Azida de sodio

¿Qué es la azida de sodio?

La azida de sodio es un sólido inorgánico cristalino, de incoloro a blanco, formado por el ion sodio Na⁺ y el ion azida N₃^–. Su fórmula química es NaN₃. El compuesto NaN₃ es la sal sódica del ácido hidrazoico HN₃. 

Aunque es un compuesto muy tóxico, uno de sus empleos más extendidos ha sido en las bolsas de aire que se inflan instantáneamente en accidentes de vehículos. Igualmente, sirve para inflar rápidamente los toboganes de emergencia de los aviones. Sin embargo, su uso está siendo muy cuestionado en ambos casos por su toxicidad.

Se utiliza en los laboratorios de investigación química para sintetizar varios tipos de compuestos y en los laboratorios bioquímicos para estudios con bacterias, hongos o células de mamíferos o humanas.

En algunos laboratorios se usa para esterilizar materiales o equipos, pero ciertos tipos de microorganismos resisten su acción biocida.

También se ha empleado en agricultura para eliminar parásitos del suelo, o en la industria maderera para evitar que la madera de pino se manche con hongos.

Estructura de la azida de sodio

La azida de sodio NaN₃ está formada por un catión sodio Na⁺ y un anión azida N₃^–.

El ion azida N₃^– está formado por 3 átomos de nitrógeno (N) unidos entre sí por enlaces covalentes que pueden ser sencillos, dobles o triples, pues se comparten los electrones entre los tres.

Dicho anión posee una estructura lineal, es decir, los tres átomos de nitrógeno dispuestos en una línea recta. Además la estructura es simétrica.

Nomenclatura de la azida de sodio

• Azida de sodio.
• Azida sódica.

Propiedades de la azida de sodio

• Apariencia física. Sólido cristalino incoloro a blanco. Cristales hexagonales.
• Peso molecular. 65,01 g/mol.
• Punto de fusión. Se descompone a 275 °C.
• Densidad. 1,846 g/cm³ a 20 °C.
• Solubilidad. Es muy soluble en agua: 41,7 g/100 mL a 17 °C. Es ligeramente soluble en etanol e insoluble en éter etílico.
• Constantes de disociación. Tiene un pK_b de 9,3. Las soluciones acuosas contienen NH₃, el cual escapa rápidamente al ambiente a 37 °C.
• Propiedades químicas. La NaN₃ es muy corrosiva hacia el aluminio y de forma moderada hacia el cobre y el plomo. Según cierta fuente consultada, la azida de sodio no es explosiva. Se descompone suavemente y de forma completa al ser calentada a 300 °C o más, formando metal sodio Na y gas nitrógeno N₂. 2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂↑. Es un agente de nitruración, esto significa que sirve para nitrogenar o añadir nitrógeno a otros compuestos químicos o a la superficie de materiales como el acero. Es estable en agua neutra o alcalina en ausencia de luz. Se descompone por la radiación solar.
• Propiedades bioquímicas. Inhibe la enzima citocromo oxidasa, la cual se encuentra en la mitocondria de las células y está involucrada de forma importante en la respiración y generación de energía en esta. Su acción impide la generación del ATP, un compuesto clave en las actividades celulares, y la célula se deteriora o daña. Si se ingiere, inhala o se entra en contacto con ella, resulta muy tóxica y puede llegar a ser letal.

Obtención de la azida de sodio

Se hace reaccionar amoníaco NH₃ con metal sodio Na a 350 °C en un recipiente cerrado de acero, obteniéndose amida de sodio NaNH₂.

La amida de sodio NaNH₂ se hace reaccionar con monóxido de dinitrógeno N₂O a 230 °C en un reactor de níquel, y así se forma una mezcla de azida de sodio NaN₃, hidróxido de sodio NaOH y amoníaco NH₃.

2 NaNH₂ + N₂O → NaN₃ + NaOH + NH₃

También se puede obtener al hacer reaccionar la amida de sodio con nitrato de sodio NaNO₃ a 175 °C:

3 NaNH₂ + NaNO₃ → NaN₃ + 3 NaOH + NH₃

Para purificar la azida se agrega agua a la mezcla, se lavan los cristales de la azida y luego se evapora el agua. El material cristalino que queda es la azida de sodio NaN₃ que luego se seca a 110 °C.

Usos de la azida de sodio

• En los vehículos automotores y en las aeronaves. La azida de sodio ha sido muy utilizada en la industria automovilística como generador de nitrógeno para inflar rápidamente las bolsas de aire (del inglés airbags) de seguridad de los volantes de los automóviles y camiones cuando ocurre un impacto. También se ha empleado en los toboganes inflables que sirven para escapar rápidamente del interior de los aviones que han aterrizado en situaciones de emergencia. En ambos casos, el mecanismo involucra la acción de una chispa para producir la reacción inmediata entre la azida de sodio y ciertos compuestos, generando gas nitrógeno N₂ y óxido de sodio Na₂O. En esta aplicación se requiere la liberación instantánea de un gas frío y no-tóxico, por lo que el nitrógeno es el gas más apropiado. Sin embargo, este uso está disminuyendo debido a la toxicidad de la azida de sodio y en su lugar se están empleando compuestos menos tóxicos.
• En la industria química. Se emplea como retardador en la manufactura de goma para esponjas, para prevenir la coagulación de látex de estireno o de butadieno cuando estos son almacenados en contacto con metales y para descomponer nitritos en presencia de nitratos.
• En agricultura. Se ha usado en agricultura: como biocida y fumigante, además es nematicida, esto es, se aplica en suelos para eliminar nematodos, que son parásitos que atacan algunos cultivos. Ha funcionado también como herbicida y para evitar la putrefacción de las frutas. Recientemente, el NaN₃ se ha utilizado en la preparación de semillas de okra o quimbombó para observar su resistencia a condiciones de anegamiento con agua. Las semillas a las que previamente se aplicó NaN₃ generaron plántulas que soportaron mejor las condiciones de inundación que las no tratadas, mejoró la altura de las plantas, incrementó el número de hojas y aumentó la cantidad de raíces aun con el exceso de agua.

• En la preparación de otros compuestos químicos. Se utiliza como reactivo químico en la síntesis de compuestos orgánicos, por ejemplo, para preparar muchas azidas orgánicas, como la azida de tosilo o azidas de grupos alquilo terciarios, que son importantes en síntesis química. Sirve para preparar ácido hidrazoico (HN₃) y sodio puro (Na).
• En la industria de los explosivos. La azida de sodio NaN₃ es un intermediario en la manufactura de explosivos, pues se usa para la preparación de azida de plomo Pb(N₃)₂. Este último es un compuesto que explota al ser golpeado con fuerza, por lo que se emplea en la construcción de dispositivos detonantes.
• En laboratorios bioquímicos. La azida de sodio se utiliza cuando se requieren equipos de laboratorio estériles, pues es capaz de destruir diferentes tipos de microorganismos. Es un agente biocida. Sin embargo, algunas fuentes indican que algunos tipos de bacterias son resistentes a su acción. Esto lo logra bloqueando el sitio de unión del oxígeno en la citocromo oxidasa que es una enzima involucrada en el proceso de producción de energía de algunos microorganismos. Se emplea en contadores automáticos de sangre, también en la selección diferencial de bacterias y para preservar soluciones de reactivos de laboratorio, pues impide el crecimiento de ciertos microorganismos en estas.
• En varios usos. La azida de sodio sirve en la industria maderera para evitar el crecimiento de manchas marrones de hongos en la madera de pino. También se ha utilizado en la industria japonesa de la cerveza para evitar el desarrollo de un hongo que oscurece esa bebida.

Riesgos de la azida de sodio

La azida de sodio es un compuesto tóxico que inhibe una enzima importante para la respiración y la vida de las células del ser humano y animales. Se ha encontrado que puede afectar gravemente las células del tejido de vasos sanguíneos del cerebro.

Su efecto inmediato luego de ingestión, inhalación o contacto cutáneo es bajar peligrosamente la presión arterial, lo que puede conducir a la muerte. Por ello debe manipularse con mucha precaución.

Hay fuentes de información que llaman la atención acerca de las bolsas de aire de vehículos que se encuentran destrozados en terrenos de desechos.

En tales casos las personas que desconocen el peligro podrían acceder a los depósitos de NaN₃, siendo este un compuesto muy tóxico. Además, existe peligro de contaminación con NaN₃ de suelos y aguas.

Asimismo, durante los accidentes, colisiones o incendios de vehículos las personas podrían estar expuestas al NaN₃ y esto puede ser subestimado o desconocido por el personal médico que atiende la emergencia.

También se ha llamado la atención sobre la exposición del personal de los laboratorios que lo utilizan.

Referencias

1. Vwioko, E.D. Sodium Azide Priming Enhances Waterlogging Stress Tolerance in Okra (Abelmoschus esculentus). Agronomy. Recuperado de mdpi.com.
2. Kho, D.T. Death of Blood Brain Barrier Endothelial Cells to Sodium Azide and Its Gaseous Products. Biosensors. Recuperado de mdpi.com.
3. Sodium azide. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Talavera, M. Nematode Management in the Strawberry Fields of Southern Spain. Agronomy. Recuperado de mdpi.com.
5. Cotton, F.A., Wilkinson, G. Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.