Hidrazina
La hidrazina o hidracina[1] és un compost químic que la seua fòrmula química condensada és N2H4.
Es tracta d'un líquit incoloro i oleoso, en una olor similar al del amoníac i que llibera vapors quan està expost a l'aire. Crema en flama a penes visible. Comercialment se suministra en dissolució acuosa o com a hidrat d'hidrazina (H2N−NH2 · H2O).
S'utilisa principalment com espumante per a la preparació de bromera polimèriques aixina com precursor de catalisadors de polimerisació i fàrmacs. Adicionalment s'ampra com combustible para avions,[2] missilés, eixides espacials i satèlits. El comburente utilisat en estos casos, habitualment és el tetrahidruro de dinitrógeno. També es coneix com a hidrazina als composts derivats d'esta.
Per norma general l'hidrazina no s'utilisa com combustible, sino en canvi algun dels seus derivats com la metilhidrazina o la dimetilhidrazina asimètrica. L'ocupació d'estes últimes comporta importants ventages, tals com ser almacenables a temperatura ambiente i entrar en combustió en quant es posen en contacte en el comburente (a este tipo de combustibles se'ls crida hipergólicos). No obstant, per la seua alta toxicitat, s'ha tendit a abandonar el seu us.
És important mencionar que este compost químic reacciona en l'oxigen de la següent manera: N2H4 + O2 → N2 + 2 H2O, reduint la possibilitat de corrosió per oxidació en els metals. Ademés en entrar en contacte en l'òxit fèrric, genera magnetita, aigua i nitrogen: N2H4 + 6 Fe2O3 → 4 Fe3O4 + 2 H2O + N2.
Theodor Curtius va sintetisar per primera volta hidrazina lliure en 1889 a través d'un tortuoso procés.[3]
Estructura molecular i propietats
[editar | editar còdic]
L'hidrazina forma un monohidrato que és més dens (1,032 g/cm³) que el material anhidro.
L'hidrazina pot sorgir a través de l'enllaç d'un parell molècules d'amoniaco per mig de l'eliminació d'una molècula d'hidrogen. Cada subunidad H 2 N-N té forma piramidal. La distància NN és 1,45 Å (145 pm), i la molècula adopta una conformació gauche. La barrera de rotació és el doble que la d'etano. Estes propietats estructurals són similars als del peròxit d'hidrogen gaseós, que adopta una conformació anticlinal "oblicua", i també posseïx una elevada barrera de rotació.
L'hidrazina té propietats químiques bàsiques (alcalina) similars a les del amoníac:
- N2H4 + H2O → [N2H5]+ + OH−
en els valors:[4]
- Kb = 1.3 x 10−6
- pKa = 8.1
(Per a l'amoníac Kb = 1.78 x 10−5) La hidracina és difícil diprotonate:[5]
- [N2H5]+ + H2O → [N2H6]2+ + OH− Kb = 8.4 x 10−16
La calor de combustió d'hidrazina en oxigen (aire) és 194,1 x 105 J/kg.[6]
Síntesis i fabricació
[editar | editar còdic]L'hidrazina es produïx per mig del procés d'Olin Raschig en el qual es fa reaccionar hipoclorito de sodi (l'ingredient actiu en molts blanquejadors) en amoniaco, este procés va ser donat a conéixer en 1907. Este método es basa en la reacció de cloramina en amoníac:[7]
- NH2Cl + NH3 → H2N-NH2 + HCl
Una atra ruta de síntesis d'hidrazina implica l'oxidació d'urea en hipoclorito de sodi:[8]
- (H2N)2C=O + NaOCl + 2 NaOH → N2H4 + H2O + NaCl + Na2CO3
L'hidrazina pot ser sintetisada a partir d'amoníac i peròxit d'hidrogen en el procés de Pechiney-Ugine-Kuhlmann, d'acort en la següent fòrmula:
- 2NH3 + H2O2 → H2N-NH2 + 2H2O[9]
En el cicle de Atofina-PCUK, l'hidrazina es produïx en vàries etapes a partir d'acetona, amoníac i peròxit d'hidrogen. Acetona i amoníac reaccionen per a donar primer l'imina seguit d'oxidació en peròxit d'hidrogen a l'oxaziridina, un anell de tres membres que conté carbono, oxigen i nitrogen, seguit per amonolisis a la hidrazona, un procés que acopla dos àtoms de nitrogen. Esta hidrazona equivalent reacciona en una molècula més d'acetona, i la resultant azina acetona es hidroliza per a donar hidrazina, regenerant l'acetona. A diferència del procediment de Raschig, este procés no produïx sal. El PCUK significa Produits Chimiques Ugine Kuhlmann, un fabricant de productes químics francés.[10]
L'hidrazina també es pot produir a través dels denominats processos de la ketazina i peròxit.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Diccionario de la lengua española
- ↑ «Use of Hydrazine in the F16». Consultat el 27 de giner de 2015.
- ↑ Curtius, J. Prakt. Chem. 1889, 39, 107-39.
- ↑ Handbook of Chemistry and Physics", 83rd edition, CRC Press, 2002
- ↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: Sant Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ Chemical Hazard Properties Table at NOAA.gov
- ↑ Plantilla:OrgSynth
- ↑ «Hydrazine: Chemical product info». chemindustry.ru. Consultat el 8 de giner de 2007.
- ↑ Chemistry of Petrochemical Processes, 2nd edition, Gulf Publishing Company, 1994-2000, Page 148
- ↑ (1992)..
- Este artícul conté una traducció derivada de «Hidrazina» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.