Pochodne amoniaku
Dwie ważniejsze pochodne amoniaku to hydrazyna i hydroksyloamina.
Hydrazyna
Hydrazyna, N 2 H 4 jest cząsteczką, w której jeden atom wodoru NH 3 jest zastąpiona przez -NH 2 grupy. Czysty związek jest bezbarwną cieczą, która ma lekki zapach podobny do amoniaku. Pod wieloma względami przypomina wodę pod względem właściwości fizycznych. Ma temperaturę topnienia 2 ° C (35,6 ° F), temperaturę wrzenia 113,5 ° C (236,3 ° F), wysoką stałą dielektryczną (51,7 przy 25 ° C [77 ° F]) i gęstość 1 gram na cm sześcienny. Podobnie jak w przypadku wody i amoniaku, główną siłą międzycząsteczkową jest wiązanie wodorowe.
Hydrazynę najlepiej przygotować w procesie Raschiga, który obejmuje reakcję wodnego alkalicznego roztworu amoniaku z podchlorynem sodu (NaOCl). 2NH 3 + NaOCl → N 2 H 4 + NaCl + H 2 Othis reakcji wiadomo, że występuje w dwóch głównych etapach. Amoniak reaguje szybciej i ilościowo jonu podchlorynowego, OCl - w celu wytworzenia chloraminy, NH 2 Cl, który reaguje dalej z większą amoniak i zasady z wytworzeniem hydrazyny. NH 3 + OCl - → NH 2 Cl + OH -
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH → N 2 H 4 + NaCl + H 2 O W tym procesie zachodzi szkodliwa reakcja między hydrazyną i chloraminą, która wydaje się być katalizowana przez jony metali ciężkich, takie jak Cu 2+. Żelatyna jest dodawana do tego procesu, aby usunąć jony metali i zahamować reakcję uboczną. N 2 H 4 + 2NH 2 Cl → 2NH 4 Cl + n 2 Gdy hydrazyny dodaje się do wody, dwa różne sole hydrazyny związku. N 2 H 5 + sole można wydzielić, ale N 2 H 6 2+ sole zwykle intensywnej hydrolizie. 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 -
Hydrazyna spala się w tlen, wytwarzając gazowy azot i wodę, uwalniając znaczną ilość energii w postaci ciepła. N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2 H 2 O + ciepło W wyniku tego głównym niekomercyjnym zastosowaniem tego związku (i jego pochodnych metylowych) jest paliwo rakietowe. Hydrazyna i jej pochodne były wykorzystywane jako paliwa w pociskach kierowanych, statkach kosmicznych (w tym promach kosmicznych) i wyrzutniach kosmicznych. Na przykład, księżyca Moduł programu Apollo był hamowany do lądowania i uruchamiana z Moon, przez utlenianie w mieszaninie 1: 1 metylohydrazyny, H- 3 CNHNH 2 i 1,1-dimetylohydrazynę (H 3 C) 2 NNH 2, z ciekłym czterotlenkiem diazotu, N 2 O 4. Do lądowania na Księżycu potrzebne były trzy tony mieszaniny metylohydrazyny, a do startu z powierzchni Księżyca potrzebna była około tona. Głównymi komercyjnymi zastosowaniami hydrazyny są: porofor (do wykonywania otworów w gumie piankowej), jako reduktor, w syntezie chemikaliów rolniczych i medycznych, jako algicydy, fungicydy i insektycydy oraz jako regulatory wzrostu roślin.
