Derivate von Ammoniak
Zwei der wichtigsten Derivate von Ammoniak sind Hydrazin und Hydroxylamin.
Hydrazin
Hydrazin, N 2 H 4, ist ein Molekül, in dem ein Wasserstoffatom in NH 3 durch eine ―NH 2 -Gruppe ersetzt ist. Die reine Verbindung ist eine farblose Flüssigkeit, die mit einem leichten Geruch ähnlich dem von Ammoniak raucht. In vielerlei Hinsicht ähnelt es Wasser in seinen physikalischen Eigenschaften. Es hat einen Schmelzpunkt von 2 ° C (35,6 ° F), einen Siedepunkt von 113,5 ° C (236,3 ° F), eine hohe Dielektrizitätskonstante (51,7 bei 25 ° C [77 ° F]) und eine Dichte von 1 Gramm pro Kubikzentimeter. Wie bei Wasser und Ammoniak ist die hauptsächliche intermolekulare Kraft die Wasserstoffbindung.
Hydrazin wird am besten nach dem Raschig-Verfahren hergestellt, bei dem eine wässrige alkalische Ammoniaklösung mit Natriumhypochlorit (NaOCl) umgesetzt wird. 2NH 3 + NaOCl → N 2 H 4 + NaCl + H 2 OT Es ist bekannt, dass diese Reaktion in zwei Hauptschritten abläuft. Ammoniak reagiert schnell und quantitativ mit dem Hypochlorition OCl - unter Bildung von Chloramin NH 2 Cl, das weiter mit mehr Ammoniak und Base unter Bildung von Hydrazin reagiert. NH 3 + OCl - → NH 2 Cl + OH -
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH → N 2 H 4 + NaCl + H 2 O Bei diesem Prozess tritt eine nachteilige Reaktion zwischen Hydrazin und Chloramin auf, die katalysiert zu sein scheint durch Schwermetallionen wie Cu 2+. Diesem Prozess wird Gelatine zugesetzt, um diese Metallionen abzufangen und die Nebenreaktion zu unterdrücken. N 2 H 4 + 2NH 2 Cl → 2NH 4 Cl + N 2 Wenn Hydrazin zu Wasser gegeben wird, werden zwei verschiedene Hydraziniumsalze erhalten. N 2 H 5 + -Salze können isoliert werden, aber N 2 H 6 2+ -Salze werden normalerweise weitgehend hydrolysiert. N 2 H 4 + H 2 O ≤ N 2 H 5 + + OH -
N 2 H 5 + + H 2 O ≤ N 2 H 6 2+ + OH -
Hydrazin verbrennt in Sauerstoff, um Stickstoffgas und Wasser zu erzeugen, wobei eine erhebliche Menge an Energie in Form von Wärme freigesetzt wird. N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2H 2 O + Wärme Infolgedessen wird diese Verbindung (und ihre Methylderivate) hauptsächlich als Raketentreibstoff nichtkommerziell verwendet. Hydrazin und seine Derivate wurden als Treibstoffe in Lenkflugkörpern, Raumfahrzeugen (einschließlich der Raumfähren) und Weltraumwerfern eingesetzt. Beispielsweise wurde das Mondmodul des Apollo-Programms zur Landung abgebremst und vom Mond durch Oxidation eines 1: 1-Gemisches aus Methylhydrazin, H 3 CNHNH 2 und 1,1-Dimethylhydrazin (H 3 C) 2 gestartet NNH 2 mit flüssigem Distickstofftetroxid, N 2 O 4. Drei Tonnen der Methylhydrazinmischung wurden für die Landung auf dem Mond benötigt, und ungefähr eine Tonne wurde für den Start von der Mondoberfläche benötigt. Die hauptsächlichen kommerziellen Verwendungen von Hydrazin sind als Treibmittel (zum Bohren von Löchern in Schaumgummi), als Reduktionsmittel, bei der Synthese von landwirtschaftlichen und medizinischen Chemikalien, als Algizide, Fungizide und Insektizide sowie als Pflanzenwachstumsregulatoren.
