叠氮化钾(化学式:KN3)是一种无机化合物,常温常压下呈无色晶体,溶于水,不溶于乙醚。它由钾和氮构成,属于叠氮酸盐,常用作实验室试剂,并在土壤中起到抑制硝化的作用。
基本信息
中文名称:叠氮化钾
英文名称:potassium azide
英文别名:azide potassium salt;Kalium-azid;PPG 101;potassium tribromide;potassium azid;
CAS号:20762-60-1
分子式:KN
分子量:81.11840
精确质量:80.97290
太平洋西南航空182号航班空难:49.75000
EINECS号:244-013-1
物性数据
1.性状:无色晶体
2.相对密度:2.04
3.溶点(℃):343
3.溶解性:不溶于乙醚
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
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
合成方法
1、以联氨与亚硝酸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(1.5摩尔)的浓HSO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。在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,1.2摩尔),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。
叠氮氢酸是由NaN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-除草新法
发现硫脉、亚硝酸钠和羚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。施少量叠氮化即(除草剂)后,杂草种子即萌发。叠氮化钾能促使作物或难于萌发的种子发育。