Hydrazine

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Hydrazine
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule
Algemeen
Molecuulformule	N2H4
Andere namen	levoxine; oxytreat 35
Molmassa	32 g/mol
SMILES	NN
CAS-nummer	302-01-2
EG/EINECS/ELINCS	206-114-9
Beschrijving	kleurloze heldere vloeistof
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
T, giftig; N, milieugevaarlijk
Risico (R) en veiligheid (S)	R-zinnen: R10, R23/24/25, R34, R43, R45, R50/53 S-zinnen: S45, S53, S60, S61
Omgang	damp niet inademen en blootstelling vermijden terwijl hydrazine behandeld wordt onder een inert gas
Opslag	stevig gesloten houden verwijderd van hitte en open vlammen onder een inerte gasatmosfeer
LD50 (ratten)	(oraal) 60 mg/kg (intraperitoneaal) 59 mg/kg (intraveneus) 55 mg/kg
LD50 (konijnen)	(dermaal) 91 mg/kg (intraveneus) 20 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vloeistof
Kleur	kleurloos
Dichtheid	1,01 g/cm³
Smeltpunt	1,4 °C
Kookpunt	113,5 °C
Vlampunt	52 °C
Dampdruk	2100 Pa
Goed oplosbaar in	water, ethanol
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHog	95,35 kJ/mol
ΔfHol	50,63 kJ/mol
ΔfHos	37,63 kJ/mol
Sog, 1 bar	238,66 J/mol·K
Sol, 1 bar	121,52 J/mol·K
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar)

Hydrazine is een chemische verbinding van stikstof en waterstof, met als formule N₂H₄. Het is een kleurloze, olieachtige vloeistof met een op ammoniak lijkende geur.

Inhoud 1 Bereiding 2 Reactiviteit 3 Toepassingen 4 Veiligheid 5 Derivaten

[bewerk] Bereiding

Hydrazine kan geproduceerd worden door bijvoorbeeld een voorzichtige oxidatie van een geconcentreerde ammonia oplossing met natriumhypochloriet (NaOCl, bleekloog). Een andere productiereactie is het aceton-proces waarbij aceton met ureum reageert.

[bewerk] Reactiviteit

Het hydrazinemolecuul bevat een enkele covalente N-N binding. Het formele oxidatiegetal van stikstof in deze verbinding is -2. Dat maakt de stof vrij instabiel. Hydrazine is meestal slechts in verdunde oplossing verkrijgbaar, omdat het in zuivere vorm explosief is. Hydrazine heeft een aantal eigenschappen met ammoniak gemeen. Het is bijvoorbeeld goed in water oplosbaar en heeft basische eigenschappen. Daarnaast kan het zowel als oxidator als reductor optreden en produceert als reductor stikstof gas, dat ontwijkt. Het is dus een reagens dat zijn werk doet en dan uit het mengsel verdwijnt. Oxidatie van hydrazine levert een azoverbinding.

[bewerk] Toepassingen

De stof wordt ook toegepast als raketbrandstof en in elektrochemische cellen; bij de verbranding van deze vaste stof komt namelijk 3 mol gas vrij: een zeer expansieve reactie.

Hydrazine(formule N2H4) behoort tot de "propergols" die zeer energetische stoffen zijn. In het vliegwezen vinden de propergols hun toepassing als brandstof voor de hulpraketten, of ook als bron van energie, niet meer voor de voortstuwing van het vliegtuig, maar om turbines te doen draaien die elektriciteit produceren bij motordefect van het (jacht)vliegtuig. Bijvoorbeeld is de besturing van de F16 niet meer functioneel als de motor uitvalt, en daarmee de elektrische controlesystemen en de hydraulische druk. Hieruit vloeit voort dat het bij motordefect onontbeerlijk is te beschikken over een andere bron van energie. Bij uitval van een F16 motor produceert het hydrazine systeem (Emergency Power Unit - EPU) de nodige energie. Dit gebeurt door vloeibare hydrazine over een katalysator te leiden, waardoor het onmiddellijk in gas verandert ('explosieve expansie') en daardoor een hoge druk levert voor de aandrijving van de turbine. Het vliegtuig blijft zo nog ongeveer negen minuten bestuurbaar na een motor uitval.

Hydrazine is een zeer ontvlambaar, vluchtig en ontplofbaar product met een geur van ammoniak. In contact met lucht ontstaat rookontwikkeling. Het is echter ook een zeer toxisch product voor mens en dier. De geur (vanaf 2 à 3 ppm) is geenszins betrouwbaar als alarmsein want dan is de potentieel toxische concentratie (TLV = 0,1 ppm) reeds overschreden. Met andere woorden is men al geïntoxiceerd als men de ammoniakgeur waarneemt.

[bewerk] Veiligheid

Hydrazine is giftig en mogelijk kankerverwekkend. In feite is de toxiciteit van hydrazine bij de mens slecht gekend. Men weet dat de bezoedeling van de huid en van de slijmvliezen tot brandwonden kan leiden. Hetzelfde geldt voor de ogen waar onherroepelijke lesies van het hoornvlies werden beschreven. Het irriterend effect is zeer aanzienlijk ter hoogte van de bovenste ademhalingswegen.

Acute intoxicaties bij proefdieren hebben geleid tot een intense stimulatie van het centraal zenuwstelsel, met hyperactiviteit, bevingen en stuiptrekkingen.

De chronische intoxicatie leidt tot een leverontaarding. Het gaat om een toxische hepatitis die doet denken aan de degeneratie geïnduceerd door CC14. Op biochemisch vlak remt hydrazine de enzymen die het vit B6 als co-enzyme gebruiken.

Wat de professionele risico's aangaat, valt er te noteren dat, behalve de lesies toegebracht aan de huid en slijmvliezen, het product via de gezonde huid het organisme kan binnendringen, om eventueel ernstige intoxicaties te veroorzaken.

De bij het proefdier beschreven toxische effecten op het centraal zenuwstelsel worden teruggevonden bij de mens : bevingen, psychische opwinding, stuiptrekkingen, nausea.

Een centrale inzinking met onherroepelijke ademhalingsstilstand werd beschreven. Een meer discrete en chronische blootstelling leidt soms tot stoornissen van de hematopoïese, hemolyse, eventueel methemoglobinemie, met alle gevolgen die hieruit voortvloeien; namelijk op het vlak van de hypoxie. De toxische hepatitis en de toxische nefritis behoren tot het tafereel van de chronische hydrazine- intoxicatie bij de mens. Men vermoedt eveneens dat hydrazine blaas- en leverkanker kan veroorzaken.

Piloten kunnen blootgesteld worden aan hydrazine na een crash, na inschakeling van de EPU in vlucht of tijdens het onderhoud van het vliegtuig.

[bewerk] Derivaten

Gesubstitueerde derivaten van hydrazines (alkylhydrazines) noemt men hydrazines of soms azines (niet te verwarren met de heterocyclische azines). Enkele voorbeelden van (hydr)azines :

• 1,1-Dimethylhydrazine
• Monomethylhydrazine