Hidrazin

Hidrazin
A hidrazin méretei és 3D-s modellje
Azonosítás
IUPAC név	hidrazin
Szinonimák	diazán, diamin
N o CAS	302-01-2
N o ECHA	100,005,560
N o EC	206-114-9
PubChem	8058
Mosolyok	NN PubChem , 3D nézet
InChI	InChI: 3D nézet InChI = 1 / H4N2 / c1-2 / h1-2H2
Megjelenés	higroszkópos, színtelen, füstös folyadék, szúrós szaggal.
Kémiai tulajdonságok
Brute formula	H 4 N 2N 2 H 4
Moláris tömeg	32,0452 ± 0,0007  g / mol H 12,58%, N 87,42%,
Dipoláris pillanat	1,75  D
Molekuláris átmérő	0,390  nm
Fizikai tulajdonságok
T ° fúzió	2  ° C
T ° forráspontú	114  ° C
Oldékonyság	vízzel és poláris szerves oldószerekkel elegyedik
Oldhatósági paraméter δ	37,3  MPa 1/2 ( 25  ° C ) 36,2  J 1/2 · cm -3/2 ( 25  ° C )
Térfogat	1010  kg · m -3 egyenlet: ρ=1.0516/0,16613(1+(1-T/653.15)0,1898){\ displaystyle \ rho = 1.0516 / 0.16613 ^ {(1+ (1-T / 653.15) ^ {0.1898})}} A folyadék sűrűsége kmol · m -3-ban és a hőmérséklet Kelvinben, 274,69 és 653,15 K között. Számított értékek: 1,00353 g · cm -3 25 ° C-on. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 274.69 1.54 31.934 1.02333 299.92 26.77 31.26876 1.00201 312.54 39.39 30.92707 0,99106 325.15 52 30.57887 0,9799 337,77 64.62 30.22376 0,96852 350,38 77.23 29.86127 0,9569 363 89,85 29.49091 0,94504 375,61 102.46 29.1121 0,9329 388,23 115.08 28.72422 0,92047 400,84 127,69 28.32655 0,90772 413,46 140.31 27.91828 0.89464 426.07 152.92 27.49849 0.88119 438,69 165.54 27.06611 0,86733 451.3 178.15 26.61991 0,85303 463,92 190,77 26.15844 0,83825 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 476.54 203,39 25.68002 0,82292 489.15 216 25.1826 0,80698 501,77 228,62 24.66373 0,79035 514.38 241.23 24.12039 0.77294 527 253,85 23.54881 0,75462 539,61 266,46 22.94417 0,73525 552,23 279.08 22.30019 0.71461 564.84 291,69 21.60836 0,69244 577,46 304.31 20.85676 0.66835 590.07 316.92 20.02782 0.64179 602,69 329,54 19.09369 0,61186 615.3 342.15 18.00573 0,57699 627.92 354.77 16.66411 0,534 640,53 367,38 14,78975 0,47394 653.15 380 6.330 0,20284
Lobbanáspont	38  ° C ( vö. )
Robbanási határok a levegőben	1,8 - 100  térfogat%
Telített gőznyomás	vízmentes: 21  mbar ( 20  ° C ), 33  mbar ( 30  ° C ), 80  mbar ( 50  ° C ); oldat 64  % m-nél  : 10  mbar ( 20  ° C ), 31  mbar ( 40  ° C ), 85  mbar ( 60  ° C ) egyenlet: Pvs=exo(76,858+-7245.2T+(-8.22)×lnem(T)+(6.1557E-3)×T1){\ displaystyle P_ {vs} = exp (76.858 + {\ frac {-7245.2} {T}} + (- 8.22) \ ln (T) + (6.1557E-3) \ szor T ^ {1})} Pascális nyomás és hőmérséklet Kelvinsben, 274,69 és 653,15 K között. Számított értékek: 1917,08 Pa 25 ° C-on. T (K) T (° C) P (Pa) 274.69 1.54 408,47 299.92 26.77 2 130,79 312.54 39.39 4 351,66 325.15 52 8,350,84 337,77 64.62 15 170,66 350,38 77.23 26,256,44 363 89,85 43 529,6 375,61 102.46 69,451.84 388,23 115.08 107 075,87 400,84 127,69 160,079,9 413,46 140.31 232 784,48 426.07 152.92 330,151,41 438,69 165.54 457 766,21 451.3 178.15 621,806.08 463,92 190,77 828 996,22 T (K) T (° C) P (Pa) 476.54 203,39 1 086 557,54 489.15 216 1 402 148,94 501,77 228,62 1 783 807,12 514.38 241.23 2 239 886,5 527 253,85 2 779 001,69 539,61 266,46 3 409 974,08 552,23 279.08 4,141,784,17 564.84 291,69 4 983 530,36 577,46 304.31 5 944 394,9 590.07 316.92 7 033 617,21 602,69 329,54 8,260,474,53 615.3 342.15 9 634 269,62 627.92 354.77 11,164,325.31 640,53 367,38 12 859 985,18 653.15 380 14,731,000
Dinamikus viszkozitás	0,9  mPa · s át 25  ° C-on
Kritikus pont	147,0  bar , 379,85  ° C
Termokémia
S 0 gáz, 1 bar	238,68  J · K -1 · mol -1
S 0 folyadék, 1 bar	121,52  J · K -1 · mol -1
Δ f H 0 gáz	95,35  kJ · mol -1
Δ f H 0 folyadék	50,63  kJ · mol -1
Δ vap H °	41,8  kJ · mol -1 ( 1  atm , 113,55  ° C ); 44,7  kJ · mol -1 ( 1  atm , 25  ° C )
C o	egyenlet: VSP=(7.9815E4)+(50,929)×T+(4.3379E-2)×T2{\ displaystyle C_ {P} = (7.9815E4) + (50.929) \ T + szorzat (4.3379E-2) \ szor T ^ {2}} A folyadék hőteljesítménye J kmol -1 K -1 -ben és hőmérséklet Kelvinben, 274,69 és 653,15 K között. Számított értékek: 98,856 J mol -1 K -1 25 ° C-on. T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 274.69 1.54 97,080 3 029 299 25.85 98 921 3,087 312 38.85 99 928 3 118 325 51.85 100 949 3 150 337 63.85 101,905 3 180 350 76.85 102,954 3 213 362 88.85 103,936 3 243 375 101.85 105,014 3 277 388 114,85 106 106 3 311 400 126,85 107,127 3,343 413 139,85 108,248 3 378 426 152,85 109,383 3 413 438 164.85 110,444 3,447 451 177,85 111,607 3 483 463 189,85 112,694 3 517 T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 476 202,85 113,886 3,554 489 215,85 115,092 3,592 501 227,85 116,219 3,627 514 240,85 117,453 3,665 526 252,85 118,606 3,701 539 265,85 119,868 3,741 552 278,85 121,146 3,780 564 290,85 122,338 3,818 577 303,85 123 643 3 858 590 316,85 124,963 3 900 602 328,85 126 195 3 938 615 341,85 127,543 3 980 627 353,85 128,801 4,019 640 366,85 130 178 4,062 653.15 380 131,580 4,106
PCS	667,1  kJ · mol -1 ( 25  ° C , gáz)
PCI	-622,08  kJ · mol -1 (gáz)
Elektronikus tulajdonságok
1 re ionizációs energia	8,1  ± 0,15  eV (gáz)
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	nemD25{\ displaystyle {\ textit {n}} _ {D} ^ {25}} 1,469
Óvintézkedések
SGH
Veszély H226, H301, H311, H314, H317, H331, H350, H410, P201, P261, P273, P280, P301 + P310, P305 + P351 + P338, H226  : Gyúlékony folyadék és gőz H301  : Lenyelve mérgező H311  : Bőrrel érintkezve mérgező H314  : Súlyos égési sérülést és szemkárosodást okoz H317  : Allergiás bőrreakciót okozhat H331  : Belélegezve mérgező H350  : Rákot okozhat (jelölje meg az expozíciós utat ha meggyőzően bebizonyosodik, hogy más expozíciós utak nem  okoznak veszélyt) H410 : Nagyon mérgező a vízi élővilágra, hosszan tartó károsodást okoz P201  : Használat előtt szerezzen be külön utasításokat. P261  : Kerülje a por / füst / gáz / köd / gőzök / permet belélegzését. P273  : Kerülje a környezetbe jutást . P280  : Viseljen védőkesztyűt / védőruházatot / szemvédőt / arcvédőt. P301 + P310  : Lenyelés esetén: azonnal hívjon TOXIKOLÓGIAI KÖZPONTHOZ vagy orvoshoz. P305 + P351 + P338  : Ha a szembe jut: Óvatosan öblítse le vízzel néhány percig. Távolítsa el a kontaktlencséket, ha az áldozat viseli őket, és könnyen eltávolíthatók. Öblítse tovább.
WHMIS
B3, D1A, D2A, E, B3  : Éghető folyadék D1A  : Nagyon mérgező anyagot, aminek következtében azonnal súlyos hatásokat D2A  : Nagyon mérgező anyagok Más mérgező hatásokat okozó E  : Maró anyag 0,1% közzétételi szerinti összetevő közzétételi lista
NFPA 704
3 3 3
Egyéb	Megtámadhatja az idegrendszert. Nagy dózisban halálos.
Szállítás
-    0113    ENSZ-szám  : 0113  : GUANYL NITROSAMINOGUANYLIDENE HYDRAZINE legalább 30% (tömeg) vízzel nedvesítve Osztály: 1 Osztályozási kód: 1.1A  : Tömeges robbanásveszélyt hordozó anyagok és cikkek (a tömeges robbanás szinte azonnal hatással van szinte minden terhelés). Elsődleges robbanóanyag. Címke: 1  : Robbanóanyagok és tárgyak 663    1163    Kemler-kód: 663  : nagyon mérgező és gyúlékony anyag (lobbanáspontja legfeljebb 60  ° C ) ENSZ-szám  : 1163  : ASYMMETRIC DIMETHYLHYDRAZINE Osztály: 6.1 Besorolási kód: TFC  : Tűzveszélyes maró, mérgező anyagok. ; Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok 8  : Maró anyagok 663    1244    Kemler-kód: 663  : nagyon mérgező és gyúlékony anyag (lobbanáspontja legfeljebb 60  ° C ) ENSZ-szám  : 1244  : METIL-HIDRAZIN Osztály: 6.1 Besorolási kód: TFC  : Tűzveszélyes maró, mérgező anyagok. ; Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok 8  : Maró anyagok 886    2029    Kemler-kód: 886  : nagyon maró és mérgező anyag UN-szám  : 2029  : VÍZTALAN HIDRAZIN Osztály: 8 Osztályozási kód: CFT  : Maró anyagok folyékony, gyúlékony, mérgező; Címkék: 8  : Maró anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok 6.1  : Mérgező anyagok Csomagolás: I. csomagolási csoport  : nagyon veszélyes anyagok; 86    2030    Kemler-kód: 86  : maró hatású, vagy kisebb mértékű  maró- és toxicitási tulajdonságokkal rendelkezik UN szám  : 2030 : HIDRAZIN-HIDRÁT, amely több mint 37, de legfeljebb 64 tömegszázalék hidrazint tartalmaz; vagy több mint 37 tömegszázalék, de legfeljebb 64 tömegszázalék hidrazint tartalmazó HIDRAZIN-VÍZMEGOLDÁS Osztály: 8 Osztályozási kód: CT1  : Mérgező marószerek: Folyadékok; Címkék: 8  : Maró anyagok 6.1  : Mérgező anyagok Csomagolás: I / II. Csomagolási csoport  : nagyon / közepesen veszélyes anyagok; 86    2030    Kemler-kód: 86  : maró hatású, vagy kisebb mértékű  maró- és toxicitási tulajdonságokkal rendelkezik UN szám  : 2030 : HIDRAZIN-HIDRÁT, amely több mint 37, de legfeljebb 64 tömegszázalék hidrazint tartalmaz; vagy több mint 37 tömegszázalék, de legfeljebb 64 tömegszázalék hidrazint tartalmazó HIDRAZIN-VÍZMEGOLDÁS Osztály: 8 Osztályozási kód: CT1  : Mérgező marószerek: Folyadékok; Címkék: 8  : Maró anyagok 6.1  : Mérgező anyagok Csomagolás: III  . Csomagolási csoport : alacsony veszélyességű anyagok. 663    2382    Kemler-kód: 663  : nagyon mérgező és gyúlékony anyag (lobbanáspontja legfeljebb 60  ° C ) ENSZ-szám  : 2382  : SZIMETRIKAI DIMETIL-HIDRAZIN Osztály: 6.1 Osztályozási kód: TF1  : Gyúlékony mérgező anyagok: Folyadékok; Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: I. csomagolási csoport  : nagyon veszélyes anyagok; 60    2572    Kemler-kód: 60  : mérgező vagy kisebb mértékű toxicitást mutató anyag UN szám  : 2572  : FENILHIDRAZIN Osztály: 6.1 Besorolási kód: T1  : Mérgező anyagok kiegészítő kockázat nélkül: Szerves, folyadékok; Címke: 6.1  : Mérgező anyagok Csomagolás: II  . Csomagolási csoport : közepesen veszélyes anyagok; -    3165    UN szám  : 3165  : légi jármű hidraulika- MOTOR ÜZEMANYAGTARTÁLY keverékét tartalmazó vízmentes hidrazin és monomethylhydrazine (M86 tüzelőanyag) Osztály: 3 Osztályozási kód: FTC  : gyúlékony, mérgező, korrozív folyadékok Címkék: 3 : folyadékok tűzveszélyes 6.1  : Mérgező anyagok 8  : Maró anyagok Csomagolás: I. csomagolási csoport : nagyon veszélyes anyagok; 60    3293    Kemler-kód: 60  : mérgező vagy kisebb mértékű toxicitást mutató anyag UN-szám  : 3293  : HIDRAZIN-VÍZMEGOLDÁS, amely legfeljebb 37 tömegszázalék hidrazint tartalmaz. Osztály: 6.1 Besorolási kód: T4  : Mérgező anyagok kiegészítő kockázat nélkül: Szervetlen, folyékony; Címke: 6.1  : Mérgező anyagok Csomagolás: III  . Csomagolási csoport : alacsony veszélyességű anyagok.
IARC osztályozás
2B. Csoport: Lehetséges, hogy rákkeltő az emberre
Ökotoxikológia
LogP	-3.1
Szagküszöb	alacsony: 3  ppm magas: 4  ppm
Egység SI és STP hiányában.

A hidrazin , hivatalos neve: diazán , kémiai képlete N 2 H 4 és szerkezeti képlete H 2 N-NH 2 , kémiai vegyület színtelen folyadék, ammóniára emlékeztető illattal . Ez elegyedik vízzel minden arányban.

Hidrazinok is egy családját alkotják a kémiai vegyületek származó hidrazin (H 2 N-NH 2 helyettesítésével egy vagy több hidrogénatom a szénhidrogéncsoportok (például 2,4-dinitrofenil ).

A hidrazin éves termelése 260 000 tonna. Ennek a gyártásnak a nagy részét habosítószerként használják habosított polimerek előállításához . A gyártás további része különféle ágazatokra oszlik, például szerves kémia a gyógyszerek szintézisére vagy szervetlen kémia a nátrium-azid előállítására , a robbanóanyag a " légzsákok  " felfújására  (felfújható biztonsági párnák). A hidrazin rakétamotor üzemanyagként is használható .

Molekulaszerkezet és tulajdonságok

A hidrazin szerkezetét két ammónia- molekulaként mutatjuk be, amelyek egymáshoz kapcsolódnak úgy, hogy a két molekula mindegyikéhez egy-egy hidrogént távolítanak el. Mindegyik -NH 2 alegység van egy piramis alakú. A két nitrogénatom közötti távolság 145  µm , és a molekula antiklinális konformációt alkalmaz. A nyomaték kétszerese az etánénak . Szerkezeti tulajdonságai hasonlítanak a hidrogén-peroxid gáz tulajdonságaihoz, amely a lineáris alkánszerkezethez hasonló, nagy nyomatékú "aszimmetrikus" konformációt alkalmaz.

A bázis tulajdonságai hasonlóak az ammóniához , de 15-szer gyengébbek.
Az egyes aminokon lévő szubsztituens az elektronikus dublettet kevésbé teszi elérhetővé a proton felvételéhez, és ezért kevésbé bázikus. A hidrazin jobb nukleofil, mint az ammónia, mert a szomszédos nitrogénatomok nem megkötő dublettjei közötti taszítás miatt .

N 2 H 4+ H + → [N 2 H 5 ] + ; K = 8,5 × 10 -7 (ammónia esetében K = 1,78 × 10-5 ).

A második protonáció nehezebb:

[N 2 H 5 ] ++ H + → [N 2 H 6 ] 2+ ; K = 8,4 × 10 -16

A hidrazin sokkal erősebb redukálószer bázikus környezetben, mint savas környezetben. (E = -0,23  V pH = 0 és E = -1,16  V pH = 14 esetén). Amikor a hidrazin reagál oxidálószerekkel, különféle nitrogéntermékek képződhetnek, de általában dinitrogén. A hidrazin és oxigén reakciója dinitrogént és vizet képez, miközben nagy mennyiségű hő szabadul fel.

Hidrazin N 2 H 4lebomlik az intézkedés alapján a hő és az ultraibolya sugarak , hogy a nitrogén N 2, Hidrogén- H 2és az ammónia NH 3.

A hidrazin egyes sói robbanásveszélyesek  : a nitrát-hidrazin , a klorát- hidrazin- perklorát- hidrazin és azid- hidrazónium.

Fizikai-kémiai tulajdonságok

A vízmentes hidrazin színtelen, levegőben dohányzó, aminszagú folyadék. A szagküszöb 3  ppm .

Szintézis

Theodor Curtius először 1889-ben szintetizálta az egyszerű hidrazint a hátsó ajtón keresztül.

A hidrazint Olin Raschig eljárásával állítják elő nátrium-hipokloritból és ammóniából , amelyet 1907-ben találtak ki. Ez a folyamat a kloraminok ammóniával történő reakciójára támaszkodik .

NH 2 Cl+ NH 3→ H 2 N - NH 2+ HCl .A reakció során a szükséges monokloramin előállítása: NH 3 + HOCl → NH 2 Cl + H 2 O

Egy változata Olin Raschig folyamata a oxidációja karbamid által nátrium-hipoklorit :

(H 2 N) 2 C = O+ NaOCl + 2 NaOH → N 2 H 4+ H 2 O+ NaCl + Na 2 CO 3.

Az Atofina-PCUK ciklusban a hidrazint több lépésben állítják elő acetonból , ammóniából és hidrogén-peroxidból. Az acetont és az ammónia reagál első, hogy egy imint , majd a reakció oxidációt hidrogén-peroxiddal a oxaziridin , egy heterociklusos csoport a három atom tartalmaz egy olyan szénatomot, nitrogénatom és egy oxigénatom, majd ammonolizissel amelynek eredményeként hidrazon , egy folyamat amely két nitrogénatomot hoz össze. A hidrazon reagál a felesleges acetonnal, és a keletkezett aceton azint hidrolizálva hidrazinná alakítják, regenerálva az acetont. A Raschig-eljárással ellentétben ez a módszer nem hoz létre sót. A PCUK kapcsolatban áll Ugine Kuhlmann- nal , egy francia vegyszergyártóval.

A hidrazint elő lehet állítani ketazin- és peroxid-eljárásként ismert módszerrel is .

2001-ben Marc Strous, a hollandiai Nijmegeni Egyetem mikrobiológusa felfedezte, hogy a hidrazint élesztőgombák és egy óceáni baktérium , a Brocadia anammoxidans termeli , egy speciális anamoxoszómáknak nevezett speciális organellákban végrehajtott anammox reakció révén . Ők az egyetlen jelenleg ismert élő szervezet, amely képes természetes módon hidrazint termelni.

Származékok

Számos hidrazinszubsztitúciós származék ismert, és közülük több természetes úton is előáll. Néhány példa :

• a gyromitrin  (in) és az agaritin  (in) fenilhidrazinok, amelyek az Agaricus bisporus kultúrában termesztett és forgalmazott gombafajokban találhatók . A gyromitrin metabolizálódik monometil-hidrazinná  ;
• A iproniazid , a hidralazin és a fenelzin  (en) vannak gyógyszerek készült hidrazin;
• A 1,1-dimetil- (UDMH) és 1,2-dimetil-hidrazin  (en) vannak hidrazinok, ahol két hidrogénatom van helyettesítve metilcsoporttal  ;
• A 2,4-dinitrofenil (2,4-DNPH) általánosan használják tesztelésére ketonok és aldehidek a szerves kémiában  ;
• A fenil-hidrazin , C 6 H 5 NHNH 2 , hidrazin az első, hogy felfedezzék.

Használja a kémia területén

A hidrazinokat számos szerves molekula szintézisében használják, és sok közülük gyakorlati jelentőséggel bír a gyógyszeriparban , tuberkulózis elleni gyógyszerként , valamint textíliában mint festék és a fotózásban.

Általában az iparban is megtalálható, és különösen gőzkazánok táplálékvízével keverve. Célja az utolsó oxigénmolekulák megsemmisítése és ezáltal az acélgőzvezetékek korróziójának megakadályozása.

Reakció karbonilokkal

A hidrazin karbonilcsoporttal történő kondenzációjának szemléltetésére idézzük meg az acetonnal lejátszódó reakciót, amely diizopropilidén-hidrazin képződését eredményezi. Ez ismét reagál a hidrazinnal és hidrazont képez:

2 (CH 3 ) 2 CO+ N 2 H 4→ 2 H20+ [(CH 3 ) 2 C = N] 2. [(CH 3 ) 2 C = N] 2+ N 2 H 4→ 2 (CH 3 ) 2 C = N - NH 2.

Az aceton és a diizopropilidén-hidrazin köztitermék a PCUK-Atofina szintézisben. Az alkilezés a hidrazinokat közvetlenül alkil-halogenidekkel hajtja végre a hidrazinok alkilezett származékainak bázikus formájának jelenlétében, de a reakció általában hatástalan, mivel a helyettesítés mértékét gyengén szabályozzák (mint a közös aminok esetében ). A hidrazon hidrazinná redukálása elegáns módszer a dialkilezett 1,1 hidrazinok előállítására.

Egy másik reakcióban a 2-ciano- piridin hidrazinnal reagálva amidált hidrazidokat képez, amelyek 1,2-diketonok alkalmazásával triazinokká alakíthatók.

Wolff-Kishner reakció

Használt hidrazin szerves kémiában a Wolff-Kishner-redukció , a reakció, hogy átalakítja a karbonil- csoportot egy keton vagy aldehid egy metilén-híd (vagy metil -csoport ) keresztül egy molekula hidrazon . Hidrazinból nagyon stabil dinitrogén termelése elősegíti a reakciót.

Policiklusos molekulák szintézise

Két aminfunkcióval rendelkező hidrazin kulcsfontosságú tényező számos heterociklusos vegyület kondenzáció útján történő előállításában, amelynek két elektrofil funkciójú része van . Az acetil-acetonnal kondenzálódva 3,5-dimetil-pirazolt kapunk . Az Einhorn-Brunner reakcióban a hidrazinok imidekkel reagálva triazolokat kapnak .

Szulfonálás

Mivel jó nukleofil, az N 2 H 4 kiszolgáltatott a szulfonil-halogenidek és az acil-halogenidek támadásának. A tosil- hidrazin a karbonilokkal végzett kezelést követően hidrazonokat is képez.

A ftalimidek lebontása

A hidrazint az N- ftalimid alkilezett származékokra történő felosztására használják . Ez a hasítási reakció lehetővé teszi a ftalimid-anion alkalmazását amin-prekurzorként Gabriel szintézisében.

Redukálószer

A hidrazin népszerű redukálószer, mert bomlási melléktermékei általában nitrogéngáz és víz. Így antioxidánsként , oxigénmegkötőként és korróziógátlóként használják a kazánok és a fűtőkörök vizében (ebben a szerepben az N, N-dietil-hidroxil- amint részesítik előnyben , kevésbé mérgezőek, de még mindig széles körben használják a nagy termikus és atomerőművek ). Használják a fémek és fémoxidok sóinak fémes állapotba történő redukálására a nikkel elektrolízisénél , valamint a plutónium extrahálásánál a kiégett nukleáris üzemanyagokból .

Hidrazin sók

A hidrazin ásványi savakkal történő kezeléssel szilárd sókká alakul. A leggyakoribb só a hidrazin-hidrogénszulfát, az N 2 H 5 HSO 4 , amelyet valószínűleg hidrazin-biszulfátnak kell nevezni. A hidrazin-biszulfátot alternatív kezelésként alkalmazzák a rák által kiváltott cachexia esetén . A hidrazin és az N 5 H 5 azotidsav sója magas nitrogéntartalma és robbanásveszélyes tulajdonságai miatt tudományos szempontból érdekes volt.

Ipari felhasználások

Használt hidrazin számos folyamatban, például a rostok termelését, spandex , mint katalizátort a polimerizációs , habosítószer, az üzemanyagcellák , mint például a forrasztási a hegesztő , a fejlődő fényképek, például az extender lánc polimerizációjára poliuretán , mint redukáló vegyület a víz kondicionálására hőerőművekben és atomerőművek szekunder áramköreiben, valamint hőstabilizátorként. Ezenkívül a közelmúltban tesztelték azt a technikát, amely hidrazin-lerakódásokat használ a félvezetőkön, lehetséges alkalmazással a folyadékkristályos kijelzőkhöz használt vékonyfilm-tranzisztorok gyártására . A hidrazint 70% -os oldatban, 30% vízzel használják az EPU (vészüzemi egység) meghajtására az F-16 ( General Dynamics F-16 Fighting Falcon ) vadászrepülőkön .

A katonai felhasználásra, egy hidrazin-származék, a aszimmetrikus dimetil-hidrazin (UDMH) , kombinált ammóniumnitrát az alapvető összetevője a astrolite  (a) , egy robbanásveszélyes rendkívül erőteljes találta az 1960-as.

Rakéta üzemanyag

A hidrazint először rakétaként használták a második világháborúban a Messerschmitt Me 163 repülőgépekhez (az első rakétasík), B-Stoff néven (valójában hidrazin-hidrát ). Ezt a B-Stoff- ot metanollal ( M-Stoff ) kevertük , így kaptuk a C-Stoff-ot , amelyet üzemanyagként használtunk a T-Stoff- tal , egy hidrogén-peroxid- koncentrátummal , amelyet oxidálószerként használtunk érintkezésben, és amely spontán módon meggyulladt. nagyon energikus reakció.

Ma a hidrazint általában önmagában használják monopropellánsként kis tolóerővel (de nagy pontossággal) rendelkező motorokban, amelyek lehetővé teszik a műholdak és az űrszondák pályáján történő pozícionálást  ; ebben az esetben a tolóerőt a hidrazin katalitikus lebontása és nem égés biztosítja. Ez a bomlás valóban nagyon egzoterm reakció . Ezt úgy kapják, hogy a hidrazint egy katalizátoron vezetik át, amelynek aktív komponense az alumínium- oxid (alumínium-oxid) nagy felületén lerakódott fémes irídium , vagy szén nanoszálak, vagy újabban a molibdén- nitrid alumínium-oxidon vagy akár molibdén- nitráton . Bomlása ammóniává , nitrogénné és hidrogénné a következő reakciókból származik:

1. 3 N 2 H 4→ 4 NH 3+ N 2.
2. N 2 H 4→ N 2+ 2 H 2.
3. 4 NH 3+ N 2 H 4→ 3 N 2+ 8 H 2.

Ez a bomlás néhány milliszekundum alatt vált ki, és lehetővé teszi a tolóerő nagyon pontos mérését. Ezek a reakciók nagyon exotermek (a kamrában lévő katalizátor néhány milliszekundum alatt elérheti a 800  ° C -ot), és kis térfogatú folyékony hidrazinból nagy mennyiségű forró gáz képződik, így jó hajtóanyag az űrhajtáshoz .

Bizonyos hidrazinszármazékokat folyékony hajtóanyagként is használnak : monometilhidrazin H 2 N - NHCH 3(vagy MMH), és aszimmetrikus dimetil-hidrazint , H 2 N - N (CH 3 ) 2(vagy UDMH). Általában nitrogén-peroxid N 2 O 4-vel együtt alkalmazzákmint oxidálószer, amellyel tárolható hipergolikus folyékony hajtóanyagot képeznek .

Üzemanyagcellák

Az Acta olasz katalizátorgyártó javasolta a hidrazin alkalmazását a hidrogén alternatív megoldásaként az üzemanyagcellákban . A fő előnye, ez a termék képes előállítani, mint 200 mW / cm 2 , több, mint egy hasonló hidrogén-üzemanyagcellás nélkül szükség drága katalizátorokat tartalmazó platina . Mivel az üzemanyag szobahőmérsékleten folyékony, könnyebben kezelhető és tárolható, mint a hidrogén. Ha a hidrazint egy szén- oxigén kettős kötéssel rendelkező karbonilt tartalmazó tartályban tárolja , az üzemanyag reagál és szilárd, biztonságos anyagot képez, amelyet hidrazonnak neveznek . Ezután csak töltse fel a tartályt forró vízzel, hogy folyékony formában felszabaduljon a hidrazin-hidrát . A folyékony üzemanyag kezelése a gyakorlatban sokkal biztonságosabb, mint a hidrogéngázé, és a folyadéknak nagyobb a redoxpotenciálja (1,56  V ), szemben a hidrogén 1,23  V- jával. A hidrazin molekula az akkumulátorban megtörve dinitrogén- és hidrogénatomokat képez, amelyek oxigénatomhoz kötődve vizet képeznek.

Biztonság

Toxicitás, ökotoxicitás

A hidrazin nagyon mérgező és veszélyesen instabil, különösen vízmentes formájában . Általában stabil monohidrátként használják .
A magas szintű hidrazin akut expozíciójának tünetei az emberekben a szem , az orr és a torok irritációjaként , szédülésként, fejfájásként , émelygésként , tüdőödémaként , görcsrohamokként , kómaként jelentkezhetnek . Az akut expozíció károsíthatja a májat , a vesét és az emberek központi idegrendszerét is . A folyadék maró hatású, és kontakt ekcémát okozhat emberekben és állatokban. A tüdőre , a májra, a lépre és a pajzsmirigyre gyakorolt ​​káros hatásokról beszámoltak azoknál az állatoknál, akiket krónikusan inhaláció útján hidrazinnak tettek ki. A növekedés a száma tüdő, orrüreg, és a máj tumor volt megfigyelhető rágcsálókban kitett hidrazin.

Toxicitása időszakos újbóli értékelések tárgya, ahogy a tudás fejlődik.

Hivatkozások

1. HIDRAZIN (vízmentes) , a Kémiai Biztonság Nemzetközi Programjának biztonsági adatlapja (i) , konzultálva 2009. május 9-én
2. (en) Yitzhak Marcus, Az oldószerek tulajdonságai , vol.  4, Anglia, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239  o. ( ISBN  0-471-98369-1 )
3. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
4. (a) James E. Mark, fizikai tulajdonságai: Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  p. ( ISBN  978-0-387-69002-5 és 0-387-69002-6 , online olvasás ) , p.  294
5. (en) Robert H. Perry és Donald W. Green , Perry vegyészmérnökök kézikönyve , USA, McGraw-Hill,1997, 7 -én  ed. , 2400  p. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , p.  2-50
6. A "Hydrazine" bejegyzés az IFA (a munkavédelemért felelős német testület) GESTIS vegyi adatbázisába ( német , angol ), hozzáférés 2010. február 11. (JavaScript szükséges)
7. "  Különböző gázok tulajdonságai  ", a flexwareinc.com címen (hozzáférés : 2010. április 12. )
8. (en) "Hydrazine" , a NIST / WebBook oldalon , hozzáférés: 2010. február 11.
9. (in) David R. LiDE, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2009, 90 th  ed. , 2804  p. , Keménytáblás ( ISBN  978-1-4200-9084-0 )
10. (in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,2002. június 18, 83 th  ed. , 2664  p. ( ISBN  0849304830 , online előadás ) , p.  5-89
11. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , p.  10-205
12. IARC munkacsoportja az embert érintő rákkeltő kockázatok értékelésével , „  Evaluations Globales de la Carcinogenicité pour l'Homme, Groupe 2B: Esetleg rákkeltő az emberre  ” , http://monographs.iarc.fr , IARC,2009. január 16(megtekintés : 2009. augusztus 22. )
13. Index szám 007-008-00-3 táblázat 3.1 függelék VI EK rendelet 1272/2008 (december 16, 2008)
14. SIGMA-ALDRICH
15. "  Hydrazine  " a vegyi termékek adatbázisában Reptox of the CSST (quebeci munkavédelemért felelős szervezet), hozzáférés: 2009. április 24.
16. "  Hydrazine  ", a hazmap.nlm.nih.gov címen (hozzáférés : 2009. november 14. )
17. „hydrazine” , az ESIS-en , hozzáférés: 2009. február 17
18. Miessler, Gary L. és Tarr, Donald A. Szervetlen kémia, harmadik kiadás . Pearson Prentice Hall (2004). ( ISBN  978-0-13-035471-6 ) .
19. Szervetlen kémia, DF Shriver, Peter William Atkins
20. A szerves kémia alapjai, Michael Hornby, Josephine Peach
21. (in) Holleman, AF, Wiberg, E. "Szervetlen kémia" Academic Press: San Diego, 2001. ( ISBN  978-0-12-352651-9 ) .
22. INRS biztonsági adatlap
23. Curtius, Journal für praktische Chemie , 1889. 39. o. 107-39
24. Adams, R.; Brown, BK, hidrazin-szulfát, 1, 309, 1941, cv1p0309
25. "  Hydrazine: Chemical product info, chemindustry.ru, 2007-01-08  " ( Archívum • Wikiwix • Archive.is • Google • Mit kell tenni? ) (Hozzáférés : 2013. március 25. )
26. Riegel, Emil Raymond. "Hydrazine" Riegel kézikönyve az ipari kémia p. 192 (1992)].
27. (in) Brian Handwerk , "  A baktériumok esznek emberi Szennyvíz, Produce rakéta-üzemanyag  " , National Geographic Society ,2005. november 9( online olvasás , konzultáció 2007. november 12-én )
28. National Geographic http://news.nationalgeographic.com/news/2005/11/1109_051109_rocketfuel.html
29. [Nap, AC; Tőkehal, MC; Aceton-hidrazon; 6. kötet | 10. oldal; cv6p0010;]
30. [Wiley, RH; Hexner, PE; 3,5-dimetil-pirazol, 4. kötet, 351. oldal; cv4p0351]
31. [Friedman, L; Litle, RL; Reichle, WR; p- toluolszulfonil-hidrazid; 5. kötet; 1055. oldal, cv5p1055]
32. [Weinshenker, NM; Shen, CM; Wong, JY; polimer karbodiimid; 6. kötet, 951. oldal; (1988); cv6p0951]
33. 2013 Atomerőmű vegyi anyagokat önt a Fundy-öbölbe A New Brunswick-i atomerőmű vegyi szivárgásról számolt be a Fundy-öbölben (Canadian Press in Energy and Resources )
34. (en) R. Vieira , „  New szén nanoszál / grafit érezte kompozit használható, mint a katalizátorhordozó hidrazin katalitikus bomlás  ” , Chemical Communications , n o  9,2002, P.  954–955 ( DOI  10.1039 / b202032g )
35. (en) Xiaowei Chen , „  A hidrazin katalitikus lebomlása a támogatott molibdén-nitrid-katalizátorok felett egy monopropelláns tolóerőben  ” , Catalysis Letters , vol.  79,2002. április, P.  21–25 ( DOI  10.1023 / A: 1015343922044 )
36. "  Folyékony eszköz - Hírek - A mérnök - Hírek: mérnöki hírek, mérnöki információk, legújabb technológiák, gyártási hírek, gyártási információk, autóipari hírek, repülési hírek, anyagokkal kapcsolatos hírek, kutatás és fejlesztés  " ( Archívum • Wikiwix • Archive.is • Google • Mit kell tenni? )
37. ARC, Monográfia, 71. kötet (1999) Néhány szerves vegyi anyag, a hidrazin és a hidrogén-peroxid újraértékelése .
38. Sylvie Tissot, Annick Pichard, "  Akut toxicitási küszöbértékek hidrazin (NH 2 NH 2 ) - zárójelentés  " [PDF] , az ineris.fr honlapon , Nemzeti Ipari Környezetvédelmi Intézet és kockázatok ,2003. augusztus(megtekintve 2015. október 29-én ) .

Kapcsolódó cikkek

• Folyékony hajtóanyag
• Monergol

Külső linkek

• A késői show Robival! A ma esti különleges vendég: Hydrazine (PDF) - Robert Matunas
• xMSDS-hidrazin-9924279 (PDF) - MSDS hidrazin
• fr) INRS toxikológiai lap
• (en) Nemzetközi biztonsági adatlap