Гидразин


Гидразин
Гидразин
Гидразин: химическая формула
Гидразин: вид молекулы
Гидразин: структура
Общие
Систематическое наименование гидразин
Химическая формула N2H4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.) бесцветная жидкость
Отн. молек. масса 32.05 а. е. м.
Молярная масса 32.05 г/моль
Плотность 1.01 г/см³
Термические свойства
Температура плавления 1 °C
Температура кипения 114 °C
Химические свойства
Растворимость в воде смешивается г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS [302-01-2]

Гидрази́н (диамид) H2N—NH2 — бесцветная, сильно гигроскопическая жидкость с неприятным запахом.

Молекула N2H4 состоит из двух групп NH2, повёрнутых друг относительно друга, что обусловливает полярность молекулы гидразина, μ = 0,62·10−29 Кл · м. Смешивается в любых соотношениях с водой, жидким аммиаком, этанолом; в неполярных растворителях растворяется плохо. Гидразин и большинство его производных токсичны.

Содержание

Свойства

Термодинамически гидразин значительно менее устойчив, чем аммиак, так как связь N—N не очень прочна: разложение гидразина - экзотермическая реакция, протекающая в отсутствие катализаторов при 200-300 °С:

3 N2H4 → 4 NH3 + N2

Переходные металлы (Co, Ni, Cu, Ag) катализируют разложение гидразина, при катализе платиной, родием и палладием основными продуктами разложения являются азот и водород:

N2H4 → N2 + 2 H2

Благодаря наличию двух неподелённых пар электронов у атомов азота, гидразин способен к присоединению одного или двух ионов водорода. При присоединении одного протона получаются соединения гидразиния с зарядом 1+, двух протонов — гидразиния 2+, содержащие соответственно ионы N2H5+ и N2H62+. Водные растворы гидразина обладают основными свойствами, но его основность значительно меньше, чем у аммиака:

N2H4 + H2O → [N2H5]+ + OH (Kb = 3,0·10−6)

(для аммиака Kb = 1,78·10−5) Протонирование второй неподеленной пары электронов протекает ещё труднее:

[N2H5]+ + H2O → [N2H6]2+ + OH (Kb = 8,4·10−16)

Известны соли гидразина — хлорид N2H5Cl, сульфат N2H6SO4 и т. д. Иногда их формулы записывают N2H4 · HCl, N2H4 · H2SO4 и т. д. и называют гидрохлорид гидразина, сульфат гидразина и т. д. Большинство таких солей растворимо в воде.

Соли гидразина бесцветны, почти все хорошо растворимы в воде. К числу важнейших относится сульфат гидразина N2H4 · H2SO4.

Гидразин как восстановитель

Гидразин — энергичный восстановитель. В растворах гидразин обычно также окисляется до азота:

4KMnO4 + 5N2H4 + 6 H2SO4 → 5N2 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 16H2O

Восстановить гидразин до аммиака можно только сильными восстановителями, такими, как Sn2+, Ti3+, водородом в момент выделения(Zn + HCl):

N2H4 + Zn + 4HCl → 2NH4Cl + ZnCl2

Окисляется кислородом воздуха до азота, аммиака и воды. Известны многие органические производные гидразина. Гидразин, а также гидразин-гидрат, гидразин-сульфат, гидразин-хлорид, широко применяются в качестве восстановителей золота, серебра, платиновых металлов из разбавленных растворов их солей. Медь в аналогичных условиях восстанавливается до закиси.

В органическом синтезе гидразин применяется для восстановления карбонильной группы альдегидов и кетонов до метиленовой по Кижнеру—Вольфу (реакция Кижнера—Вольфа), реакция идёт через образование гидразонов, расщепляющихся затем под действием сильных оснований.

Обнаружение

Качественной реакцией на гидразин служит образование окрашенных гидразонов с некоторыми альдегидами, в частности — с p-диметиламинобензальдегидом.

Получение

Гидразин получают окислением аммиака NH3 или мочевины CO(NH2)2 гипохлоритом натрия NaClO:

NH3 + NaClO \to NH2Cl + NaOH
NH2Cl + NH3 \to N2H4 · HCl,

реакция проводится при температуре 160 °C и давлении 2,5−3,0 МПа.

Синтез гидразина окислением мочевины гипохлоритом по механизму аналогичен синтезу аминов из амидов по Гофману:

H2NCONH2 + NaOCl + 2 NaOH \to N2H4 + H2O + NaCl + Na2CO3,

реакция проводится при температуре ~100 °C и атмосферном давлении.

Применение

Гидразин применяют в органическом синтезе, в производстве пластмасс, резины, инсектицидов, взрывчатых веществ, в качестве компонента ракетного топлива.

Гидразина сульфат применяется в случае таких заболеваний, как неоперабельные прогрессирующие распространенные формы, рецидивы и метастазы злокачественных опухолей — рак легкого (особенно немелкоклеточный), молочных желез, желудка, поджелудочной железы, гортани, эндометрия, шейки матки, десмоидный рак, саркома мягких тканей, фибросаркома, нейробластома, лимфогранулематоз, лимфосаркома (монотерапия или в составе полихимиотерапии).

Гидразин и его производные, такие как метилгидразин, несимметричный диметилгидразин и их смеси (аэрозин) широко распространены как ракетное горючее. Они могут быть использованы в паре с самыми разными окислителями, а некоторые и в качестве однокомпонентного топлива, в этом случае рабочим телом двигателя являются продукты разложения на катализаторе. Последнее удобно для маломощных двигателей.
Во время Второй мировой войны гидразин был применён в Германии на реактивных истребителях «Мессершмитт Ме-16З».

Теоретические характеристики различных видов ракетного топлива, образованных гидразином с различными окислителями.

Окислитель
Окислитель Удельная тяга (Р1, с*) Температура сгорания °С Плотность топлива г/см³ Прирост скорости, ΔVид,25, м/с Весовое содерж.горючего %
Фтор 364,4 с °С 1,314 5197 м/с 31 %
Тетрафторгидразин 334,7 с °С 1,105 4346 м/с 23,5 %
ClF3 294,6 с °С 1,507 4509 м/с 27 %
ClF5 312,0 с °С 1,458 4697 м/с 26,93 %
Перхлорилфторид 295,3 с °С 1,327 4233 м/с 40 %
Фторид кислорода 345,9 с °С 1,263 4830 м/с 40 %
Кислород 312,9 с °С 1,065 3980 м/с 52 %
Перекись водорода 286,9 с °С 1,261 4003 м/с 33 %
N2O4 291,1 с °С 1,217 3985 м/с 43 %
Азотная кислота 279,1 с °С 1,254 3883 м/с 40 %
  • Удельная тяга равна отношению тяги к весовому расходу топлива; в этом случае она измеряется в секундах (с = Н·с/Н = кгс·с/кгс). Для перевода весовой удельной тяги в массовую её надо умножить на ускорение свободного падения (примерно равное 9,81 м/с²)

Гидразин также применяется в качестве топлива в гидразин-воздушных низкотемпературных топливных элементах.

Жидкая смесь гидразина и нитрата аммония используется как мощное взрывчатое средство с нулевым кислородным балансомастролита, который, однако, в настоящее время практического значения не имеет.

Литература

  • Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 2001
  • Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 1994

Примечания


Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Гидразин" в других словарях:

  • гидразин — гидразин …   Орфографический словарь-справочник

  • ГИДРАЗИН — ГИДРАЗИН, H2N NH„ жидкость, кипящая при 113° и обладающая сильными щелочными свойствами (энергичный восстановитель). Производное Г. фенилгидразин, служит весьма ценным реактивом при изолировании и идентифицировании Сахаров и вообще веществ,… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ГИДРАЗИН — (диамид) N2H4, бесцветная жидкость, tпл 1,5 .С, tкип 113,5 .С; неограниченно растворим в воде; взрывоопасен и ядовит. Применяют в производстве пластмасс, каучуков, инсектицидов, порообразователей, ВВ; горючий компонент ракетного топлива …   Большой Энциклопедический словарь

  • ГИДРАЗИН — (N2H4), дымящая на воздухе, едкая жидкость, получаемая реакцией между хлорамином (NH2Cl) и аммиаком (МН3), или окислением МОЧЕВИНЫ. Используется как реактивное и ракетное топливо, как восстановитель и как ингибитор коррозии. Свойства: плотность 1 …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • гидразин — сущ., кол во синонимов: 3 • гидразил (1) • диамид (1) • топливо (48) Словарь синонимов ASIS …   Словарь синонимов

  • гидразин — гидразин. См. диамид. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • Гидразин — (диамид H2N NH2) бесцветная дымящая на воздухе жидкость; с воздухом и О2 образует взрывоопасные смеси; безводный Г. способен к самовоспламенению при контакте с асбестом, углем, оксидами меди, железа, ртути и др.; легко разлагается в присутствии… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • гидразин — H2N NH2 [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN hydrazine …   Справочник технического переводчика

  • Гидразин — ГИДРАЗИН, N2H4, горючая жидкость, tкип 113,5°C. Горючее в ракетных топливах и топливных элементах, ингибитор коррозии паровых котлов, его применяют в производстве порообразователей, инсектицидов, лекарственных средств, красителей, взрывчатых… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • гидразин — (см. гидр(огениум) + аз(от)) хим. соединение водорода с азотом nah; бесцветная дымящая на воздухе ядовитая жидкость; примен. в производстве пластмасс, резины, входит в состав ракетного топлива. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009.… …   Словарь иностранных слов русского языка


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.