Derivati dell'ammoniaca
Due dei più importanti derivati dell'ammoniaca sono l'idrazina e l'idrossilammina.
idrazina
L'idrazina, N 2 H 4, è una molecola in cui un atomo di idrogeno in NH 3 è sostituito da un gruppo ―NH 2. Il composto puro è un liquido incolore che emana un leggero odore simile a quello dell'ammoniaca. Per molti aspetti ricorda l'acqua nelle sue proprietà fisiche. Ha un punto di fusione di 2 ° C (35,6 ° F), un punto di ebollizione di 113,5 ° C (236,3 ° F), un'alta costante dielettrica (51,7 a 25 ° C [77 ° F]) e una densità di 1 grammo per cubo cm. Come per l'acqua e l'ammoniaca, la principale forza intermolecolare è il legame idrogeno.
L'idrazina viene preparata al meglio dal processo di Raschig, che prevede la reazione di una soluzione acquosa di ammoniaca alcalina con ipoclorito di sodio (NaOCl). 2NH 3 + NaOCl → N 2 H 4 + NaCl + H 2 O È noto che questa reazione si verifica in due fasi principali. Reagisce rapidamente ammoniaca e quantitativamente con l'ione ipoclorito, OCl- -, ai prodotti cloramina, NH 2 Cl, che reagisce ulteriormente con più ammoniaca e base per produrre idrazina. NH 3 + OCl - → NH 2 Cl + OH -
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH → N 2 H 4 + NaCl + H 2 O In questo processo c'è una reazione dannosa che si verifica tra idrazina e cloramina e che sembra essere catalizzata da ioni di metalli pesanti come Cu 2+. La gelatina viene aggiunta a questo processo per eliminare questi ioni metallici e sopprimere la reazione laterale. N 2 H 4 + 2 NH 2 Cl → 2NH 4 Cl + N 2 Quando si aggiunge idrazina all'acqua, si ottengono due diversi sali di idrazinio. I sali di N 2 H 5 + possono essere isolati, ma i sali di N 2 H 6 2+ sono normalmente ampiamente idrolizzati. 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 -
L'idrazina brucia in ossigeno per produrre azoto e acqua, con la liberazione di una notevole quantità di energia sotto forma di calore. N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2 H 2 O + calore Di conseguenza, il principale uso non commerciale di questo composto (e dei suoi derivati metilici) è come combustibile per missili. L'idrazina e i suoi derivati sono stati usati come carburanti nei missili guidati, nei veicoli spaziali (comprese le navette spaziali) e nei lanciatori spaziali. Ad esempio, il modulo lunare del programma Apollo è stato rallentato per l'atterraggio e lanciato dalla Luna, per ossidazione di una miscela 1: 1 di metilidrazina, H 3 CNHNH 2 e 1,1-dimetilidrazina, (H 3 C) 2 NNH 2, con tetroossido di dinitrogeno liquido, N 2 O 4. Per l'atterraggio sulla Luna furono necessarie tre tonnellate della miscela di metilidrazina e circa una tonnellata per il lancio dalla superficie lunare. I principali usi commerciali dell'idrazina sono come agente espandente (per praticare fori nella gommapiuma), come agente riducente, nella sintesi di prodotti chimici agricoli e medicinali, come algicidi, fungicidi e insetticidi e come regolatori della crescita delle piante.
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