Hispanopedia WikiEl ácido hidrazoico , también conocido como azida de hidrógeno o azoimida , [ 2 ] es un compuesto con la fórmula química HN₃ . [ 3 ] Es un líquido incoloro, volátil y explosivo a temperatura y presión ambiente. Es un compuesto de nitrógeno e hidrógeno y, por lo tanto, es un hidruro de pnictógeno . Fue aislado por primera vez en 1890 por Theodor Curtius . [ 4 ] El ácido tiene pocas aplicaciones, pero su base conjugada , el ion azida , es útil en procesos especializados.
El ácido hidrazoico, al igual que otros ácidos minerales , es soluble en agua. El ácido hidrazoico puro es peligrosamente explosivo [ 5 ] con una entalpía estándar de formación (líquido, 298 K) de +264 kJ/mol. [ 6 ] En dilución, el gas y las soluciones acuosas (por debajo del 10%) pueden prepararse de forma segura, pero deben utilizarse inmediatamente; debido a su bajo punto de ebullición, el ácido hidrazoico se concentra por evaporación y condensación, de modo que las soluciones diluidas incapaces de explotar pueden formar gotas en el espacio superior del recipiente o reactor que sí pueden explotar. [ 7 ] [ 8 ]
Producción
El ácido se forma generalmente por acidificación de una sal de azida, como la azida de sodio . Normalmente, las soluciones de azida de sodio en agua contienen trazas de ácido hidrazoico en equilibrio con la sal de azida, pero la introducción de un ácido más fuerte puede convertir la especie primaria en solución en ácido hidrazoico. El ácido puro se puede obtener posteriormente por destilación fraccionada como un líquido incoloro extremadamente explosivo con un olor desagradable. [ 2 ]
- NaN₃ + HCl → HN₃ + NaCl
Su solución acuosa también puede prepararse tratando una solución de azida de bario con ácido sulfúrico diluido y filtrando el sulfato de bario insoluble . [ 9 ]
Originalmente se preparaba mediante la reacción de hidrazina acuosa con ácido nitroso :
- N₂H₄ + HNO₂ → HN₃ + 2 H₂O
Con el catión hidrazinio [ N 2 H 5 ] + esta reacción se escribe como:
- [ N 2 H 5 ] + + HNO 2 → HN 3 + H 2 O + [ H 3 O] +
También se pueden utilizar otros agentes oxidantes, como el peróxido de hidrógeno , el cloruro de nitrosilo , la tricloramina o el ácido nítrico , para producir ácido hidrazoico a partir de hidrazina. [ 10 ]
Destrucción previa a la eliminación
El ácido hidrazoico reacciona con el ácido nitroso:
- HN 3 + HNO 2 → N 2 O + N 2 + H 2 O
Esta reacción es inusual porque involucra compuestos con nitrógeno en cuatro estados de oxidación diferentes. [ 11 ]
Reacciones
En sus propiedades, el ácido hidrazoico muestra cierta analogía con los ácidos halogenados, ya que forma sales de plomo, plata y mercurio(I) poco solubles (en agua). Todas las sales metálicas cristalizan en forma anhidra y se descomponen al calentarse, dejando un residuo del metal puro. [ 2 ] Es un ácido débil (p K a = 4,75. [ 6 ] ) Sus sales de metales pesados son explosivas e interactúan fácilmente con los yoduros de alquilo . Las azidas de metales alcalinos más pesados (excluyendo el litio ) o metales alcalinotérreos no son explosivas, pero se descomponen de forma más controlada al calentarse, liberando gas N 2 espectroscópicamente puro . [ 12 ] Las soluciones de ácido hidrazoico disuelven muchos metales (p. ej., zinc , hierro ) con liberación de hidrógeno y formación de sales, [ 13 ] que se denominan azidas (anteriormente también llamadas azoimidas o hidrazoatos).
El ácido hidrazoico puede reaccionar con derivados carbonílicos, como aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos, para dar lugar a una amina o amida, con la consiguiente liberación de nitrógeno. Este proceso se conoce como reacción de Schmidt o transposición de Schmidt.
La disolución en los ácidos más fuertes produce sales explosivas que contienen el ion aminodiazonio [ H 2 N=N=N] + ⇌ [ H 2 N−N≡N] + , por ejemplo: [ 12 ]
- HN=N=N + H [ SbCl 6 ] → [ H 2 N=N=N] + [ SbCl 6 ] −
El ion [ H 2 N=N=N] + es isoelectrónico al diazometano H 2 C=N + =N − .
La descomposición del ácido hidrazoico, desencadenada por golpes, fricción, chispas, etc., produce nitrógeno e hidrógeno:
- 2 HN 3 → H 2 + 3 N 2
El ácido hidrazoico sufre una descomposición unimolecular con energía suficiente:
- HN 3 → NH + N 2
La vía de menor energía produce NH en estado triplete, lo que la convierte en una reacción prohibida por espín. Esta es una de las pocas reacciones cuya velocidad se ha determinado para cantidades específicas de energía vibracional en el estado electrónico fundamental, mediante estudios de fotodisociación láser. [ 14 ] Además, estas velocidades unimoleculares se han analizado teóricamente, y las velocidades experimentales y calculadas concuerdan razonablemente. [ 15 ]
Toxicidad
El ácido hidrazoico es volátil y altamente tóxico, con una toxicidad similar a la del cianuro de hidrógeno . Posee un olor penetrante y sus vapores pueden provocar fuertes dolores de cabeza . Este compuesto actúa como un veneno no acumulativo. La toxicidad se manifiesta a través de la acción del ion azida, que causa la inhibición de la citocromo c oxidasa (al igual que el cianuro) y la generación de óxido nítrico in vivo , lo que conduce a hipotensión , insuficiencia miocárdica y respiratoria, y acidosis metabólica . [ 16 ]
Aplicaciones
El 2-furonitrilo , un intermedio farmacéutico y potencial edulcorante artificial , se ha preparado con buen rendimiento tratando furfural con una mezcla de ácido hidrazoico ( HN3 ) y ácido perclórico ( HClO4 ) en presencia de perclorato de magnesio en solución de benceno a 35 °C. [ 17 ] [ 18 ]
El láser de yodo totalmente en fase gaseosa (AGIL) mezcla ácido hidrazoico gaseoso con cloro para producir cloruro de nitrógeno excitado , que luego se utiliza para hacer que el yodo emita luz láser; esto evita los requisitos de química líquida de los láseres COIL .
Referencias
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- 1 2 3 Chisholm, Hugh , ed. (1911). . Encyclopædia Britannica . Vol. 3 (11.ª ed.). Cambridge University Press. págs. 82–83 . También incluye una descripción detallada del proceso de producción contemporáneo.
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Enlaces externos
Contenido multimedia relacionado con la azida de hidrógeno en Wikimedia Commons- OSHA: Ácido hidrazoico. Archivado el 4 de abril de 2008 en Wayback Machine.
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