Stickstoffwasserstoffsäure

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H- und P-Sätze

Instabil, explosiv
Verursacht schwere Augenreizung.
Kann die Atemwege reizen.
Schädigt die Organe (oder alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) (Expositionsweg angeben, sofern schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).

Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.
Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen.
Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol nicht einatmen.
Einatmen von Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol vermeiden.
Nach Gebrauch … gründlich waschen.(Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen)
Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen.
Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.
Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.
Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
Bei Unwohlsein Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.
Besondere Behandlung (siehe … auf diesem Kennzeichnungsetikett).(Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen)
Bei anhaltender Augenreizung: Ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.
Explosionsgefahr.
Umgebung räumen.
Aufbewahren gemäß … (Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen)
An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten.
Unter Verschluss aufbewahren.
Inhalt / Behälter … zuführen. (Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen)

MAK

DFG/Schweiz: 0,1 ml/m³ bzw. 0,18 mg/m³

Stickstoffwasserstoffsäure ist eine instabile, äußerst explosive, die Schleimhäute reizende, stechend riechende Flüssigkeit. Das Azid-Ion N₃⁻ ist linear gebaut und isoelektronisch mit Kohlenstoffdioxid. Die Salze der Stickstoffwasserstoffsäure heißen Azide. Aufgrund der Instabilität der Säure werden Azide nicht über die Stickstoffwasserstoffsäure synthetisiert, sondern über Natriumazid. Die Stickstoffwasserstoffsäure wird durch die Reaktion von Schwefelsäure mit Natriumazid gewonnen.

Strukturformel

Mesomere Grenzstrukturen der Stickstoffwasserstoffsäure
Allgemeines
Name	Stickstoffwasserstoffsäure
Andere Namen	Azoimid Hydrogenazid
Summenformel	HN₃
Kurzbeschreibung	farblose, leicht flüchtige, explosive Flüssigkeit mit stechendem Geruch
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	7782-79-8
EG-Nummer	231-965-8
ECHA-InfoCard	100.029.059
PubChem	24530
Eigenschaften
Molare Masse	43,03 g/mol
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,09 g/cm³ (25 °C)
Schmelzpunkt	−80 °C
Siedepunkt	35,7 °C
Dampfdruck	523 hPa (20 °C)
pK_S-Wert	4,6 (in H₂O) 7,9 (in DMSO)
Löslichkeit	unbegrenzt mischbar mit Wasser

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:

$\mathrm {N_{2}H_{5}^{+}+HNO_{2}\longrightarrow HN_{3}+H_{2}O+H_{3}O^{+}}$

Ein Teil der Stickstoffwasserstoffsäure geht über die Reaktion

$\mathrm {HN_{3}+HNO_{2}\longrightarrow N_{2}+N_{2}O+H_{2}O}$

verloren.

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

$\mathrm {17\ N_{2}H_{4}+16\ HNO_{3}\longrightarrow }$ $\mathrm {4\ HN_{3}+4\ NH_{4}NO_{3}+4\ N_{2}O+11\ N_{2}+32\ H_{2}O}$

Durch Elektrolyse einer gesättigten Lösung von Hydraziniumsulfat in 20%iger Schwefelsäure bei 0 °C und hoher anodischer Stromdichte.

Durch Umsetzung von Natriumamid mit Natriumnitrat in flüssigem Ammoniak bei 100 °C unter Druck:

$\mathrm {2\ NaNH_{2}+NaNO_{3}\longrightarrow \ }$ $\mathrm {\ NaN_{3}+2\ NaOH+H_{2}O}$

Die Methode, Natriumazidlösung mit Schwefelsäure zu neutralisieren und zu destillieren, führt zu unkontrollierten Explosionen. Günther und Meyer empfehlen daher, für die Herstellung von reiner Stickstoffwasserstoffsäure von reinem Natriumazid und Stearinsäure auszugehen.

Eigenschaften

Stickstoffwasserstoffsäure ist eine farblose, leicht bewegliche und hochexplosive Flüssigkeit. Die Verbindung ist durch Schlag, Reibung, Feuer und andere Zündquellen besonders explosionsgefährlich. Wasserfreie Stickstoffwasserstoffsäure explodiert beim Erwärmen und bei geringer Erschütterung. Konzentrierte Lösungen dürfen weder erhitzt noch plätschernd umgefüllt noch mit dem Gefäß hart aufgesetzt werden. Verdünnte wässrige Lösungen bis 20 % HN₃ sind nicht explosiv. Als Behältermaterial sind Polyethylen, Glas, Edelstahl, Aluminium und Titan geeignet.

N₃⁻, das Anion der Stickstoffwasserstoffsäure

Die Stickstoffatome der Stickstoffwasserstoffsäure sind wegen der auftretenden Grenzstrukturen nicht linear angeordnet. Der Bindungswinkel am mittleren Stickstoffatom beträgt 173,3°, der Bindungswinkel beim Wasserstoffatom 108,8°. Dagegen ist das Azidion (N₃-Ion) linear aufgebaut. Die Stickstoff-Stickstoff-Bindungen besitzen auch unterschiedliche Längen. Dabei beträgt die H–N-Bindungslänge gasförmiger Stickstoffwasserstoffsäure 101,5 pm.

Strukturformel der Stickstoffwasserstoffsäure mit Bindungswinkeln und Bindungslängen.

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. Kupferazid Cu(N₃)₂ ist extrem brisant und explodiert oft schon bei Berührung.

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.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de