Hydratsiini (N2H4) – määritelmä, ominaisuudet ja käyttö

Hydratsiini (N2H4) — selkeä määritelmä, kemialliset ominaisuudet, turvallisuusohjeet ja käyttö teollisuudessa, laboratoriossa sekä rakettipolttoaineissa.

Hydratsiini, joka tunnetaan myös nimellä diatsiini, on kemiallinen yhdiste. Se koostuu typpi- ja vetyioneista. Sen kemiallinen kaava on N₂ H₄ . Se sisältää vetyä hapetusasteessa +1 ja typpeä hapetusasteessa -2.

Lyhyt kuvaus

Hydratsiini on väritön, kosteusherkkä neste, jolla on pistävä, ammoniakan kaltainen haju. Se esiintyy teollisuudessa usein vesiliuoksina (ns. hydratsiini-hydraatti) ja on voimakkaasti pelkistävä sekä kemiallisesti reaktiivinen aine.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

• Molekyylikaava: N₂H₄
• Moolimassa: noin 32,05 g/mol
• Konsistenssi: väritön, hygroskooppinen neste (anorgaanisena tai vesiliuoksena)
• Kiehumispiste: noin 114 °C (analysoituna puhtaana aineena)
• Sulamispiste: noin 2 °C (arvot voivat vaihdella hydrataation mukaan)
• Tiheys: noin 1,0 g/cm³ luokkaa (riippuu pitoisuudesta)
• Luonne: voimakas pelkistäjä; reaktiivinen hapettimien kanssa ja voi hajoamisessaan tuottaa kaasuja (esim. N₂, H₂)

Kemiallinen rakenne ja reaktiot

Hydratsiinissa on typpi–typpi-yhdiste (N–N) ja kaksi aminoryhmää (–NH₂). Se muodostaa helposti atomeihin perustuvia yhdisteitä, kuten hydrazoneja reagoidessaan aldehydien ja ketonien kanssa, ja sitä käytetään orgaanisessa kemiassa muun muassa Wolff–Kishnerin reduktiossa, jossa hiiliylijäänteet muutetaan metyleeniryhmiksi. Hydratsiini reagoi voimakkaasti hapettimien kanssa ja voi muodostaa räjähtäviä seoksia tietyissä olosuhteissa tai reagoidessaan nitraattien, nitriittien tai hapettimien kanssa.

Käyttö

• Avaruus- ja ilmailuteollisuus: käytetään rakettipolttoaineena ja monopolttoaineena, koska se hajoaa katalyyttisesti muodostaen kuumia kaasuja ja tarjoaa suuren työntövoiman.
• Teollinen kemia: pelkistävänä aineena monissa synteeseissä ja välituotteena lääkkeiden sekä torjunta-aineiden valmistuksessa.
• Polymeeriteollisuus: käytetään vaahdottavina aineina ja kemiallisina lähtöaineina eri polymeeriprosesseissa.
• Vesikäsittely: toimii hapenpoistajana (oxygen scavenger) höyrykattiloissa ja suljetuissa lämpöjärjestelmissä korroosion estämiseksi.
• Muut käyttökohteet: analyyttisissa sovelluksissa, laboratorioissa ja eräissä erikoisreaktioissa.

Terveys- ja ympäristövaikutukset

Hydratsiini on erittäin myrkyllistä ja ärsyttävää. Altistuminen voi aiheuttaa hengityselin-, iho- ja silmävaurioita sekä keskushermoston oireita. Pitkäaikainen altistus voi vaikuttaa sisäelimiin ja se on luokiteltu mahdollisesti karsinogeeniseksi ihmisille (IARC Group 2B). Aine imeytyy myös ihon läpi, joten kosketusta on vältettävä. Ympäristöön päästessään hydratsiini on haitallista vesieliöille ja voi vaikuttaa veden laatuun.

Käsittely, varastointi ja turvallisuus

• Käsittele hydratsiiniä hyvin tuuletetussa tilassa ja käytä asianmukaisia suojavarusteita: suojakäsineet, suojalasit ja hengityssuojaimet tarpeen mukaan.
• Säilytä erillään hapettimista, nitraateista, nitriiteistä, hapetuvaa aineesta ja lämmönlähteistä. Vältä kontaminaatiota metalleilla, jotka voivat katalysoida hajoamista.
• Vältä lämmittämistä ja suljettuja paineita, sillä hajoaminen voi olla eksoterminen ja johtaa paineen nousuun tai palavien/ räjähtävien olosuhteiden muodostumiseen.
• Jätteiden käsittely tulee tehdä voimassa olevien paikallisten säädösten mukaisesti, yleensä neutraloimalla ja toimittamalla vaarallisen jätteen käsittelijälle.

Yhteenveto

Hydratsiini (N₂H₄) on monikäyttöinen, mutta vaarallinen kemiallinen yhdiste, jolla on tärkeitä sovelluksia teollisuudessa ja tutkimuksessa. Sen voimakas pelkistyvyyden ja reaktiivisuuden vuoksi se on hyödyllinen monissa prosesseissa, mutta samat ominaisuudet tekevät siitä terveydelle ja ympäristölle vaarallisen. Käsittelyssä ja säilytyksessä on noudatettava tiukkoja turvallisuusohjeita.

Hae kirjaimella