Wikipedia

Hidrazina

senyawa kimia

Hidrazina adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia N (juga ditulis sebagai H). Senyawa ini merupakan suatu hidrida pniktogen sederhana yang berupa cairan tak berwarna, mudah terbakar, dan berbau seperti amonia.

Hidrazina
Rumus kerangka hidrazin, memunculkan semua hidrogen
Rumus kerangka hidrazin, memunculkan semua hidrogen
Model ruang terisi hidrazin
Model ruang terisi hidrazin
Stereo, rumus kerangka hidrazin, memunculkan semua hidrogen
Stereo, rumus kerangka hidrazin, memunculkan semua hidrogen
Model bola dan tongkat hidrazin
Model bola dan tongkat hidrazin

Hidrazin hidrat
Nama
Nama IUPAC (sistematis)
Hydrazine[2]
Nama lain
Diamina;[1] Diazana;[2] Tetrahidridodinitrogen (N—N)
Penanda
Model 3D (JSmol)
3DMet {{{3DMet}}}
Referensi Beilstein 878137
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Nomor EC
Referensi Gmelin 190
KEGG
MeSH Hydrazine
Nomor RTECS {{{value}}}
UNII
Nomor UN 2029
  • InChI=1S/H4N2/c1-2/h1-2H2 YaY
    Key: OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N YaY
  • InChI=1/H4N2/c1-2/h1-2H2
    Key: OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYAZ
  • NN
Sifat
N2H4
Massa molar 32,0452 g mol−1
Penampilan Tak berwarna, berasap, cairan seperti minyak[3]
Bau seperti amonia[3]
Densitas 1,021 g cm−3
Titik lebur 275 K (2 °C; 35 °F)
Titik didih 387 K (114 °C; 237 °F)
dapat campur[3]
log P 0,67
Tekanan uap 1 kP (pada 30,7 °C)
Keasaman (pKa) 8,10 (N)[4]
Kebasaan (pKb) 5,90
Indeks bias (nD) 1,46044 (pada 22 °C)
Viskositas 0,876 cP
Struktur
Piramida triangular pada N
1,85 D[5]
Termokimia
Entropi molar standar (So) 121,52 J K−1 mol−1
Entalpi pembentukan standar (ΔfHo) 50,63 kJ mol−1
Bahaya
Lembar data keselamatan ICSC 0281
Piktogram GHS GHS02: Mudah terbakar GHS05: Korosif GHS06: Beracun GHS08: Bahaya Kesehatan GHS09: Bahaya Lingkungan
Keterangan bahaya GHS {{{value}}}
H226, H301, H311, H314, H317, H331, H350, H410
P201, P261, P273, P280, P301+310, P305+351+338
Titik nyala 52 °C (325 K; 126 °F)
24 hingga 270 °C (75 hingga 518 °F; 297 hingga 543 K)
Ambang ledakan 1,8–99,99%
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
59–60 mg/kg (oral tikus, mencit)[6]
260 ppm (tikus, 4 jam)
630 ppm (tikus, 1 jam)
570 ppm (tikus, 4 jam)
252 ppm (mencit, 4 jam)[7]
Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)
 TWA 1 ppm (1,3 mg/m3) [kulit][3]
REL (yang direkomendasikan)
 Ca C 0,03 ppm (0,04 mg/m3) [2-jam][3]
IDLH (langsung berbahaya)
 Ca [50 ppm][3]
Senyawa terkait
Anion lain
 tetrafluorohidrazin
hidrogen peroksida
difosfan
difosfor tetraiodida
Kation lainnya
 hidrazin organik
Related Azana biner
 Amonia
triazana
Senyawa terkait
 diazena
triazena
tetrazena
difosfena
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini YaYN ?)
Referensi

Hidrazina sangat beracun dan berbahaya karena sifatnya yang tidak stabil kecuali ditangani dalam larutan. Hingga 2015, pasar hidrazina hidrat mencapai $350 juta.[8] Kegunaan utama hidrazin adalah sebagai zat pembuih pada pembuatan busa polimer, tetapi secara signifikan merembet sebagai prekursor untuk katalis polimerisasi dan obat farmasi. Selain itu, hidrazin digunakan dalam beragam bahan bakar roket dan untuk mempersiapkan prekursor gas yang digunakan dalam kantung udara. Hidrazina digunakan dalam daur uap pembangkit listrik baik konvensional maupun nuklir sebagai penangkap oksigen untuk mengendalikan konsentrasi oksigen terlarut sebagai usaha untuk mengurangi korosi. Hidrazina anhidrat bersifat korosif terhadap kaca, dengan cara yang sama seperti asam fluorida.

Deskripsi

sunting

Hidrazin adalah molekul yang terdiri dari dua atom nitrogen yang berikatan tunggal dan empat atom hidrogen perifer. Dalam bentuk anhidratnya, zat ini merupakan iritan dan sensitizer yang tidak berwarna dan beracun, yang merusak sistem saraf pusat, yang menimbulkan gejala ekstrem seperti tumor dan kejang. Bau hidrazin yang menyengat tidak jauh berbeda dengan bau amonia, dan merupakan agen pereduksi yang sangat kuat sehingga sangat mudah meledak., Jika mempertimbangkan hal ini, tampaknya aneh bahwa sekitar 100.000 metrik ton bahan tersebut diproduksi di seluruh dunia setiap tahun. Namun, hidrazin memengaruhi kehidupan kita sehari-hari. Hidrazin membuat kita tetap hangat, memberi kita pakaian dan makanan, dapat menyelamatkan hidup kita, dan bahkan membawa kita ke bulan.

Jadi, bagaimana molekul yang sederhana itu melakukan semua itu? Jawabannya terletak pada industri yang menggunakannya. Penggunaan hidrazin yang paling umum adalah untuk membuat bahan pembuat busa seperti azodikarbonamida. Ketika azodikarbonamida digelembungkan melalui prekursor polimer cair, ia terurai secara termal menjadi nitrogen, karbon dioksida, karbon monoksida, dan amonia. Gas-gas ini membentuk gelembung dalam cairan, yang kemudian berpolimerisasi untuk menghasilkan plastik berbusa yang ringan. Tetapi hidrazin memberi kita lebih dari sekadar gelas dan kemasan sekali pakai: busa polimer digunakan untuk membuat panel insulasi untuk rumah kita, dan bahkan spandeks.

Produksi Hidrazin

sunting

Diamina dapat diperoleh dari hidrogen peroksida dan amonia dalam proses ketazine atau proses Pechiney-Ugine-Kuhlmann. Reaksinya adalah sebagai berikut:

2NH3 + H2O2 → H2NNH2 + 2H2O

Kloramina bereaksi dengan amonia untuk menghasilkan ikatan tunggal nitrogen-nitrogen dan hidrogen klorida sebagai produk sampingan. Reaksinya adalah sebagai berikut:

NH2Cl + NH3 → H2NNH2 +HCl

Penggunaan N2H4 (Hidrazin)

  • Hidrazin digunakan sebagai propelan dalam wahana antariksa.
  • Hidrazin digunakan sebagai prekursor dalam beberapa produk farmasi.
  • Hidrazin digunakan sebagai agen pereduksi untuk selenium, arsenik, dan telurium.
  • Hidrazin digunakan sebagai penghambat korosi dalam reaktor air pendingin.
  • Hidrazin digunakan dalam proses pelapisan logam secara elektrolitik pada plastik dan kaca.
  • Hidrazin digunakan dalam pembuatan bahan kimia pertanian.
  • Hidrazin digunakan sebagai pelarut untuk senyawa anorganik.

Bahan bakar serbaguna

sunting

Hidrazin juga digunakan untuk membuat pestisida dan obat-obatan. Meskipun beracun bagi kita secara langsung, hidrazin cepat terurai dalam oksigen, sehingga pelepasannya ke lingkungan memiliki risiko rendah. Bahkan bisa menjadi bahan bakar yang ramah lingkungan. Dalam beberapa jenis sel bahan bakar hidrogen, hidrazin terurai menjadi nitrogen dan air serta melepaskan energi dalam reaksi eksotermik. Hidrazin sebenarnya menghasilkan sedikit lebih banyak energi daripada hidrogen, lebih mudah disimpan karena berwujud cair pada suhu ruangan, dan menghindari kebutuhan akan katalis platinum yang mahal. Namun, hidrazin juga memerlukan lebih banyak produksi – semuanya tergantung pada keseimbangan.

Hidrazin bahkan dapat ditemukan dalam bahan bakar fosil dan pembangkit listrik tenaga nuklir. Sebagai agen pereduksi yang kuat, zat ini bertindak sebagai pemulung oksigen, mereduksi oksida logam kembali menjadi logam, dan secara harfiah memutar balik waktu kimia pada proses korosi. Sifat eksplosif hidrazin juga telah dimanfaatkan dengan baik. Natrium azida, senyawa yang mengaktifkan kantung udara mobil, diproduksi langsung dari hidrazin dan natrium nitrat. Natrium azida terurai dengan cepat saat menjadi hangat, menghasilkan gas nitrogen dalam jumlah besar.

Kimia roket

sunting

Hidrazin juga digunakan sebagai propelan bahan bakar roket. Mencampurnya dengan agen pengoksidasi dinitrogen tetroksida, N2O4, menciptakan campuran hipergolik – campuran yang sangat eksplosif, tidak memerlukan penyalaan. Saat bahan bakar terbakar, tiga reaksi terjadi, menguraikan hidrazin menjadi gas amonia, nitrogen, dan hidrogen. Dalam hitungan milidetik, ruang reaksi dapat melebihi 800°C karena reaksi yang sangat eksotermik ini. Amonia juga dipecah – ini bersifat endotermik dan mengambil sebagian energi panas, tetapi menghasilkan lebih banyak gas nitrogen dan hidrogen yang dipaksa keluar dari roket melalui nosel yang rapat untuk menciptakan daya dorong.

Bahan bakar hidrazin pertama digunakan dengan metanol selama perang dunia kedua di Messerschmitt Me 163B; pesawat tempur bertenaga roket pertama – dan terakhir – di dunia. Seperti yang dapat Anda bayangkan, pesawat-pesawat ini cenderung meledak. Hal ini, bersama dengan kebocoran bahan bakar, menewaskan lebih banyak pilot daripada tembakan musuh.

Saat ini, beberapa kendaraan militer menggunakan hidrazin, tetapi sebagian besar digunakan dalam eksplorasi luar angkasa. Kendaraan Curiosity Rover, yang telah berada di Mars sejak 2012, menggunakan hidrazin untuk mendarat di planet merah tersebut. Dan, pada bulan Juli tahun ini, misi NASA New Frontiers 'Juno' melakukan pendaratan luar biasa ke orbit Jupiter yang ditenagai oleh hidrazin dan dinitrogen tetroksida. Hidrazin, molekul kecil yang mudah meledak yang menjadi pelopor sains masa depan, yang menggabungkan eksplorasi planet, spandeks, dan kantung udara.

Sejarah

sunting

Nama "hidrazina" dicetuskan oleh Emil Fischer pada tahun 1875; ia berusaha menghasilkan senyawa organik yang terdiri dari hidrazina mono-tersubstitusi.[9] Pada tahun 1887, Theodor Curtius telah memproduksi hidrazina sulfat dengan mengolah diazida organik dengan asam sulfat encer; Namun, ia tidak dapat memperoleh hidrazina murni, meskipun telah diulang-ulang.[10][11]:27–58;107–139[12] Hidrazina anhidrat murni pertama kali disiapkan oleh ahli kimia Belanda Lobry de Bruyn pada tahun 1895.[13][14][15]

Sifat Fisik dan Kimia Hidrazin

sunting
Sifat Hidrazin 1,1-Dimetilhidrazina 1,2-Dimetilhidrazina Referensi
Berat molekul 32.05 60.10 60.10 HSDB tahun 1993
Warna Tanpa warna Tanpa warna Tanpa warna HSDB tahun 1993
Keadaan fisik Cairan Cairan Cairan HSDB tahun 1993
Titik lebur 2 derajat celcius -58 derajat celcius -9°C HSDB tahun 1993
Titik didih 113,5°C 63,9°C 81 derajat celcius WHO tahun 1987
Kepadatan 1,0036 g/mL pada suhu 25°C 0,7914 g/mL pada suhu 25°C 0,8274 g/mL pada suhu 20°C HSDB 1993; WHO 1987
Bau Amonia, berbau tajam, amis Amonia, berbau amis Amoniak HSDB 1993; WHO 1987
Ambang batas bau:
Air 160 mg/L Tidak ada data Tidak ada data Amoore dan Hautala 1983
Udara 3-4mg/ m3 12-20mg/ m3 Tidak ada data Rut tahun 1986
Kelarutan:
Air Dapat bercampur Dapat bercampur Dapat bercampur Budavari dkk. 1989 ; HSDB 1993
Pelarut organik Dapat bercampur dengan alkohol, tidak larut dalam kloroform dan eter Dapat bercampur dengan alkohol, eter, dimetil formamida dan hidrokarbon Dapat bercampur dengan alkohol, eter, dimetil formamida dan hidrokarbon ACGIH 1991a, 1991b; Budavari dkk. 1989
Koefisien partisi:
Log K ow -3,08 Tidak ada data Tidak ada data Radding dkk. 1977 ; Poitrast dkk. 1988
-1,07
Log K oc Tidak ada data Tidak ada data Tidak ada data
Tekanan uap 10,4-16 mmHg pada suhu 20°C 157 mmHg pada suhu 25°C 68 mmHg pada suhu 24°C HSDB 1993; Verschueren 1983 ; SIAPA 1987
Konstanta hukum Henry Tidak ada data Tidak ada data Tidak ada data
Suhu penyalaan otomatis Tidak ada data 249°C Tidak ada data
Titik nyala 38°C (cangkir terbuka) −15°C (cangkir tertutup) <23°C (cangkir tertutup) HSDB 1993; WHO 1987
Batasan mudah terbakar 1,8-100% Tidak ada data Tidak ada data WHO tahun 1987
Faktor konversi 1 ppm = 1,31 mg/ m3 1 ppm = 2,5 mg/ m3 1 ppm = 2,5 ing/ m3 HSDB 1993; Verschueren 1983 ; SIAPA 1987
1 mg/m3 = 0,76 ppm 1 mg/m3 = 0,407 ppm 1 mg/m3 = 0,407 ppm
Batasan eksplosif 4,7-100% 2-95% Tidak ada data ACGIH 1991a, 1991b

Efek negatif

sunting

Hidrazin telah digunakan sebagai bahan bakar untuk banyak roket dan pesawat antariksa, termasuk pesawat ulang-alik. Hidrazin digunakan untuk mengolah air boiler guna mengurangi korosi, mengurangi bahan kimia lain, dan mempercepat reaksi kimia. Hidrazin juga digunakan sebagai obat dan untuk membuat obat lain, bahan kimia pertanian, dan busa plastik. 1,1- Dimetilhidrazina telah digunakan sebagai propelan roket dan untuk membuat bahan kimia lain. Penggunaan lain juga dimungkinkan. 1,2-Dimetilhidrazina tidak memiliki kegunaan komersial tetapi digunakan di laboratorium untuk mempelajari kanker usus besar pada hewan percobaan.

Sejumlah kecil studi kasus paparan akut pada manusia menunjukkan bahwa paru-paru, hati, ginjal, dan sistem saraf pusat Anda mungkin terluka jika Anda menghirup hidrazin atau 1,1-dimetilhidrazina atau terkena kulit Anda. Efek serupa telah diamati pada hewan. Penelitian pada hewan menunjukkan bahwa efek pada hati biasanya terdiri dari perubahan lemak, tetapi efek lain juga telah dicatat. Beberapa hewan mengalami kejang, tremor, kejang, atau efek lain pada sistem saraf setelah menghirup hidrazin. Efek serius pada sistem reproduksi terkadang diamati pada hewan. Efek ini meliputi penurunan ukuran ovarium dan testis serta penurunan produksi sperma. Beberapa efek ini terlihat pada hewan yang terpapar konsentrasi serendah 0,05-1 ppm hidrazin atau 1,1-dimetilhidrazin di udara selama beberapa bulan atau lebih. Perhatikan bahwa konsentrasi ini berada di bawah konsentrasi yang memungkinkan kebanyakan orang mulai mencium bau hidrazin (2-8 ppm).

Beberapa penelitian pada manusia menunjukkan bahwa hidrazin dan 1,1-dimetilhidrazin memengaruhi sistem saraf Anda. Jika Anda menelan hidrazin, Anda mungkin mengalami sakit perut, muntah, gemetar tak terkendali, lesu (lesu), koma, dan neuritis (radang saraf). Efek ini biasanya terjadi segera setelah terpapar, tetapi beberapa mungkin tertunda. Hidrazin telah digunakan di masa lalu untuk mengobati pasien kanker. Efek ini terjadi pada beberapa pasien yang menelan 0,2-0,7 miligram hidrazin per kilogram berat badan mereka per hari (mg/kg/hari) selama 1 bulan atau lebih. Vitamin B6 diberikan kepada orang yang terpapar bahan kimia ini untuk mengurangi efek pada sistem saraf. Efek pada sistem saraf juga terlihat pada hewan yang terpapar hidrazin dan 1,1-dimetilhidrazin, tetapi tidak pada 1,2-dimetilhidrazin.

Jika Anda terpapar hidrazin, Anda mungkin memiliki risiko kanker yang meningkat. Efek penyebab kanker dari hidrazin belum diteliti dengan baik pada manusia. Namun, banyak penelitian menunjukkan bahwa hidrazin dapat menyebabkan kanker pada beberapa hewan setelah terpapar dosis 0,06-19 mg/kg/hari melalui mulut atau paparan konsentrasi 0,05-5 ppm di udara. Tumor telah terlihat di banyak organ hewan yang terpapar dengan cara ini tetapi paling sering ditemukan di paru-paru, pembuluh darah, atau usus besar. Beberapa kanker yang disebabkan oleh 1,1-dimetilhidrazin mungkin disebabkan oleh adanya dimetilnitrosamin (bahan kimia penyebab karsinogenik yang kuat) sebagai pengotor bahan kimia ini. Yang menjadi perhatian khusus adalah bahwa 1,2-dimetilhidrazina telah menyebabkan kanker usus besar pada hewan laboratorium setelah satu kali paparan.

Lihat pula

sunting

Referensi

sunting
  1. ^ "NIOSH Guide - Hydrazine". Centers for Disease Control. Diakses tanggal 16 August 2012. 
  2. ^ a b "hydrazine - PubChem Public Chemical Database". The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information. 
  3. ^ a b c d e f "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0329". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  4. ^ Hall H.K. (1957). "Correlation of the Base Strengths of Amines1". J. Am. Chem. Soc. 79 (20): 5441. doi:10.1021/ja01577a030. 
  5. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  6. ^ Martel, B.; Cassidy, K. (2004). Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook. Butterworth–Heinemann. hlm. 361. ISBN 1-903996-65-1. 
  7. ^ "Hydrazine". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  8. ^ "Hydrazine Hydrate Market Size—Industry Share Report 2024". www.gminsights.com. 
  9. ^ Fischer E (1875). "Ueber aromatische Hydrazinverbindungen" [On aromatic hydrazine compounds]. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 8: 589–594. doi:10.1002/cber.187500801178. 
  10. ^ Curtius T (1887). "Ueber das Diamid (Hydrazin)" [On diamide (hydrazine)]. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 20: 1632–1634. doi:10.1002/cber.188702001368. 
  11. ^ Curtius T, Jay R (1889). "Diazo- und Azoverbindungen der Fettreihe. IV. Abhandlung. Ueber das Hydrazin" [Diazo- and azo- compounds of alkanes. Fourth treatise. On hydrazine.]. Dalam Erdmann OL. Journal für praktische Chemie. 147. Verlag von Johann Ambrosius Barth. On p. 129, Curtius admits: "Das freie Diamid NH2-NH2 ist noch nicht analysirt worden." [Free hydrazine hasn't been analyzed yet.] 
  12. ^ Curtius T, Schulz H (1890). "Ueber Hydrazinehydrat und die Halogenverbindungen des Diammoniums" [On hydrazine hydrate and the halogen compounds of diammonium]. Journal für praktische Chemie. 150. hlm. 521–549. 
  13. ^ Lobry de Bruyn CA (2010). "Sur l'hydrazine (diamide) libre" [On free hydrazine (diamide)]. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas. 13 (8): 433–440. doi:10.1002/recl.18940130816. 
  14. ^ Lobry de Bruyn CA (1895). "Sur l'hydrate d'hydrazine" [On the hydrate of hydrazine]. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas. 14 (3): 85–88. doi:10.1002/recl.18950140302. 
  15. ^ Lobry de Bruyn CA (1896). "L'hydrazine libre I" [Free hydrazine, Part 1]. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas (dalam bahasa Inggris). 15 (6): 174–184. doi:10.1002/recl.18960150606. 
 
Lihat entri hidrazina di kamus bebas Wikikamus.
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrazina&oldid=27035596"