هیدرازین هیدرات چیست؟

هیدرازین هیدرات، ماده خام صنعتی مهمی است که از آن در داروسازی، تصفیه آب، ساخت مواد منفجره و سوخت موشک استفاده می‌شود. با پیشرفت علم و فناوری و بهبود مستمر استانداردهای زندگی انسان، زمینه‌های کاربرد آن نیز در حال گسترش است. در سال 2022، اندازه بازار جهانی این ماده 551 میلیون دلار بود و تخمین زده می‌شود تا سال 2027 به 700 میلیون دلار آمریکا برسد.

ویژگی‌ها و خواص شیمیایی و فیزیکی

این ماده با فرمول (N2H4·H2O) یک مایع بی‌رنگ است که از مولکول‌های هیدرازین (N2H4) همراه با مولکول‌های آب (H2O) تشکیل شده است. این ماده شیمیایی با نام‌های هیدرازین مونوهیدرات و هیدروکسید هیدرازینیوم نیز شناخته می‌شود. هیدرازین هیدرات با توجه به غلظت در انواع 35، 40، 55، 64، 80، 85 درصد و 100 درصد موجود است. در این میان نوع 80 درصد با حلال‌هایی مانند اتر و کلروفرم غیر قابل اختلاط و با آب و اتانول قابل اختلاط هستند. برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی این ماده به شرح زیر است:

• مایع بی رنگ، شفاف و روغنی با بوی ملایم آمونیاک
• چگالی: 1.03 گرم در میلی‌لیتر در 20 درجه سانتی‌گراد
• نقطه ذوب: 57- درجه سانتی‌گراد
• نقطه‌جوش: 120.1 درجه سانتی‌گراد (لیتر)
• نقطه اشتعال: 204 درجه فارنهایت
• فشار بخار: 25 درجه سانتی‌گراد

هیدرازین هیدرات یک ماده شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر است که می‌تواند با برخی مواد شیمیایی دیگر مانند اسیدها، اکسید‌کننده‌ها و پودرهای فلزی به شدت واکنش نشان دهد. این ماده هم خاصیت بازی و هم خاصیت اسیدی دارد و همچنین به‌عنوان یک عامل کاهنده عمل می‌کند. هیدرات هیدرازین نسبتا ناپایدار است و خصوصا در شرایطی مانند دمای بالا، قرار گرفتن در معرض نور یا تماس با کاتالیزورهای خاص، می‌تواند به‌سرعت تجزیه شود. در حال حاضر روش‌های زیادی برای تهیه این ماده وجود دارد که عمدتا شامل چهار روش راشیگ، اوره، کتازین و پراکسید هیدروژن است.

کاربردهای هیدرازین هیدرات

کاربردهای گوناگونی برای این ماده وجود دارد و در سال‌های اخیر نیز، دامنه استفاده آن در حال افزایش است. عمده این کاربردها به شرح زیر است:

کشاورزی

این ماده یک واسطه مهم در تولید آفت‌کش‌ها است و می‌توان از آن برای تهیه حشره‌کش‌ها، کنه‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها و تنظیم‌کننده‌ رشد گیاهان استفاده کرد. از ماده خام این محصول نیز می‌توان یک سری آفت‌کش‌های ارگانوفسفره تولید کرد. تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی مانند مالئیک هیدرازید، پاکلوبوترازول و یونیکون آزول نیز از هیدرات هیدرازین تهیه می‌شوند.

داروسازی

هیدرازین یک واسطه خوب در صنعت داروسازی است. داروهای ضد سل تولید شده توسط این ماده شامل ایزونیازید تیوره و داروهای ضد سرطان ساخته شده شامل هیدرازون و آلوپورینول است.

صنایع نظامی

هیدرازین هیدرات طولانی‌ترین سابقه کاربرد نظامی را دارد. اولین تولید صنعتی هیدرازین برای تامین سوخت راکت‌های نظامی بود. هیدرازین یک سوخت خود اشتعال است، یعنی قابلیت اشتعال خود به خودی در هنگام برخورد با یک اکسیدان را دارد. همچنین می‌تواند به‌طور خودکار در هنگام برخورد با کاتالیزور تجزیه و کاتالیز شود. از این رو در زمینه فناوری پیشرفته، از خلوص بالای این ماده برای تولید سوخت موشک و مواد منفجره استفاده می‌شود.

علاوه بر کاربردهای مذکور، از هیدرازین هیدرات به‌عنوان یک عامل کاهنده یا واسطه سنتز در بخش‌های مختلف صنعتی مانند تصفیه آب (پساب، بویلرهای صنعتی)، فرآیند تصفیه شیمیایی (فلزات، استخراج معادن) استفاده می‌شود. همچنین از این ماده در تهیه فوم پلیمری، کاتالیزورهای پلیمریزاسیون و گاز مورد استفاده در کیسه هوا نیز استفاده می‌‌شود.

اقدامات ایمنی:

در نظر داشته باشید که این ماده بسیار سمی است و در صورت مصرف، استنشاق یا جذب از طریق پوست باعث سوختگی شدید، آسیب ریه و حتی مرگ می‌شود. هنگام استفاده از آن اقدامات ایمنی زیر را در نظر بگیرید:

• هنگام کار با هیدرازین هیدرات از تجهیزات حفاظت فردی مناسب (PPE) استفاده کنید.
• از ابزارهای ساخته شده بدون جرقه بهره ببرید و از تماس مستقیم با پوست یا لباس خودداری شود.
• در صورت نشت، فورا محل را تخلیه و مکان را تهویه کنید.

جمع‌بندی

هیدرازین هیدرات (N2H4·H2O) یک ماده بی‌رنگ و خام است که در زمینه‌های مختلف از صنعت تا کشاورزی کاربرد دارد. این ماده به اسیدها، اکسید کننده‌ها و پودرهای فلزی به شدت واکنش نشان می‌دهد و نسبتا ناپایدار است. اگر این ماده را در معرض نور یا دمای بالا قرار دهید به سرعت تجزیه می‌شود. هنگام استفاده از این ماده حتما موارد ایمنی را رعایت کنید.

منابع