Derivados del amoniaco.
Dos de los derivados más importantes del amoníaco son la hidrazina y la hidroxilamina.
Hidrazina
La hidrazina, N 2 H 4, es una molécula en la que un átomo de hidrógeno en NH 3 se reemplaza por un grupo ―NH 2. El compuesto puro es un líquido incoloro que emite un ligero olor similar al del amoníaco. En muchos aspectos, se asemeja al agua en sus propiedades físicas. Tiene un punto de fusión de 2 ° C (35.6 ° F), un punto de ebullición de 113.5 ° C (236.3 ° F), una alta constante dieléctrica (51.7 a 25 ° C [77 ° F]) y una densidad de 1 gramo por cm cúbico. Al igual que con el agua y el amoníaco, la principal fuerza intermolecular es el enlace de hidrógeno.
La hidrazina se prepara mejor mediante el proceso Raschig, que implica la reacción de una solución acuosa de amoníaco alcalino con hipoclorito de sodio (NaOCl). 2NH 3 + NaOCl → N 2 H 4 + NaCl + H 2 OT Se sabe que esta reacción ocurre en dos pasos principales. El amoníaco reacciona rápida y cuantitativamente con el ión hipoclorito, OCl -, para producir cloramina, NH 2 Cl, que reacciona aún más con más amoníaco y base para producir hidrazina. NH 3 + OCl - → NH 2 Cl + OH -
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH → N 2 H 4 + NaCl + H 2 O En este proceso hay una reacción perjudicial que ocurre entre la hidrazina y la cloramina y que parece estar catalizada por iones de metales pesados como Cu 2+. Se agrega gelatina a este proceso para eliminar estos iones metálicos y suprimir la reacción secundaria. N 2 H 4 + 2NH 2 Cl → 2NH 4 Cl + N 2 Cuando se agrega hidrazina al agua, se obtienen dos sales de hidrazinio diferentes. Las sales de N 2 H 5 + pueden aislarse, pero las sales de N 2 H 6 2+ normalmente se hidrolizan ampliamente. 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 -
La hidrazina se quema en oxígeno para producir nitrógeno, gas y agua, con la liberación de una cantidad sustancial de energía en forma de calor. N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2H 2 O + calor Como resultado, el principal uso no comercial de este compuesto (y sus derivados de metilo) es como combustible para cohetes. La hidrazina y sus derivados se han utilizado como combustibles en misiles guiados, naves espaciales (incluidos los transbordadores espaciales) y lanzadores espaciales. Por ejemplo, el módulo lunar del programa Apollo se desaceleró para aterrizar y se lanzó desde la Luna, mediante la oxidación de una mezcla 1: 1 de metilhidrazina, H 3 CNHNH 2 y 1,1-dimetilhidrazina, (H 3 C) 2 NNH 2, con tetróxido de dinitrógeno líquido, N 2 O 4. Se necesitaron tres toneladas de la mezcla de metilhidrazina para el aterrizaje en la Luna, y se requirió aproximadamente una tonelada para el lanzamiento desde la superficie lunar. Los principales usos comerciales de la hidrazina son como agente de expansión (para hacer agujeros en el caucho de espuma), como agente reductor, en la síntesis de químicos agrícolas y medicinales, como algicidas, fungicidas e insecticidas, y como reguladores del crecimiento de las plantas.
