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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(huì)對(duì)這些美麗的樹木頗有微詞。但當(dāng)你從扭曲的汽車?yán)锢仟N地爬出來(lái)時(shí)，你卻應(yīng)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(lái)是一種非常危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)——它具有強(qiáng)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(lái)的汽車，是工程技術(shù)的偉大創(chuàng)舉，生產(chǎn)時(shí)為在撞車事故中挽救車內(nèi)人員生命所采取的安全性措施也不少，但人們還是會(huì)在事故發(fā)生時(shí)死于車內(nèi)，危險(xiǎn)最大的就是司機(jī)和坐在前排的乘客。根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局的調(diào)查，每年都約有兩萬(wàn)名坐在汽車前排的人因事故喪生，約三萬(wàn)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(dāng)危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)疊氮化鈉放入車中，只需250克（約合半磅）即可救人于危險(xiǎn)之中。當(dāng)汽車發(fā)生劇烈碰撞時(shí)，會(huì)觸發(fā)這種化學(xué)物質(zhì)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(shí)，不致讓頭部和頸部撞在鋼架、儀表盤或擋風(fēng)玻璃上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)，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(jì)50年代就為氣袋申請(qǐng)了專利。當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)是使氣體從一個(gè)壓縮氣罐里釋放出來(lái)，填充氣袋。由于壓縮氣罐不可預(yù)料的特性和氣罐內(nèi)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(lái)取代壓縮氣罐，通過(guò)在碰撞時(shí)使疊氮化鈉“爆炸”來(lái)產(chǎn)生大量氣體。一定數(shù)量的疊氮化鈉可以在極短的時(shí)間內(nèi)放出一定數(shù)量的氮?dú)�，這有利于整個(gè)過(guò)程的控制。

      使氣袋充氣的過(guò)程如下：假設(shè)你正在駕駛著一輛汽車，撞到了另一輛車或某個(gè)固定物體，如果撞擊速度高于每小時(shí)10英里（約合16千米），就會(huì)記錄在電子控制器的傳感器內(nèi)，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(jī)放腳的地方，或者可以和氣袋放在一起�？刂破鲿�(huì)分析汽車產(chǎn)生的負(fù)加速度，以區(qū)分出產(chǎn)生的碰撞是來(lái)自于撞車或撞墻之類有生命危險(xiǎn)的事故，還是僅僅由于顛簸造成的。如果是前者，它將發(fā)動(dòng)起爆器（也叫爆筒），接下來(lái)就點(diǎn)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(shí)會(huì)受到過(guò)濾。當(dāng)司機(jī)和前排乘客向前沖時(shí)，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(nèi)完成，這比一眨眼的速度還快四倍。千分之幾秒后，司機(jī)和前排乘客會(huì)撞在氣袋上，然后氣袋會(huì)立即收縮，熱的氮?dú)饽茉诳煽胤绞较聫膬膳孕沟簟?/p>

能使氣袋正常發(fā)揮作用的混合化學(xué)物質(zhì)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(xué)反應(yīng)是從電子打火裝置點(diǎn)燃疊氮化鈉（化學(xué)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?dú)獾幕旌衔�。然后，金屬鈉和硝酸鉀反應(yīng)釋放出更多的氮?dú)獠⑿纬裳趸�鉀和氧化鈉。這些氧化物會(huì)立即與二氧化硅結(jié)合，形成無(wú)害的硅酸鈉玻璃。然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾，只有氮?dú)獬溥M(jìn)了氣袋。

      人們對(duì)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(shí)產(chǎn)生的巨響會(huì)把他們震聾；其二，人們害怕會(huì)被撞得失去知覺，導(dǎo)致臉埋在氣袋里產(chǎn)生窒息。需要說(shuō)明的是，事實(shí)上，這些擔(dān)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(shí)產(chǎn)生的聲響，因?yàn)榕鲎脖旧懋a(chǎn)生的轟響會(huì)淹沒氣袋的聲音；另外，人也不會(huì)產(chǎn)生窒息，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)氣袋時(shí)就已考慮到了這一點(diǎn)，在乘員撲到氣袋上一秒鐘之后，氣袋就會(huì)完全收縮。

思考：寫出NaN₃發(fā)生爆炸充氣的一系列化學(xué)反應(yīng)方程式。