히드라진 또는 N2H4는 질소와 수소로 구성된 무색의 반응성이 높은 화합물입니다. 이는 로켓 추진제, 의약품 및 농약, 화학 반응의 환원제로 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 히드라진 |
| 분자식 | N2H4 |
| CAS 번호 | 302-01-2 |
| 동의어 | 디아민; 디아잔; 수소화질소; 무수히드라진; 무수히드라진; 히드라지늄 수산화물; 히드라진 수화; 메틸히드라진; 대칭 히드라진 |
| 인치 | InChI=1S/H4N2/c1-2/h2H,1H2 |
루이스 구조 N2H4:
히드라진의 루이스 구조는 분자 내 전자 배열을 보여줍니다. 구조는 각각 한 쌍의 자유 전자를 갖는 두 개의 질소 원자와 네 개의 수소 원자로 구성됩니다. 두 개의 질소 원자는 단일 공유 결합으로 연결되어 있으며 각 질소 원자는 두 개의 수소 원자에도 연결되어 있습니다. 히드라진의 루이스 구조는 히드라진의 반응성과 특성을 설명하는 데 도움이 됩니다.
화합물 N2H4의 이름:
N2H4 화합물의 이름은 히드라진입니다. 이름은 히드라진이 수소와 질소 원자를 포함하는 화합물이라는 사실에서 유래되었습니다. 히드라진은 디아민, 디아잔, 수소화질소 등 다양한 다른 이름으로도 알려져 있습니다.
몰 질량 N2H4:
분자식 N2H4를 갖는 히드라진의 몰 질량은 32.04 g/mol입니다. 두 개의 질소 원자와 네 개의 수소 원자로 구성된 비교적 가벼운 화합물입니다. 히드라진의 낮은 몰질량은 높은 추력 대 중량 비율을 제공하기 때문에 일반적으로 로켓 연료로 사용되는 이유 중 하나입니다.
히드라진의 끓는점:
히드라진의 끓는점은 대기압에서 113.5°C(236.3°F)입니다. 끓는점이 낮다는 것은 히드라진이 쉽게 기화될 수 있어 취급이 위험할 수 있음을 의미합니다. 히드라진은 가열되면 질소 가스와 수소 가스로 분해되어 위험할 수도 있습니다.
히드라진의 녹는점:
히드라진의 녹는점은 -51.7°C(-61.06°F)입니다. 이는 히드라진이 실온 및 압력에서 액체임을 의미합니다. 녹는점이 낮기 때문에 더 낮은 온도에서 쉽게 응고될 수 있어 취급이 어려울 수 있습니다.
히드라진 g/ml의 밀도:
히드라진의 밀도는 실온 및 압력에서 1.00g/mL입니다. 이는 히드라진이 동일한 조건에서 밀도가 1.00g/mL인 물보다 약간 더 밀도가 높다는 것을 의미합니다.
히드라진의 분자량:
히드라진의 분자량은 32.04g/mol입니다. 이 값은 화학 반응 및 기타 응용 분야에 필요한 히드라진의 양을 계산하는 데 사용됩니다.
히드라진의 구조:
히드라진의 구조는 단일 공유 결합으로 서로 연결된 두 개의 질소 원자로 구성되며, 각 질소 원자는 두 개의 수소 원자에도 연결됩니다. 이는 히드라진에 대칭적인 V자형 분자 구조를 제공합니다. 히드라진의 구조는 반응성과 특성에 중요한 역할을 합니다.
히드라진 공식:
히드라진의 화학식은 N2H4이다. 이 공식은 히드라진이 두 개의 질소 원자와 네 개의 수소 원자로 구성되어 있음을 나타냅니다. 이 공식은 화학 방정식과 반응에서 히드라진을 나타내는 데 사용됩니다.
| 모습 | 무색 내지 담황색의 액체 |
| 비중 | 1.00g/ml |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 암모니아 냄새 |
| 몰 질량 | 32.04g/몰 |
| 밀도 | 1.00g/ml |
| 융합점 | -51.7°C(-61.06°F) |
| 비점 | 113.5°C(236.3°F) |
| 플래시 도트 | 38°C(100°F) |
| 물에 대한 용해도 | 혼용 가능 |
| 용해도 | 에탄올, 디에틸 에테르, 클로로포름에 용해됨 |
| 증기압 | 20°C에서 72mmHg |
| 증기 밀도 | 1.0(공기=1) |
| pKa | 8 |
| pH | 기본(pH > 7) |
히드라진의 안전과 위험
히드라진은 반응성이 높고 위험한 화합물이므로 주의 깊은 취급과 보관이 필요합니다. 독성이 있으며 피부, 눈 또는 점막에 접촉하면 심각한 화상을 입을 수 있습니다. 히드라진 증기를 흡입하면 호흡기 자극, 폐 손상을 일으킬 수 있으며 극단적인 경우 치명적일 수 있습니다. 히드라진은 또한 가연성이며 특히 산화제와 같은 특정 물질과 접촉하면 쉽게 발화될 수 있습니다. 이러한 위험으로 인해 히드라진을 취급할 때는 적절한 안전 예방책과 개인 보호 장비를 사용해야 하며, 적절한 안전 교육을 받은 자격을 갖춘 전문가가 환기가 잘 되는 곳에서만 사용해야 합니다.
| 위험 기호 | 두개골과 이미지, 불꽃 |
| 보안 설명 | 환기가 잘 되는 곳에서만 사용하세요. 장갑, 의복, 눈/얼굴 보호구를 착용하십시오. 피부, 눈, 의복과의 접촉을 피하십시오. 열, 스파크, 화염으로부터 멀리 보관하십시오. |
| UN 식별 번호 | 유엔 2030 |
| HS 코드 | 282510 |
| 위험 등급 | 6.1 (유독물질) |
| 포장그룹 | II |
| 독성 | 섭취, 흡입, 피부 접촉 시 독성이 매우 높음. 심각한 화상과 조직 손상을 일으킬 수 있습니다. 장기간 노출되면 간 및 신장 손상을 일으킬 수 있으며 잠재적으로 발암성이 있을 수 있습니다. |
히드라진 합성 방법
히드라진은 원하는 순도와 특정 용도에 따라 다양한 방법으로 합성할 수 있습니다. 히드라진을 합성하는 몇 가지 일반적인 방법은 다음과 같습니다.
- 라시그 공정(Raschig Process): 이 방법은 구리나 니켈과 같은 촉매 존재 하에서 암모니아와 차아염소산나트륨을 반응시키는 방법입니다.
- Olin-Raschig 공정: 이 공정에는 요소와 염산이 반응하여 히드라진 수화물이 생성됩니다.
- 케타진 공정: 이 공정에는 Raney 니켈과 같은 촉매가 있는 상태에서 아세톤과 암모니아가 반응하는 과정이 포함됩니다.
- 과산화물 공정: 이 공정에는 백금이나 팔라듐과 같은 촉매가 있는 상태에서 과산화수소와 암모니아가 반응하는 과정이 포함됩니다.
- 바이엘 공정: 이 공정에는 구리나 니켈과 같은 촉매가 존재하는 상태에서 차아염소산나트륨과 요소가 반응합니다.
- Houben-Hoesch 반응: 이 반응은 아연과 같은 환원제가 존재하는 상태에서 아질산과 암모니아의 반응을 포함합니다.
각 방법에는 고유한 장점과 단점이 있으며 방법 선택은 비용, 수율, 순도 및 안전성 고려 사항과 같은 요소에 따라 달라집니다. 히드라진 합성은 주의해서 수행해야 합니다. 히드라진은 유해 물질이며 올바르게 취급하지 않을 경우 인체 건강과 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.
히드라진의 용도
N2H4는 독특한 화학적 특성으로 인해 광범위한 산업, 상업 및 군사 응용 분야에 사용됩니다. N2H4의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
- 기업에서는 높은 에너지 함량과 안정성 때문에 N2H4를 로켓 연료로 사용합니다.
- N2H4는 나일론과 케블라를 포함한 특정 폴리머 생산에서 중합제로 사용됩니다.
- 화학자들은 N2H4를 화학 합성 반응, 특히 의약품, 살충제 및 기타 유기 화합물 생산에서 환원제로 사용합니다.
- N2H4는 금속 도금 공정, 특히 니켈 도금에서 환원제로 작용합니다.
- 수처리 공장에서는 특히 보일러와 냉각탑에서 N2H4를 산소 제거제로 사용합니다.
- 사진가들은 특히 흑백 사진에서 N2H4를 사진 현상제로 사용합니다.
- 자동차 제조업체는 자동차 에어백 시스템의 팽창기로 N2H4를 사용합니다.
- 산업계에서는 N2H4를 특정 장비 및 표면, 특히 전자 산업의 세척제로 사용합니다.
히드라진에는 유용한 용도가 많지만 위험한 물질이기도 하므로 주의해서 취급해야 합니다. 히드라진을 취급할 때는 적절한 안전 예방 조치와 개인 보호 장비를 사용해야 하며, 적절한 안전 교육을 받은 자격을 갖춘 전문가만 사용해야 합니다.
질문:
N2H4에 있는 N의 산화수(산화 상태)는 무엇입니까?
N2H4에서 N의 산화수(산화상태)는 -2이다. 각 수소 원자는 +1의 산화수를 가지며, N2H4는 중성 분자이기 때문에 모든 원자의 산화수의 합은 0과 같아야 합니다. N2H4에는 두 개의 질소 원자가 있으므로 분자 내 질소의 총 산화수는 -4입니다. 따라서 각 질소 원자의 산화수는 -2이며, 이는 수소 원자의 산화수와 균형을 이룹니다.
화합물 N2H4의 이름은 무엇입니까?
N2H4 화합물은 일반적으로 히드라진이라고 불립니다.
히드라진(n2h4)과 과산화수소(h2o2), 그리고 히드라진과 물의 몰비는 얼마입니까?
히드라진(N2H4) 대 과산화수소(H2O2) 및 히드라진 대 물의 몰비는 각 반응의 균형 잡힌 화학 반응식으로부터 결정될 수 있습니다.
히드라진이 과산화수소와 반응하면 다음 균형 방정식에 따라 질소 가스(N2), 물(H2O) 및 산소 가스(O2)가 생성됩니다.
N2H4 + H2O2 → N2 + 2H2O + O2
이 방정식에 따르면 히드라진과 과산화수소의 몰비는 1:1입니다. 이는 반응에 사용된 히드라진 1몰당 과산화수소 1몰이 소비된다는 의미입니다.
히드라진이 물과 반응하면 화학식 N2H4·H2O를 갖는 히드라진 수화물이 형성됩니다. 이 반응의 균형 화학 반응식은 다음과 같습니다.
N2H4 + H2O → N2H4·H2O
이 방정식에 따르면 히드라진/물 몰비는 1:1입니다. 이는 반응에 사용된 히드라진 1몰당 물 1몰이 소비되고 히드라진 수화물 1몰이 생성된다는 의미입니다.