讓人死里逃生的疊氮化鈉

      如果你駕著車撞到了路邊的樹上，你可能會對這些美麗的樹木頗有微詞。但當你從扭曲的汽車里狼狽地爬出來時，你卻應該由衷地感謝一種名叫疊氮化鈉的化合物，正是它救了你的性命。疊氮化鈉看起來是一種非常危險的化學物質——它具有強烈的毒性和爆炸性——但它能在瞬間發(fā)揮作用，挽救你的生命。

      現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)出來的汽車，是工程技術的偉大創(chuàng)舉，生產(chǎn)時為在撞車事故中挽救車內人員生命所采取的安全性措施也不少，但人們還是會在事故發(fā)生時死于車內，危險最大的就是司機和坐在前排的乘客。根據(jù)美國國家公路交通安全管理局的調查，每年都約有兩萬名坐在汽車前排的人因事故喪生，約三萬人受傷后需接受治療。

      挽救這些人生命的方法之一，就是把這種相當危險的化學物質疊氮化鈉放入車中，只需250克（約合半磅）即可救人于危險之中。當汽車發(fā)生劇烈碰撞時，會觸發(fā)這種化學物質產(chǎn)生爆炸，使氣袋立即膨脹，氣袋可以保持坐在車前排的乘員在發(fā)生撞擊時，不致讓頭部和頸部撞在鋼架、儀表盤或擋風玻璃上。據(jù)統(tǒng)計，在美國，這種氣袋已挽救了一千二百多名乘客的生命。

      生產(chǎn)商在20世紀50年代就為氣袋申請了專利。當時的設計是使氣體從一個壓縮氣罐里釋放出來，填充氣袋。由于壓縮氣罐不可預料的特性和氣罐內壓力變化的原因，這種做法很不可靠，所以難以流行。解決之道就是用疊氮化鈉來取代壓縮氣罐，通過在碰撞時使疊氮化鈉“爆炸”來產(chǎn)生大量氣體。一定數(shù)量的疊氮化鈉可以在極短的時間內放出一定數(shù)量的氮氣，這有利于整個過程的控制。

      使氣袋充氣的過程如下：假設你正在駕駛著一輛汽車，撞到了另一輛車或某個固定物體，如果撞擊速度高于每小時10英里（約合16千米），就會記錄在電子控制器的傳感器內，由電子控制器決定是否打開氣袋。此控制器可能位于汽車的前部，或者靠近司機放腳的地方，或者可以和氣袋放在一起�？刂破鲿�分析汽車產(chǎn)生的負加速度，以區(qū)分出產(chǎn)生的碰撞是來自于撞車或撞墻之類有生命危險的事故，還是僅僅由于顛簸造成的。如果是前者，它將發(fā)動起爆器（也叫爆筒），接下來就點燃疊氮化鈉。疊氮化鈉的爆炸產(chǎn)生大量氣體，這些氣體充入尼龍氣袋時會受到過濾。當司機和前排乘客向前沖時，氣袋可以起到緩沖作用，從而使他們免受致命的傷害。控制器分析撞擊并能使氣袋膨脹在0.025秒之內完成，這比一眨眼的速度還快四倍。千分之幾秒后，司機和前排乘客會撞在氣袋上，然后氣袋會立即收縮，熱的氮氣能在可控方式下從兩旁泄掉。

能使氣袋正常發(fā)揮作用的混合化學物質就是所謂的爆炸劑，其中包括疊氮化鈉、硝酸鉀和二氧化硅。這一系列化學反應是從電子打火裝置點燃疊氮化鈉（化學式是NaN₃）開始的。這能使局部溫度上升到300 ℃，足以使大部分爆炸物迅速分解。首先，疊氮化鈉燃燒產(chǎn)生出熔化的金屬鈉和氮氣的混合物。然后，金屬鈉和硝酸鉀反應釋放出更多的氮氣并形成氧化鉀和氧化鈉。這些氧化物會立即與二氧化硅結合，形成無害的硅酸鈉玻璃。然后經(jīng)過過濾，只有氮氣充進了氣袋。

      人們對氣袋普遍有一種畏懼心理。其一，人們害怕爆炸物發(fā)生爆炸時產(chǎn)生的巨響會把他們震聾；其二，人們害怕會被撞得失去知覺，導致臉埋在氣袋里產(chǎn)生窒息。需要說明的是，事實上，這些擔心都是不必要的：大多數(shù)遭遇撞車的人都注意不到氣袋張開時產(chǎn)生的聲響，因為碰撞本身產(chǎn)生的轟響會淹沒氣袋的聲音；另外，人也不會產(chǎn)生窒息，因為設計人員在設計氣袋時就已考慮到了這一點，在乘員撲到氣袋上一秒鐘之后，氣袋就會完全收縮。

思考：寫出NaN₃發(fā)生爆炸充氣的一系列化學反應方程式。