# Nitrato de hidrazina de níquel

Nitrato de hidrazina de níquel, mais conhecido pela sigla NHN (fórmula química: [Ni(N$_2$H$_4$)$_3$](NO$_3$)$_2$) é um composto de coordenação muito energético com propriedades explosivas que o colocam entre um explosivo primário e um secundário.

## Preparação

A preparação do nitrato de hidrazina de níquel é realizada combinando nitrato de níquel com uma solução diluída de hidrato de hidrazina (64%) em água. É importante manter a solução aquecida a 65 °C. o correspondente a 0,1% em massa do sistema total em dextrina pode ser adicionada para aumentar a densidade aparente de 0,9 mg/cm$^3$ para 1,2 mg/cm$^3$ e facilitar a reação.
A reação química de obtenção deste composto é:
:$\mathrm {Ni(NO_{3})_{2}+3\ N_{2}H_{4}\longrightarrow [Ni(N_{2}H_{4})_{3}](NO_{3})_{2}}$
NHN produzido com sucesso é um pó de cor violácea com textura de talco quando seco. O nitrato de hidrazina de níquel produzido sem sucesso formará grãos duros que precisam ser esmagados e, em seguida, mantêm uma consistência de grãos de areia. Este último é o resultado da mistura com uma temperatura mais baixa e usando álcool em vez de água como solução de mistura.
Molhar o NHN enxaguado com álcool e, em seguida, proceder a secagem a vácuo é o método preferido para acelerar o processo de secagem do NHN.

## Estrutura

O NHN é um complexo de coordenação de estrutura polimérica na qual as moléculas de hidrazina (N$_2$H$_4$) atuam como um ligante bidentado usando os dois pares de elétrons não-ligantes dos dois nitrogênios atuando como ligantes-ponte entre os átomos de níquel, os quais são hexacoordenados, formando uma cadeia polimérica catiônica [Ni$^{2+}$(H$_2$N—NH$_2$)$_3$Ni$^{2+}$(H$_2$N—NH$_2$)$_3$]$_n$, com os íons nitrato como contra-íons.

## Propriedades

O NHN é um sólido de cor lilás pouco solúvel em água. É térmica e hidroliticamente estável, facilmente preparado a partir de matérias-primas disponíveis. Seu líquido de preparação pode ser usado repetidamente, o que significa que não há poluição das águas residuais na fabricação industrial. O NHN não é sensível ao impacto, à fricção ou à carga eletrostática, mas é mais sensível à chama. Está demonstrado que o NHN é adequado como substituto da azida de chumbo como carga intermediária em detonadores comerciais.
O nitrato de hidrazina-níquel é um potencial explosivo primário que mostra boa resistência ao impacto, enquanto ainda é facilmente detonado por uma chama.  Isso significa que o sal complexo pode ser mais seguro para manipular do que outros explosivis primários.
A sensibilidade ao impacto (o valor de altura de queda do martelo no qual a amostra possui 50% de chance de detonação) é de 84 cm. É resistente ao atrito até 10 N, resistente à descarga eletrostática, mas é sensível à chama e explode em contato com um fio aquecido ao rubro.
Outra vantagem, pequenas quantidades do composto não precisam de confinamento para detonar. O nitrato de hidrazina-níquel mostra excelente potência inicial para um primário. A velocidade de detonação 7 km/s.

## Tabela 1. Propriedades Gerais e Estruturais do Nitrato de hidrazina de níquel

| Fórmula molecular | Ni(N$_2$H$_4$)$_3$(NO$_3$)$_2$ |
| Massa molecular | 278.69 |
| Cor | Púrpura/Violeta claro |
| Densidade dos cristais (g/cm$^3$) | 2.1 |
| Média do tamanho das partículas (μm) | 13 |
| Conteúdo de níquel (%) | 21.16 (21.06) $^a$ |
| Conteúdo de hidrazina (%) | 34.46 (34.45) $^a$ |
| Conteúdo de nitrato (%) | 44.47 (44.49) $^a$ |
| Conteúdo de nitrogênio na esfera de coordenação (%) | 30.25 (30.14) $^a$ |
| FTIR peaks, (cm$^{−1}$) | 3238, 1630 (NH$_2$); 1356,1321 (-NO$_3$) |
| Conteúdo de mistura (a 333 K por 10 min) (%) | 0.34 |
| Média de massa molecular dos produtos de combustão | 27.35 |
| porcentagem de Ni (l) condensável | 18 |
| Razão oxigênio-combustível | 0.8571 |
| Balanço de oxigênio % | -5.74 |
$^a$ - Valores teorizados

## Tabela 2. Propriedades comparativas de nitrato de hidrazina de níquel e azoteto de chumbo

| Propriedades | Nitrato de hidrazina de níquel $^a$ | Azoteto de chumbo $^b$ |
| Densidade (g/cm3) | 2.12 | 4.38 |
| Balanço de oxigênio (%) | – 5.74 $^c$ | – 5.50 |
| Calor de combustão (kJ/kg) | 5225 | 2635 |
| Calor de formação (kJ/mol) | – 449 | 469 |
| Calor de explosão (kJ/kg) | 4390 | 1610 |
| Início da decomposição (K) | 505.7 | 463 |
| Pico de decomposição (K) | 506.5 | 618 |
| Sensbilidade à fricção (kgf) | 1.6 | 0.02 |
| Sensibilidade​ ao impacto (cm, 400 g wt, 20 mg amostra, 50% explosão) | 21 $^b$ | 10.5 |
| Sensibilidade​ ESD (J) | 0.02 $^b$ | 0.003 |
| Vol. de gases de detonação (ml/g) | 884 $^c$ | 308 |
| Temperatura de detonação (K) | 2342 $^c$ | 5600 |
| Pressão de detonação (GPa) | 20.8 $^c$ (1.7 g/cm$^3$) | 16.1 (3.0 g/cm$^3$) |
| Velocidade de detonação (m/s) | 7000 $^b$ (1.7 g/cm$^3$) | 4630 (3.0 g/cm$^3$) |
$^a$ Valores experimentais, $^b$ valores na literatura, and $^c$ valores teorizados

## Detonação

O nitrato de hidrazina-níquel precisa de confinamento para fazer corretamente a deflagração para a transição de detonação. Tubo de aço fino 5/16 "OD, 0.273" ID, parede de 0.020 "é suficiente para que isso ocorra.
A reação de decomposição é:
[Ni(N$_2$H$_4$)$_3$](NO$_3$)$_2$$_{(s)}$ → Ni$_{(s)}$ + 4N$_2$$_{(g)}$ + 6H$_2$O$_{(g)}$

## Segurança

Como um explosivo primário, o NHN é um explosivo relativamente seguro para trabalhar por ter muito menos sensibilidade ao choque e à fricção do que outros explosivos primários, tais como o azoteto de chumbo (Pb(N$_3$)$_2$). Por conter níquel e hidrazina na composição, o NHN é considerado altamente tóxico, potencialmente cancerígeno.