Гидразин гидрат. Свойства

06 апр.

Гидразин гидрат – это прозрачная бесцветная жидкость с очень неприятным запахом, схожим с аммиаком. Гигроскопична и химически активна. Смешивается с водой, сжиженным азотом и этиловым спиртом. Не смешивается с бензолом, эфирами и хлороформом.

На открытом воздухе достаточно быстро, поглощая углекислый газ, восстанавливается до аммиака, азота и воды. 

Гидразин гидрат плотность 1,03 г/см³, температура возгорания +73°C, температура плавления – 51°C.

Существует несколько методов получения этого вещества для промышленного пользования.

Метод Рашига. В качестве исходного сырья может применяться аммиак или мочевина. Данный способ состоит в реакции окисления исходного вещества натриевой солью хлорноватистой кислоты при повышенной температуре (порядка 160°C) и давлении 2,5 – 3,0 МПа.

Другой метод состоит в окислении мочевины всё тем же натрия гипохлоритом по способу, аналогичному методу Гофмана, применяемому для синтезирования амидов и аминов. Данная реакция также проводится в условиях повышенной температуры (почти 100°C), но уже при стандартном атмосферном давлении.

Применяется также ещё и третий метод, называемый методом Байера. Состоит он в окислении аммиака перекисью водорода, в результате чего образуется гидразин гидрат и выделяется некоторое количество воды.

Используется данное вещество в том или ином качестве в целом ряде химических производственных циклов.

Его применяют для получения различных металлов в их химически чистом состоянии без примесей, в частности, таких, как медь, никель и прочих.

Металлы при этом восстанавливают из их оксидов и солей.

Также востребовано данное вещество в прикладной отрасли химической индустрии, производящей различные средства для аграрного сектора. С применением данного вещества производят инсектициды, стимуляторы роста растений и прочие вещества.

Agro-Ex.jpg

Может применяться данный реактив в фармацевтической отрасли при производстве медикаментозных средств, применяемых при лечении широкого спектра онкологических заболеваний.

Препараты, содержащие гидразин гидрат, могут применяться в качестве основного лечащего средства и в составе комплексных средств для лечебных мероприятий.

Используют химикат и в производстве взрывчатых смесей в жидком сочетании с нитратом аммония.

Применение гидразин гидрата также является обязательным условием при синтезе полимерных материалов, резинотехнических изделий, а также в обработке деминерализованной воды, эксплуатируемой в отопительных системах в качестве теплоносителя. В этом случае оказались полезны восстановительные свойства вещества, так как, с его помощью восстанавливают кислород в воде для питания котельных установок.

Помимо указанных отраслей, используется данное соединение в качестве компонента реактивного топлива. Применяется в этом направлении и сам реактив в чистом виде, и многие его производные (такие как аэрозин, метилгидразин, несимметричный диметилгтдразин и прочие вещества).

При этом, в зависимости от условий применения топлива, могут использоваться различные сочетания гидрата гидразина и его производных.

Кроме того, может применяться вещество в производстве стекла, в очистке газообразных материалов производственного использования, при выпуске лакокрасочных материалов и в прочих разновидностях хозяйственной деятельности.

2222.jpg

Данное соединение относится к химическим вещества первого класса опасности. При этом само соединение обладает повышенными токсическими свойствами.

Опасным является и сам реактив, и его испарения. Даже минимальные их концентрации способны негативно влиять на органы дыхания и слизистые оболочки, при повышении концентрации происходят головокружения, мигрени, тошнота.

А при большем содержании паров вещества в окружающей среде возможна потеря сознания и смерть в результате отёчности в лёгких.

Испарения характеризует более высокий удельный вес, нежели у воздуха, вследствие чего, они способны скапливаться при утечке на нижних этажах зданий, в подвальных помещениях и так далее.

Кроме этого, пары способны создавать горючие и взрывоопасные смеси. А также при непосредственном соприкосновении с различными каталитически-активными веществами, имеющими поверхности большой площади и пористого типа возможно самовоспламенение.

В связи с этим хранение и промышленное использование реактива должны производиться с соблюдением всех предписаний правил техники безопасности.

Интернет-магазин ХимЭлемент предлагает своим покупателям гидразин гидрат купить на самых выгодных условиях с доставкой в любой регион Украины. 

Гидразин
Гидразин
Хим. формула N2H4
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 32,05 г/моль
Плотность 1,01 г/см³
Энергия ионизации 8,93 ± 0,01 эВ
Т. плав. +2 °C
Т. кип. 114 °C
Т. всп. 99 ± 0 °F
Пр. взрв. 2,9 ± 0,1 об.%
Давление пара 10 ± 1 мм рт.ст.
pKa 8,1 ± 0,01
Растворимость в воде смешивается
Рег. номер CAS [302-01-2]
PubChem 9321
Рег. номер EINECS 206-114-9
SMILES NN
InChI 1S/H4N2/c1-2/h1-2H2OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N
RTECS MU7175000
ChEBI 15571
Номер ООН 2029
ChemSpider 8960
Пиктограммы СГС
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Гидразин (диамин) H2N—NH2 — бесцветная, чрезвычайно токсичная, 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. Образует органические производные: алкилгидразины и арилгидразины.

Был открыт в 1887 году Теодором Курциусом.

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 °C:

 3N2H4 → 4NH3 + 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 + 2H2

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 — гидразония с зарядом 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 гидразиния (Гидразин солянокислый) N2H5Cl, сульфат гидразиния (Гидразин сернокислый 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.

 N2H4 + HCl → [N2H5]Cl

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 + 6H2SO4 ⟶ 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 (метод Рашига):

 NH3 + NaClO ⟶ NH2Cl + NaOH
 NH2Cl + NH3 ⟶ 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:

 (NH2)2CO + NaClO + 2NaOH ⟶ N2H4 + H2O + NaCl + Na2CO3

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

Применяется также метод Байера:

 2NH3 + H2O2 ⟶ N2H4 + 2H2O

Применение

Гидразин применяют в органическом синтезе, в производстве пластмасс, резины, инсектицидов, взрывчатых веществ, в качестве компонента ракетного топлива, как восстановитель при выделении золота из растворов.

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

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 балансом — астролит, который, однако, в настоящее время практического значения не имеет.

Гидразин широко применяется в химической промышленности в качестве восстановителя кислорода, содержащегося в деминерализованной воде, применяемой для питания котлов (котельные установки, производства аммиака, слабой азотной кислоты и другое). При этом протекает следующая химическая реакция:

 N2H4 + O2 ⟶ N2 + 2H2O

Ракетное топливо

Во время Второй мировой войны гидразин применялся в Германии в качестве одного из компонентов топлива для реактивных истребителей «Мессершмитт Ме-163» (C-Stoff, содержащий до 30 % гидрата гидразина).

Гидразин и его производные (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.

Теоретические характеристики различных видов ракетного топлива, образованных гидразином с различными окислителями 
Окислитель Удельная тяга (P1, с*) Температура сгорания °C Плотность топлива г/см³ Прирост скорости, ΔVид, 25, м/с Весовое содержание горючего %
Фтор 364,4 с °C 1,314 5197 м/с 31 %
Тетрафторгидразин 334,7 с °C 1,105 4346 м/с 23,5 %
ClF3 294,6 с °C 1,507 4509 м/с 27 %
ClF5 312,0 с °C 1,458 4697 м/с 26,93 %
Перхлорилфторид 295,3 с °C 1,327 4233 м/с 40 %
Фторид кислорода 345,9 с °C 1,263 4830 м/с 40 %
Кислород 312,9 с °C 1,065 3980 м/с 52 %
Пероксид водорода 286,9 с °C 1,261 4003 м/с 33 %
N2O4 291,1 с °C 1,217 3985 м/с 43 %
Азотная кислота 279,1 с °C 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). В ракетно-космической сфере для обозначения чаще используют термин «удельный импульс тяги» (выражаемый в м/с) или просто «удельный импульс» (в секундах). Выраженная в м/с, эта величина характеризует скорость истечения реактивной струи (приблизительно, с учётом дополнительного слагаемого в формуле тяги ЖРД). Удельный импульс является важнейшей характеристикой совершенства ракетных двигателей. Зависит от типа применяемой топливной пары, схемы и конструкции двигателя и других параметров.

Токсичность

Гидразин и большинство его производных очень токсичны. Небольшие концентрации гидразина вызывают раздражение глаз, дыхательных путей. При повышении концентрации начинается головокружение, головная боль и тошнота. Далее следуют судороги, токсический отёк лёгких, а за ними — кома и смерть. ПДК в воздухе рабочей зоны = 0,1 мг/м3. Относится к первому классу опасности

Категории ОКС

Поиск ГОСТов по категориям Общероссийского Классификатора Стандартов

  • IT, электроника и бытовая техника
  • Добыча и переработка
  • Производство и строительство
  • Промышленность
  • Техника и оборудование
  • Общие положения 01.
  • Услуги, управление и социология 03.
  • Математика, естественные науки07.
  • Здравоохранение11.
  • Охрана окружающей среды13.
  • Метрология и измерения. Физические явления. 17.
  • Испытания. 19.
  • Технология получения изображений. 37.
  • Точная механика. Ювелирное дело. 39.

Классификатор ОКПД 2

поиск кода ОКПД 2 онлайн, все категории классификатора

Статус документа:
действует, введён в действие 01.07.1989
Название на английском языке:
Hydrazine-hydrate for industrial use. Specifications
Дата актуализации информации по стандарту:
12.09.2019, в 18:58 (более года назад)
Вид стандарта:
Стандарты на продукцию (услуги)
Дата начала действия ГОСТа:
1989-07-01
Дата последнего издания документа:
1988-07-12

Коды документа ГОСТ 19503-88:

Код ОКП:
213331
Код КГС:
Л14
Код ОКСТУ:
2133
Число страниц:
19
Назначение ГОСТ 19503-88:
Настоящий стандарт распространяется на технический гидразин-гидрат, представляющий собой бесцветную прозрачную жидкость с запахом аммиака, дымящую на воздухе. Технический гидразин-гидрат гигроскопичен, на воздухе поглощает углекислоту, с водой и спиртом смешивается в любых соотношениях; в эфире, хлороформе и бензоле не растворяется. Настоящий стандарт устанавливает требования к техническому гидразин-гидрату, изготовляемому для нужд народного хозяйства и для экспорта. Формула N2H4хH2O. Молекулярная масса (по международным атомным массам 1978 г.) — 50,0606
ГРНТИ индекс(ы):
613151
Ключевые слова документа:
для нужд народного хозяйства, для экспорта, химическая промышленность

Нормативные ссылки из текста ГОСТ 19503-88:

Ссылки на ГОСТы:

Скачать ГОСТ 19503-88 вы можете в следующих версиях:

Дата добавленияв версии файла:Загрузок:Размер:Ссылка на страницу загрузки:12/12/2011 03:002350.68 Мб

  • страница 1
  • страница 2
  • страница 3
  • страница 4
  • страница 5
  • страница 6
  • страница 7
  • страница 8
  • страница 9
  • страница 10
  • страница 11
  • страница 12
  • страница 13
  • страница 14
  • страница 15
  • страница 16
  • страница 17
  • страница 18
  • страница 19
Гидразин

Общие
Гидразин
Традиционные названия Гидразин, диамид
Хим. формула N2H4
Рац. формула N2H4
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 32,05 г/моль
Плотность 1,01 г/см³
Энергия ионизации 8,93 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления +2 °C
 • кипения 114 °C
 • вспышки 99 ± 0 °F[1]
Пределы взрываемости 2,9 ± 0,1 об.%[1]
Давление пара 10 ± 1 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты<math><semantics><mrow><mstyle><mi>p</mi><msub><mi>K</mi><mrow><mi>a</mi></mrow></msub></mstyle></mrow><annotation>{displaystyle pK_{a}}</annotation></semantics></math>443</span>
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
 Медиафайлы на Викискладе

Гидрази́н (диамин, диамид) H2N—NH2 — неорганическое вещество, бесцветная, чрезвычайно токсичная, сильно гигроскопичнаяжидкость 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. Образует органические производные: алкилгидразины и арилгидразины.

Был открыт в 1887 году Теодором Курциусом[3].

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 °C:

<math><semantics><mrow><mstyle><mrow><mrow><mn>3</mn><msub><mi>N</mi><mrow><mn>2</mn></mrow></msub><msub><mi>H</mi><mrow><mn>4</mn></mrow></msub><mo>→</mo><mn>4</mn><mi>N</mi><msub><mi>H</mi><mrow><mn>3</mn></mrow></msub><mo>↑</mo><mo>+</mo><msub><mi>N</mi><mrow><mn>2</mn></mrow></msub><mo>↑</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow><annotation>{displaystyle {mathsf {3N_{2}H_{4}rightarrow 4NH_{3}uparrow +N_{2}uparrow }}}</annotation></semantics></math> Эта страница в последний раз была отредактирована 20 декабря 2020 в 05:17.

</dl>Используемые источники:

  • https://him-element.com.ua/news/48
  • https://chem.ru/gidrazin.html
  • https://gostexpert.ru/gost/gost-19503-88
  • https://wiki2.org/ru/гидразин

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116