Hidrazin

A hidrazin a nitrogén és hidrogén N₂H₄ összegképletű vegyülete, szerkezete H₂N–NH₂. Említik még diamin néven is. A vízmentes hidrazin levegőn füstölgő, ammóniához hasonló, 70-80 ppm koncentrációnál már észlelhető szagú folyadék. Vízzel és alkoholokkal korlátlanul elegyedik.

Hidrazin
IUPAC-név	Hidrazin
Szabályos név	Diazán[1]
Kémiai azonosítók
CAS-szám	302-01-2
EINECS-szám	206-114-9
RTECS szám	MU7175000
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	N2H4
Moláris tömeg	32,05 g/mol
Megjelenés	Színtelen folyadék
Sűrűség	1,00 g/cm³ (folyadék, 25 °C-on)
Olvadáspont	2,0 °C
Forráspont	113,5 °C
Oldhatóság (vízben)	korlátlanul elegyedik
Savasság (pKa)	8,1
Kristályszerkezet
Dipólusmomentum	1,85 D
Termokémia
Std. képződési entalpia ΔfHo298	50,6 kJ/mol
Égés standard- entalpiája ΔcHo298	621,5 kJ/mol
Standard moláris entrópia So298	121,2 J/mol·K
Veszélyek
EU osztályozás	Mérgező (T) Veszélyes a környezetre (N)[2]
NFPA 704	3 3 3
R mondatok	R10, R23/24/25, R34, R43, R45, R50/53[2]
S mondatok	S45, S53, S60, S61 [2]
Robbanási határ	1.8–100%
Rokon vegyületek
Rokon nitrogén-hidridek	Ammónia Hidrogén-azid
Rokon vegyületek	Monometil-hidrazin Dimetil-hidrazin Fenil-hidrazin
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

Neve a görög hydór (ύδωρ = víz) és a francia azote (nitrogén) összetételéből származik.^[3]

Előfordulás

A természetben nem található.

Előállítása

A hidrazint először Theodor Curtius állította elő 1887-ben. Raschig 1907-ben bevezetett eljárása szerint ammónia lúgos nátrium-hipoklorit oldattal történő reakciójával állítják elő, zselatin vagy enyv (mint komplexképzők) jelenlétében:

${\displaystyle \mathrm {NH_{3}+NaOCl\rightarrow NH_{2}Cl+NaOH} }$

${\displaystyle \mathrm {NH_{2}Cl+NH_{3}+NaOH\rightarrow H_{2}N\!\!-\!\!NH_{2}+NaCl+H_{2}O} }$

A komplexképzők célja a nehézfémionok, például Cu^II eltávolítása, melyek katalizálnák a hidrazin és klóramin közötti mellékreakciót. Az oldatból a hidrazin-hidrát (H₂N–NH₂·H₂O) – egy olajszerű folyadék – ledesztillálható, szilárd nátrium-hidroxid (NaOH) hosszas hevítés hatására a hidrát vizét elvonja.

Fizikai és kémiai tulajdonságai

Cseppfolyós állapotban – a folyékony ammóniához hasonlóan – számos szervetlen sót jól old. Jó redukálószer, az ammóniás réz(II)-klorid oldatot elszínteleníti, nemesfémsókat fémmé redukál. Vizes oldatban az ammóniánál valamivel gyengébb bázis, savakkal egy és kétbázisú sókat képez.

A hidrazin bár pozitív képződéshőjű vegyület, szobahőmérsékleten tiszta állapotban vagy vizes oldatban stabil. Magasabb hőmérsékleten azonban könnyen – akár robbanásszerűen – bomlik:

${\displaystyle \mathrm {3\ N_{2}H_{4}\rightarrow 4\ NH_{3}+N_{2}+337\ kJ} }$

Levegőn meggyújtva is jelentős hőfejlődés közben ég el:

${\displaystyle \mathrm {N_{2}H_{4}(l)+O_{2}(g)\rightarrow N_{2}(g)+2\ H_{2}O(l)} }$

Híg vizes oldatból történő meghatározása redukáló képességén alapul:

${\displaystyle \mathrm {N_{2}H_{4}+KIO_{3}+2\ HCl\ {\xrightarrow {H_{2}O/CCl_{4}}}\ N_{2}+ICl+KCl+3\ H_{2}O} }$

A végpontot a jód színének a szerves fázisból való eltűnése jelzi.

Felhasználás

• Atomerőművi vízkezelő anyag (nyomott vizes reaktor típusnál)
• Rakéta-hajtóanyagként (UDMH:aszimmetrikus dimetil-hidrazin)
• Laboratóriumi vegyszerként (erős redukálószer)
• Nagynyomású kazánok vizének kezelésére (oxigénmentesítés)
• Biológiailag aktív anyagok, színezékek és más szerves vegyületek előállítására

Élettani hatások

• Rákkeltő
• Maró hatású
• Belélegezve égő érzés, köhögés, fejfájás, hányinger, légszomj, torokfájás, görcsök jelentkezhetnek
• Bőrön keresztül is felszívódhat, vörösséget, bőrégést okoz
• Szembe jutva súlyos, mély égést okoz
• Lenyelve hasi görcsök, zavartság, eszméletlenség, hányás, gyengeség jelentkezik

Jegyzetek

1. IUPAC Nomenclature of Organic Chemistry.: R-2.2.2 Homogeneous hydrides other than hydrocarbons or boron hydrides. www.acdlabs.com (1993) Kék könyv.
2. A hidrazin (ESIS)^{[halott link]}
3. Fülöp József: Rövid kémiai értelmező és etimológiai szótár. Celldömölk: Pauz–Westermann Könyvkiadó Kft. 1998. 62. o. ISBN 963 8334 96 7

Források

N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Az elemek kémiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999. ISBN 963-18-9144-5

Römpp vegyészeti lexikon F-K, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982. ISBN 963-10-3269-8