Derivat av ammoniak
Två av de viktigare derivaten av ammoniak är hydrazin och hydroxylamin.
hydrazin
Hydrazin, N 2 H 4, är en molekyl i vilken en väteatom i NH 3 är ersatt med en -NH 2 -grupp. Den rena föreningen är en färglös vätska som ångar med en svag lukt som liknar den hos ammoniak. I många avseenden liknar det vatten i sina fysiska egenskaper. Den har en smältpunkt av 2 ° C (35,6 ° F), en kokpunkt på 113,5 ° C (236,3 ° F), en hög dielektrisk konstant (51,7 vid 25 ° C [77 ° F]) och en densitet av 1 gram per kubik cm. Liksom med vatten och ammoniak är den viktigaste intermolekylära kraften vätebindning.
Hydrazin framställs bäst med Raschig-processen, som involverar reaktionen av en vattenhaltig alkalisk ammoniaklösning med natriumhypoklorit (NaOCl). 2NH 3 + NaOCl → N 2 H 4 + NaCl + H 2 Othis reaktion är känd att förekomma i två huvudsteg. Ammoniak reagerar snabbt och kvantitativt med hypokloritjon, OCl -, för att producera kloramin, NH 2 Cl, som reagerar vidare med mer ammoniak och bas för att producera hydrazin. NH 3 + OCl - → NH 2 Cl + OH -
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH → N 2 H 4 + NaCl + H 2 Oin denna process finns det en skadlig reaktion som uppstår mellan hydrazin och kloramin och som verkar vara katalyserad av tungmetalljoner som Cu 2+. Gelatin tillsätts till denna process för att rensa dessa metalljoner och undertrycka sidoreaktionen. N 2 H 4 + 2NH 2 Cl → 2NH 4 Cl + N 2 När hydrazin sättes till vatten, är två olika hydrazinium alter erhållas. N 2 H 5 + salter kan isoleras, men N 2 H 6 2+ salter normalt utför hydrolyseras. 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 brinner i syre för att producera kvävgas och vatten, med frigörande av en betydande mängd energi i form av värme. N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2H 2 O + värme Som ett resultat är den största icke-kommersiella användningen av denna förening (och dess metylderivat) som ett raketbränsle. Hydrazin och dess derivat har använts som bränslen i guidade missiler, rymdskepp (inklusive rymdfärjan) och rymdfarkoster. Till exempel, var Apollo programmets Lunar enhet bromsas för landning, och lanserat från månen, genom oxidation av en 1: 1 blandning av metyl-hydrazin, H 3 CNHNH 2, och 1,1-dimetylhydrazin, (H 3 C) 2 NNH 2, med flytande dikvävetetraoxid, N 2 O 4. Tre ton av metylhydrazinblandningen var nödvändig för landningen på månen, och cirka ett ton krävdes för utskottet från månens yta. De huvudsakliga kommersiella användningarna av hydrazin är som ett jäsmedel (för att göra hål i skumgummi), som reduktionsmedel, vid syntes av jordbruks- och medicinska kemikalier, som algicider, fungicider och insekticider och som växttillväxtregulatorer.
