Гидразина гидрат: свойства и применение опасного вещества

Гидразина гидрат - удивительное вещество с уникальными свойствами. Оно спасает жизни и уносит жизни. Гидразина гидрат - яд и лекарство, ракетное топливо и антикоррозионный агент.

История открытия гидразина гидрата

Первые соединения, содержащие фрагмент гидразиновой группы, были получены еще в 1845 году русским химиком Николаем Зининым. Он провел восстановление азобензола сернистым натрием и выделил гидразобензол. Однако выделить чистый гидразин удалось только спустя почти 50 лет французскому химику Лобре де Брину в 1894 году.

Гидрази́н (диамин, диамид) H₂N—NH₂ — неорганическое вещество, бесцветная, чрезвычайно токсичная, сильно гигроскопичная жидкость с неприятным запахом.

Приоритет в открытии гидразина часто приписывают немецкому химику Теодору Курциусу, который в 1887 году получил не чистый гидразин, а его соль - сульфат гидразина N₂H₆SO₄.

Химические и физические свойства

• Бесцветная прозрачная жидкость
• Сильный неприятный запах аммиака
• Гидразина гидрат формула: N₂H₄ • H₂O
• Молекулярная масса 68,08 г/моль
• Температура кипения 118,5 °C
• Температура замерзания 2,9 °C

Гидразина гидрат обладает основными свойствами, но его основность гораздо ниже, чем у аммиака. В водных растворах частично диссоциирует с образованием катионов гидразиния N₂H₅⁺ и анионов гидразида N₂H₄^-.

Гидразин гидрат смешивается с водой в любых пропорциях, а также хорошо растворяется в спиртах. В неполярных растворителях, таких как бензол или хлороформ, практически нерастворим.

Получение гидразина гидрата

Существует несколько основных способов получения гидразина гидрата:

1. Синтез из аммиака и гипохлорита натрия при высоком давлении и температуре
2. Окисление мочевины гипохлоритом натрия
3. Метод Байера - реакция аммиака, хлора и едкого натра

Первоначально образуются разбавленные водные растворы гидразина гидрата, которые затем концентрируют физико-химическими методами для получения безводного гидразина.

В гидразине хорошо растворяются галогениды щелочных металлов, особенно иодиды. При этом происходит гидразинация солей.

Химические реакции с участием гидразина гидрата

Как сильный восстановитель, гидразин гидрат вступает в реакции с металлами и неметаллами.

• При растворении щелочных металлов в гидразине образуются соответствующие гидразиды.
• Энергично реагирует с галогенами, особенно с фтором - их смесь самовоспламеняется при комнатной температуре.
• Легко окисляется кислородом воздуха или пероксидом водорода до азота и воды.

Гидразин гидрат образует соли с неорганическими и органическими кислотами. Наиболее распространена соль гидразиния - сульфат гидразина N2H4 • H2SO4.

Применение гидразина гидрата

Гидразина гидрат применяется:

• Компонент ракетного топлива в паре с различными окислителями.
• Входит в состав топливных элементов.
• Применяется для защиты от коррозии теплоэнергетического оборудования.
• Используется для получения металлических покрытий восстановлением.
• Применяется для лечения некоторых онкозаболеваний.

Гидразин гидрат чрезвычайно токсичен для человека и животных. Уже в малых концентрациях вызывает раздражение слизистых оболочек и кашель. В более высоких дозах - головные боли, тошнота, рвота, потеря сознания.

Меры предосторожности при работе с гидразином

• Использовать индивидуальные средства защиты - перчатки, халаты, маски.
• Проводить работы с гидразином только в вытяжном шкафу.
• При разливе засыпать опилками, собрать и утилизировать.
• Тщательно мыть руки после работы.

Альтернативные соединения

Ведутся работы по замене токсичного гидразина и его производных на менее опасные альтернативы, в частности гидразин карбоксилат или диметиламиноэтанол. Они могут найти применение гидразин гидрат применение в качестве компонентов ракетного топлива и антикоррозионных составов.

Токсикокинетика гидразина гидрата

Гидразин гидрат легко всасывается при ингаляции, при попадании на кожу и слизистые, а также перорально. Распределяется по всем тканям и жидкостям организма. Метаболизируется в печени с образованием токсичных метаболитов.

Хроническое отравление гидразином

При хроническом воздействии возможно развитие энцефалопатии, полинейропатии, поражения печени и почек. Отмечается головная боль, головокружение, нарушения сна, снижение памяти и внимания.

Оказание первой помощи при отравлении

• Вынести пострадавшего из зоны воздействия на свежий воздух.
• Промыть глаза и кожу большим количеством воды.
• При попадании внутрь - промыть желудок.
• При необходимости провести искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.

Противоядия

Специфических антидотов при отравлении гидразином не существует. Проводится симптоматическое и поддерживающее лечение - введение жидкости, электролитов, глюкозы, сердечных гликозидов.

Утилизация отходов гидразина гидрата

Отходы гидразина и растворы подвергают детоксикации гипохлоритом или пероксидом водорода с последующей нейтрализацией. Образующийся осадок захоранивают на полигонах токсичных промышленных отходов.

Аварийное реагирование при утечках гидразина

В случае пролива или утечки гидразина необходимо:

1. Немедленно удалить из опасной зоны весь персонал, не участвующий в ликвидации аварии.
2. Вызвать аварийную бригаду.
3. Покинуть помещение, закрыв за собой двери и окна.
4. Отключить вентиляцию и электрооборудование.

Локализация пролива:

• Оградить зону пролива земляным валом или сорбентом.
• Собрать пролитую жидкость в емкость для последующей утилизации.

Требования к упаковке и маркировке

Гидразин гидрат должен храниться:

• В герметичной стеклянной, пластмассовой или металлической таре.
• В сухом, хорошо вентилируемом помещении.
• Отдельно от легковоспламеняющихся материалов, горючих жидкостей и сильных окислителей.
• При температуре не выше 25°С.

На таре должны быть этикетки с манипуляционными знаками и надписью "ЯД" красного цвета.