叠氮化钾
无机化合物
叠氮化钾(Potassium azide)是一种无机化合物,其化学式为KN3,常温常压下是一种无色晶体,溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚
理化性质
1.性状:无色晶体
2.相对密度:2.04
3.溶点(℃):343
4.溶解性:不溶于乙醚,在100g水中的溶解度为41.4g(0℃)、49.6g(17℃)、105.7g(100℃)。在100g乙醇中的溶解度为0.137g(16℃)。
5.稳定性:金属叠氮化物的分解反应,倘若总过程是放热的,则通常引起爆炸。但由于产物是单质,因而分解热即相当于该化合物的标准生成焓。其中,与叠氮化钠不同,叠氮化钾生成焓是负的,说明有一定的稳定性。碱金属叠氮并不爆炸,只是平稳地分解。
制备方法
1、以联氨与亚硝酸酯和氢氧化钾反应可制得叠氮化钾。反应分两个步骤进行。
步骤1:制备亚硝酸丁酯
将一个2L的大烧杯放在冰盐冷浴中,上面安装搅拌器,在烧杯中加入60mL水,慢慢地将8.7mL(1.5mol)的浓H2SO4加到水中,保持0℃下,边搅拌边徐徐加进274mL(222g,3mol)n-丁醇。
另在一个1.5L的烧杯中,加入900mL水,溶入228g(3.3mol)亚硝酸钠,此溶液也需冷却至0℃。然后将NaNO2溶液在不停搅拌下徐徐加到上述混合液中,约需1h。生成的亚硝酸丁酯浮在表面上,分离出上层的油状物。往下层的溶液中加水振荡,又有油状物分离出来,重复操作直至油状物完全分离。
将氯化钠45g与碳酸氢钠5g溶于180mL的水中,将亚硝酸丁酯用此溶液洗涤三次,每次60mL。丁酯在无水硫酸钠上干燥,产率约87%~94%约270~290g。
步骤2:制备叠氮化钾
将70g氢氧化钾加入500mL无水乙醇中,加热使其溶解,沉降将上层清液倾入1L的磨口烧瓶中,安装回流冷凝管,在烧瓶中加入10g 85%的水合肼(联氨),将烧瓶放在水蒸气浴上稍加热,同时加入15g亚硝酸丁酯使之反应。撤下蒸汽浴,使溶液在控制温度和回流的速度下,再加入110g丁酯(共125g,1.2mol),时间约需1h。再将烧瓶放在蒸汽浴上加热15min,保证反应完成。如果反应进一步进行,叠氮化钾即沉淀出来,冰浴冷却,过滤,洗涤,每次用50mL冷无水乙醇,共洗四次。然后再用无水乙醚125mL和100mL洗涤两次,产品在空气中于55~60℃干燥,收率78%~84%约63~69g。这样得到的产品纯度为98.9%。如需更高纯度的产品时,可在乙醇水溶液中进行重结晶。
2、也可利用叠氮酸与氢氧化钾或碳酸钾水溶液的中和反应来制备。
叠氮酸是由NaN3与6%的硫酸混合蒸馏制成。叠氮氢酸处理较麻烦,一般不采用此方法来制取叠氮化钾。
应用领域
发现硫脲亚硝酸钠羟胺妨碍过氧化氢酶的功能,过氧化氢酶通常阻止种子萌发。休眠的种子因过氧化氢酶钝化而萌发。如果在冬天开始之前用上述化合物迫使杂草种子萌发,杂草幼苗就会被冻死,因而起到防治杂草的作用。施少量叠氮化钾(除草剂)后,杂草种子即萌发。叠氮化钾能促使作物或难以萌发的种子发育。
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):无
2.氢键供体数量:0
3.氢键受体数量:2
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积3
7.重原子数量:4
8.表面电荷:0
9.复杂度:15.5
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:2
安全信息
符号:GHS06
信号词:危险
危害声明:H300
警示性声明:P264; P301 + P310
包装等级:II
危险类别:6.1(a)
危险品运输编码:UN 2811
参考资料
叠氮化钾.化学+.
最新修订时间:2024-08-03 13:12
目录
概述
理化性质
制备方法
参考资料