Hidrazina

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

Hidrazina sangat beracun dan berbahaya karena sifatnya yang tidak stabil kecuali ditangani dalam larutan. ,  pasar hidrazina hidrat mencapai $350 juta. 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 
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. Namun, 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 
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 
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 
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 

Nama "hidrazina" dicetuskan oleh Emil Fischer pada tahun 1875; ia berusaha menghasilkan senyawa organik yang terdiri dari hidrazina mono-tersubstitusi. 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. Hidrazina anhidrat murni pertama kali disiapkan oleh ahli kimia Belanda Lobry de Bruyn pada tahun 1895.

 Sifat Fisik dan Kimia Hidrazin 
SifatHidrazin1,1-Dimetilhidrazina1,2-DimetilhidrazinaReferensiBerat molekul32.0560.1060.10HSDB tahun 1993WarnaTanpa warnaTanpa warnaTanpa warnaHSDB tahun 1993Keadaan fisikCairanCairanCairanHSDB tahun 1993Titik lebur2 derajat celcius -58 derajat celcius -9 °CHSDB tahun 1993Titik didih113,5 °C63,9 °C81 derajat celciusWHO tahun 1987Kepadatan1,0036 g/mL pada suhu 25 °C0,7914 g/mL pada suhu 25 °C0,8274 g/mL pada suhu 20 °CHSDB 1993; WHO 1987BauAmonia, berbau tajam, amisAmonia, berbau amisAmoniakHSDB 1993; WHO 1987Ambang batas bau:Air160 mg/LTidak ada dataTidak ada dataAmoore dan Hautala 1983Udara3–4 mg/ m312–20 mg/ m3Tidak ada dataRut tahun 1986Kelarutan:AirDapat bercampurDapat bercampurDapat bercampurBudavari dkk. 1989 ; HSDB 1993Pelarut organikDapat bercampur dengan alkohol, tidak larut dalam kloroform dan eterDapat bercampur dengan alkohol, eter, dimetil formamida dan hidrokarbonDapat bercampur dengan alkohol, eter, dimetil formamida dan hidrokarbonACGIH 1991a, 1991b; Budavari dkk. 1989Koefisien partisi:Log K ow -3,08Tidak ada dataTidak ada dataRadding dkk. 1977 ; Poitrast dkk. 1988 -1,07Log K ocTidak ada dataTidak ada dataTidak ada dataTekanan uap10,4-16 mmHg pada suhu 20 °C157 mmHg pada suhu 25 °C68 mmHg pada suhu 24 °CHSDB 1993; Verschueren 1983 ; SIAPA 1987Konstanta hukum HenryTidak ada dataTidak ada dataTidak ada dataSuhu penyalaan otomatisTidak ada data249 °CTidak ada dataTitik nyala38 °C (cangkir terbuka)−15 °C (cangkir tertutup)<23 °C (cangkir tertutup)HSDB 1993; WHO 1987Batasan mudah terbakar1,8-100%Tidak ada dataTidak ada dataWHO tahun 1987Faktor konversi1 ppm = 1,31 mg/ m31 ppm = 2,5 mg/ m31 ppm = 2,5 ing/ m3HSDB 1993; Verschueren 1983 ; SIAPA 19871 mg/m3 = 0,76 ppm1 mg/m3 = 0,407 ppm1 mg/m3 = 0,407 ppmBatasan eksplosif4,7-100%2-95%Tidak ada dataACGIH 1991a, 1991b

 Efek negatif 
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 
 Diazena
 Hidrazina sulfat
 Roket berbahan bakar cair
 Roket monopropelan
 Propelan roket cair
 Kendaraan peluncur antariksa
 Wahana antariksa
 Mesin roket
 Pendorong vernier
 Apogee motor
 Landasan peluncuran
 Bandar antariksa
 Bahan bakar roket
 Propulsi roket
 Kriogenik (bahan bakar) penyimpanan pada temperatur yang sangat rendah berupa cair gas seperti hidrogen cair.
 Hipergolik (propelan) mudah menyala spontan ketika kontak kombinai komponen propelan eperti bahan bakar dan oksidator.
 Oksidator
 Oksigen cair
 Hidrogen cair
 RP-1 Rocket Propellant 1 atau Refined Petroleum 1
 Dinitrogen tetroksida N2O4
 Proses peroksida adalah metode untuk produksi industri hidrazin.
 Monometilhidrazina
 Dimetilhidrazin tak simetris UDMH
 Gaya dorong
 Propulsi wahana antariksa
 Peroksida uji tinggi
 Monopropelan
 Dinitrogen monoksida
 Amonium dinitramida
 Hidrogen peroksida
 Hidroksilamonium nitrat
 Nitrometana
 Katalisis
 Uap
 Oksigen
 Propelan
 Roket
 Bipropelan

 Referensi 

 The Late Show with Rob! Tonight's Special Guest: Hydrazine (PDF)—Robert Matunas
 Hydrazine—chemical product info: properties, production, applications.
 Hydrazine toxicity 
 CDC—NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards


Kategori:Basa
Kategori:Pencemar udara berbahaya
Kategori:Propelan roket
Kategori:Propelan roket cair
Kategori:Bahan pendorong
Kategori:Monopropelan
Kategori:Bipropelan
Kategori:Bahan bakar roket
Kategori:Penghambat korosi
Kategori:Penghambat oksidase monoamina
Kategori:Reduktor
Kategori:Hidrida nitrogen
Kategori:Karsinogen IARC Golongan 2B
Kategori:Konstituen asap tembakau
Kategori:Senyawa nitrogen