Hidrazina
| Hidrazina | |
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| General | |
| Fórmula semidesarrollada | NH2-NH2 |
| Fórmula estructural |  |
| Fórmula molecular | N2H4 |
| Identificadores | |
| Número CAS | 302-01-2[1] |
| Propiedades físicas | |
| Estado de agregación | Líquido |
| Apariencia | Incoloro |
| Densidad | 1.010 kg/m3; 1,01 g/cm3 |
| Masa molar | 32,0 g/mol |
| Punto de fusión | 274 K (1 °C) |
| Punto de ebullición | 387 K (114 °C) |
| Propiedades químicas | |
| Solubilidad en agua | Muy soluble |
| Termoquímica | |
| ΔfH0gas | 95,35 kJ/mol |
| ΔfH0líquido | 50,63 kJ/mol |
| ΔfH0sólido | 37,63 kJ/mol |
| S0gas, 1 bar | 238,66 J·mol-1·K |
| Peligrosidad | |
| NFPA 704 |
3
3
3
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| Riesgos | |
| Ingestión | Tóxico, posiblemente un agente carcinógeno. |
| Inhalación | Muy peligroso, extremadamente destructivo para el tracto respiratorio. |
| Piel | Puede causar quemaduras severas, puede ser absorbido por la sangre. |
| Ojos | Puede causar daños permanentes. |
| Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. |
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La hidracina o hidrazina es un compuesto químico cuya fórmula química condensada es N2H4.
Se trata de un líquido incoloro y oleoso, con un olor similar al del amoníaco y que libera vapores cuando está expuesto al aire. Quema con llama apenas visible. Comercialmente se suministra en disolución acuosa o como hidrato de hidracina (H2N−NH2 · H2O).
Se utiliza principalmente como espumante para la preparación de espumas poliméricas así como precursor de catalizadores de polimerización y fármacos. Adicionalmente se emplea como combustible para misiles, cohetes espaciales y satélites. El comburente utilizado habitualmente en estos casos es el tetróxido de dinitrógeno. También se conoce como hidrazinas a los compuestos derivados de éste.
Generalmente no se utiliza la hidrazina, sino algunos de sus derivados como la monometilhidrazina o la dimetilhidrazina asimétrica. Su empleo comporta importantes ventajas, como ser almacenable a temperatura ambiente y producir ignición en cuanto entra en contacto con el carburante (a este tipo de combustibles se les llama hipergólicos). Sin embargo, debido a su alta toxicidad, se tiende a abandonar su uso.
Es importante mencionar que este compuesto químico reacciona con el oxígeno de la siguiente manera: N2H4 + O2 → N2 + 2 H2O, reduciendo la posibilidad de corrosión por oxidación en los metales. Además al entrar en contacto con el óxido férrico, genera magnetita, agua y nitrógeno: N2H4 + 6 Fe2O3 → 4 Fe3O4 + 2 H2O + N2.
Índice |
Estructura molecular y propiedades [editar]
La hidrazina forma un monohidrato que es más denso (1,032 g / cm3 ) que el material anhidro.
La hidrazina puede surgir a través de acoplamiento de un par moléculas de amoniaco por la eliminación de una molécula de hidrógeno. Cada subunidad H 2 N-N tiene forma piramidal. La distancia NN es 1,45 Å (145 pm ), y la molécula adopta una conformación gauche . [ 7 ] La barrera de rotación es el doble que la de etano. Estas propiedades estructurales son similares a los de gaseosa peróxido de hidrógeno , que adopta la "oblicuo" anticlinal conformación, y también experimenta una barrera de rotación fuerte.
Hidrazina tiene propiedades químicas básicos ( alcalino ) similares a las del amoniaco :
- N2H4 + H2O → [N2H5]+ + OH−
con los valores:[3]
- Kb = 1.3 x 10−6
- pKa = 8.1
(Para el amoníaco Kb = 1.78 x 10−5) La hidracina es difícil diprotonate:[4]
- [N2H5]+ + H2O → [N2H6]2+ + OH− Kb = 8.4 x 10−16
El calor de combustión de hidrazina en oxígeno (aire) es 194,1 x 10 5 J / kg[5]
Síntesis y fabricación [editar]
Theodor Curtius sintetizó por primera vez hidracina libre en 1889 a través de un tortuoso proceso.[6]
La hidracina se produce en el proceso de Olin Raschig de hipoclorito de sodio (el ingrediente activo en muchos blanqueadores) y amoniaco, un proceso anunció en 1907. Este método se basa en la reacción de cloramina con amoníaco:[7]
- NH2Cl + NH3 → H2N-NH2 + HCl
Otra ruta de síntesis de hidrazina implica la oxidación de urea con hipoclorito de sodio:[8]
- (H2N)2C=O + NaOCl + 2 NaOH → N2H4 + H2O + NaCl + Na2CO3
La hidrazina puede ser sintetizado a partir de amoníaco y peróxido de hidrógeno en el proceso de Pechiney-Ugine-Kuhlmann, de acuerdo con la siguiente fórmula:
- 2NH3 + H2O2 → H2N-NH2 + 2H2O[9]
En el ciclo de Atofina-PCUK, la hidrazina se produce en varias etapas de acetona, amoníaco y peróxido de hidrógeno. Acetona y amoníaco reaccionan para dar primero la imina seguido de oxidación con peróxido de hidrógeno a la oxaziridina, un anillo de tres miembros que contiene carbono, oxígeno y nitrógeno, seguido por amonolisis a la hidrazona, un proceso que acopla dos átomos de nitrógeno. Esta hidrazona equivalente reacciona con uno más de acetona, y la resultante azina acetona se hidroliza para dar hidrazina, la regeneración de acetona. A diferencia del procedimiento de Raschig, este proceso no produce sal. El PCUK significa Produits Chimiques Ugine Kuhlmann , un fabricante de productos químicos francés.[10]
La hidrazina también se puede producir a través de los denominados procesos de la ketazine y peróxido.
Peligros [editar]
La hidracina es altamente tóxica y peligrosamente inestable, especialmente en la forma anhidra. De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. :
Los síntomas agudos (a corto plazo), de la exposición a altos niveles de hidracina pueden incluir irritación de los ojos, nariz y garganta, mareos, dolor de cabeza, náuseas, edema pulmonar, convulsiones, coma en los seres humanos. La exposición aguda también puede dañar el hígado, riñones y el sistema nervioso central. El líquido es corrosivo y puede producir dermatitis de contacto de la piel en seres humanos y animales. El efectos en los pulmones, el hígado, el bazo, y tiroides se han encontrado en animales expuestos crónicamente a la hidrazina por vía de inhalación. El aumento en la incidencia de cáncer de pulmón, cavidad nasal, y tumores de hígado se han observado en roedores expuestos a la hidrazina.[11]
Las pruebas de límite de hidrazina en productos farmacéuticos sugieren que debería estar en el rango de ppm.[12] La hidrazina también puede causar esteatosis.[13] Al menos se conoce un humano que murió, después de 6 meses de exposición subletal de hidrato de hidrazina.[14]
El 21 de febrero de 2008 los Estados Unidos de América destruyeron un satélite espía, también estadounidense, que estaba fuera de control, alegando que su depósito de combustible estaba lleno de hidrazina y que ésta podría extenderse sobre algún área poblada.[15]
El 29 de febrero de 2008 se produjo un accidente con dos camiones que transportaban hidrazina, en San Carlos de Bariloche, una ciudad de Argentina que pertenece a la provincia de Río Negro, y es la cabecera del Departamento de Bariloche. No hubo ningún herido, aunque uno de los camioneros estaba mareado por los humos.
Véase también [editar]
Enlaces externos [editar]
- ATSDR en Español - ToxFAQs™: hidrazinas
- Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química de la hidrazina.
- Monometilhidrazina en la Encyclopedia Astronautica (en inglés)
- Dimetilhidrazina asimétrica en la Encyclopedia Astronautica (en inglés)
Referencias [editar]
- ↑ Número CAS
- ↑ «Hidrazina, en Cosmos Online». Consultado el 20-09-2012.
- ↑ Handbook of Chemistry and Physics", 83rd edition, CRC Press, 2002
- ↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ Chemical Hazard Properties Table at NOAA.gov
- ↑ Curtius, J. Prakt. Chem. 1889, 39, 107-39.
- ↑ Adams, R.; Brown, B. K. (1941). "Hydrazine Sulfate". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 309.
- ↑ «Hydrazine: Chemical product info». chemindustry.ru. Consultado el 08-01-2007.
- ↑ Chemistry of Petrochemical Processes, 2nd edition, Gulf Publishing Company, 1994-2000, Page 148
- ↑ Riegel, Emil Raymond (1992). «Hydrazine». Riegel's Handbook of Industrial Chemistry. p. 192..
- ↑ United States Environmental Protection Agency. Hydrazine Hazard Summary-Created in April 1992; Revised in January 2000[1]. Retrieved on February 21, 2008.
- ↑ European Pharmacopeia Scientific Notes. Acceptance criteria for levels of hydrazine in substances for pharmaceutical use and analytical methods for its determination[2]. Retrieved on April 22, 2008.
- ↑ PHM 450 Course, Spring 2009, Michigan State University
- ↑ International Programme on Chemical Safety, Environmental Health Criteria for Hydrazine, Section 9.2.1, dated 1987. Retrieved on February 21, 2008.
- ↑ «IEEE Spectrum Online. U.S. Satellite Shootdown». Consultado el 08-08-2008.
