Азотистоводородная кислота

Азо́тистоводоро́дная кислота́, азоими́д (азидоводород) (химическая формула — HN₃, лат. Acidum hydrazoicum) — кислота, соединение азота с водородом. Бесцветная, летучая, чрезвычайно взрывоопасная (взрывается при нагреве, ударе или трении) ядовитая жидкость с резким запахом. Очень токсична. Её хорошо растворимые соли тоже очень ядовиты. Механизм токсичности аналогичен цианидам (блокирование цитохромов).

Азотистоводородная кислота
Общие
Систематическое наименование	Азидоводород, азотистоводородная кислота
Традиционные названия	Азоимид
Хим. формула	HN3
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	43,03 г/моль
Плотность	1,09 г/см³
Энергия ионизации	10,72 эВ[1]
Термические свойства
Температура
• плавления	−80 °C
• кипения	37 °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	от 4,6 до 4,7
Структура
Дипольный момент	5,7E−30 Кл·м[1]
Классификация
Рег. номер CAS	7782-79-8
PubChem	24530
Рег. номер EINECS	231-965-8
SMILES	N=N#N
InChI	InChI=1S/HN3/c1-3-2/h1H JUINSXZKUKVTMD-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	29449
ChemSpider	22937
Безопасность
Токсичность	высокотоксична, сильнейший неорганический яд, взрывоопасна
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 3 ACID
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Химические свойства

Разбавленные водные растворы не взрывоопасны, при стоянии раствор HN₃ медленно разлагается до азота и гидроксиламина:

${\displaystyle {\mathsf {HN_{3}+H_{2}O\rightarrow N_{2}\uparrow +NH_{2}OH}}}$

В водном растворе HN₃ проявляет свойства слабой кислоты (рK_а = 4,59). По силе она близка к уксусной кислоте. Водный раствор HN₃ называют азидоводородной кислотой (азотистоводородной кислотой). В растворах азидоводородная кислота диссоциирует на ионы:

${\displaystyle {\mathsf {HN_{3}\rightleftarrows H^{+}+N_{3}^{-}}}}$

Кислота HN₃ является окислителем. При взаимодействии с металлами образует соль металла, азот и аммиак:

${\displaystyle {\mathsf {Cu+3HN_{3}\rightarrow Cu(N_{3})_{2}+N_{2}\uparrow +NH_{3}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\ce {Mg + 4HN3-> Mg(N3)2 + N2 ^ + (NH4)N3}}}$

Соли этой кислоты называются азидами. При ударе или нагревании они распадаются со взрывом, на чём основано применение азида свинца Pb(N₃)₂ в качестве инициирующего взрывчатого вещества. Относительно устойчивы ионные азиды щелочных металлов, за исключением LiN₃.

Смесь HN₃ и соляной кислоты HCl подобно «царской водке» является сильным окислителем из-за образующегося хлора и растворяет золото и платину:

${\displaystyle {\mathsf {HN_{3}+3HCl\rightarrow NH_{4}Cl+Cl_{2}\uparrow +N_{2}\uparrow }}}$

Кислота и её соли разлагаются при действии сильных окислителей с выделением азота.

В органической химии применяется в реакции Шмидта^[англ.].

Получение

Азидоводород HN₃ получают действием ортофосфорной кислоты на азид натрия NaN₃, который синтезируют из амида натрия:

${\displaystyle {\mathsf {2NaNH_{2}+N_{2}O\rightarrow NaN_{3}+NaOH+NH_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {3NaN_{3}+H_{3}PO_{4}\rightarrow 3HN_{3}+Na_{3}PO_{4}}}}$

Также азидоводород можно получить:

• взаимодействием N₂H₄ с HNO₂,
• действием разбавленной H₂SO₄ на азиды металлов,
• гидролизом ацилазидов.

Токсичность

Азотистоводородная кислота чрезвычайно ядовита. Вещество при попадании в организм блокирует биохимические процессы в клеточных цитохромах. По токсичности сравнима с синильной кислотой. Но очень острый, неприятный запах и быстро возникающая головная боль при вдыхании воздуха даже со следами паров азотистоводородной кислоты исключают случайное отравление. Не проявляет кумулятивного отравляющего действия.

ЛД₅₀ для мышей в воздухе 34 мг/м³, ЛД₅₀ для мышей перорально — 33 мг/кг массы тела.

См. также

• Азиды (неорганические)
• Азиды (органические)

Литература

• Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Химия, 1994.
• Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.

Примечания

1. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5