當(dāng)含單個疊氮基的化合物的分子量超過280 時,對熱才不會敏感,相對比較安全。含疊氮基化合物的分子量越小,疊氮基成分的相對比例就越高,爆炸性也就越大

安全處理原則:帶有疊氮基的產(chǎn)物不要旋蒸,更不能蒸干。所以萃取溶劑最好是下 一步反應(yīng)所用的溶劑,這樣我們可以避免旋干操作,從而避免旋干時存在的爆炸危險。

6、帶有疊氮基的產(chǎn)物有爆炸危險性,如通過結(jié)晶能得到帶有疊氮基的固體產(chǎn)物, 切忌與金屬接觸,也不能受熱,不能用烘箱或紅外燈烘干,建議用真空干燥器等適當(dāng)方法。

7、后處理的水溶液,通常都含有過量的NaN3,如果處理不當(dāng),也會引起爆炸,已經(jīng)有深刻教訓(xùn)。處理反應(yīng)后的后處理水溶液,先要用足夠量的水,至少500 倍于過量疊氮鈉的水進(jìn)行稀釋,之后才能在玻璃棒的不斷攪拌下,用次氯酸鈉水溶液處理,按照多余1 克的NaN3 約需10 毫升飽和 NaClO 溶液的比例處理。

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