Synthèse de l'hydrazine

trimix · 23/10/2007, 00h08

Suite à une publication faite par Daihatsu sur leur nouvelle pile à combustible fonctionnant à l'hydrazine (http://www.enerzine.com/14/3111+Sans...cessible+.html), je me pose cette question :

comment synthétise-t-on l'hydrazine ? existe-t-il plusieurs méthode ? quelle est la plus simple ? la plus écolo ? la moins honéreuse ?

Merci pour vos pistes

moco · 23/10/2007, 00h38

L'hydrazine se fabrique par l'action de l'eau de Javel (solution d'hypochlorite de sodium NaClO) sur l'ammoniaque en présence de colloïdes organiques. Si on mélange simplement de l'eau de Javel et de l'ammoniaque, l'ammoniaque se fait oxyder en azote gazeux N₂ par la réaction :
3 NaClO + 2 NH₃ --> 3 NaCl + N₂ + 3 H₂O
Mais si le mélange contient de la gélatine et de l'amidon, une partie de l'ammoniaque NH₃ réagit ainsi :
2 NH₃ + NaClO --> N₂H₄ + NaCl + H₂O.
Personne ne comprend bien pourquoi la gélatine a un tel effet catalytique.
De toute manière, le rendement n'est jamais bon. Il n'y a toujours qu'un faible pourcentage de NH₃ qui se transforme en hydrazine N₂H₄. Mais tant pis, l'industrie s'en contente. L'eau de Javel et l'ammoniaque ne sont pas des produits coûteux.

jgiovan · 23/10/2007, 10h14

accessoirement, l'hydrazine, c'est toxique et dangereux.

Perso, je n'en mettrais jamais dans mon réservoir !

trimix · 23/10/2007, 10h50

jgiovan je sais que c'est toxique, j'ai bossé dans le spatial et à chaque remplissage de satellite, c'était scaphandre obligatoire !
Ceci étant, je ne m'étais jamais posé la question de la fabrication de l'hydrazine !

Pour ce que est d'en mettre dans mon réservoir ce sera surement une autre histoire, mais lit l'article tu verras que Daihatsu à résolu une bonne partie de la question en transformant en hydrazone !

Et puis on remplit certains réservoirs avec de l'hydrogène pur qui lui est explosif donc je pense qu'il n'y pas de solution miracle, mais la réduction de coût probable de la techno de Daihatsu qui s'est affranchi des anodes en platine mérite qu'on s'y interesse surtout si l'hydrazine se fabrique avec des produits courants ! reste à connaître l'impact énergétique et écologique de la fabrication de l'hydrazine !

moco · 23/10/2007, 10h57

Attention ! L'hydrogène pur n'est pas explosif, comme tu le dis. C'est le mélange hydrogène - oxygène qui est explosif.

trimix · 23/10/2007, 11h14

exact moco autant pour moi !

jgiovan · 23/10/2007, 15h32

trimix,

effectivement, j'avais pas lu l'article. L'hydrazine m'avait arrêté...
Ca semble intéressant. Cela-dit, il faudrait faire le bilan énergétique de la production d'hydrazine pour savoir si la solution est vraiment bonne.

En tout cas, c'est toujours une bonne idée de se débarasser du platine. Le prix des métaux nobles n'est pas prêt de baisser ...

Bolzaris · 23/10/2007, 17h41

Citation:

Posté par moco

L'hydrazine se fabrique par l'action de l'eau de Javel (solution d'hypochlorite de sodium NaClO) sur l'ammoniaque en présence de colloïdes organiques. Si on mélange simplement de l'eau de Javel et de l'ammoniaque, l'ammoniaque se fait oxyder en azote gazeux N₂ par la réaction :
3 NaClO + 2 NH₃ --> 3 NaCl + N₂ + 3 H₂O
Mais si le mélange contient de la gélatine et de l'amidon, une partie de l'ammoniaque NH₃ réagit ainsi :
2 NH₃ + NaClO --> N₂H₄ + NaCl + H₂O.
Personne ne comprend bien pourquoi la gélatine a un tel effet catalytique.
De toute manière, le rendement n'est jamais bon. Il n'y a toujours qu'un faible pourcentage de NH₃ qui se transforme en hydrazine N₂H₄. Mais tant pis, l'industrie s'en contente. L'eau de Javel et l'ammoniaque ne sont pas des produits coûteux.

Bonjour,

Lors de la réaction de Raschig, l'hydrazine se décompose 18 fois plus vite qu'il ne se forme. C'est pourquoi il faut un large excès d'ammoniac. L'addition d'un agent complexant au mélange réactionnel permet "d'enlever " tous les ions métalliques présents qui pourraient catalyser la réaction de décomposition. Typiquement de la gélatine est additionnée au mélange, pour complexer les ions et surtout les ions Cu(II) très efficace pour décomposer l'hydrazine (même, a quelque pmm)

Le procédé industriel est le suivant ; on prépare la solution d'hypochlorite de sodium en additionnant, le chlore à une solution de soude maintenu, à 0°C dans un ratio molaire 1:2. Une fois l'addition faite, un large excès d'ammoniac est introduit sous pression, l'hexotemisité de la réaction fait monter la température à 120°C. dans ses conditions l'hydrazine est produite à 75% (par rapport a l'hypochlorite de sodium) après distillation de l'ammoniac (recycler) on obtient une solution d'hydrazine à 64% (massique ?)

Le problème de ce procédé c'est qu'il forme de l'hydrazine en solution aqueuse.

Deux autres procédés peuvent être employés. Le procédé Berbau-Bayer et le procédé Pechiny-Ugine-Kuhlmann

Berbau-Bayer

Le procédé utilise l'ammoniac, l'acétone, et l'hypochlorite de sodium a 35°C
L'addition d'acétone forme une ketazine (cetazine en français ?) et protège de la rection avec la chloroamine.

H2N-H2N + 2Acétone ---> ketazine

Une hydrolyse permet de récupérer l'hydrazine.

Pechiny-Ugine-Kuhlmann, l'hypochlorite de sodium est remplacé par une solution d'eau oxygénée.

trimix · 24/10/2007, 12h21

Un grand merci à Bolzaris !

Bon visiblement la production d'hydrazine à l'air assez simple au vue des produits mis en oeuvre et du mode opératoire utilisé. Donc la PAC inventée par Daihatsu m'a l'air vraiment interessante.
Par contre, quel type de réaction se passe-t-il pour synthétiser l'hydrazone dans le réservoir ?

trimix · 24/10/2007, 17h36

l'article dont j'ai donné le lien dans le 1er post parle de synthétiser l'hydrazine à partir de N2 et de H2 ! comment ça se passe ?
ensuite sous quel forme se présente l'hydrazone et pourquoi ne l'utilise-t-on pas directement comme carburant pour faire le plein ! comme ça un peu d'eau, un peu d'hydrazone et roulez jeunesse !

ObjectifTerre · 08/12/2007, 19h40

Certaines bactéries produisent de l'hydrazine :

(...) Kuenenia stuttgartiensis, une bactérie du groupe anammox. Les bactéries réalisant l'oxydation anaérobie de l'ammoniaque, appelée anammox pour «anaerobic ammonium oxydation» font partie de la division des Planctomycètes, un groupe de bactéries mal connues, longtemps ignorées des microbiologistes, mais qui comprend de nombreuses espèces dotées de particularités uniques originales. La réaction anammox qui transforme l'ammoniaque et les nitrites en azote gazeux en milieu anaérobie est un élément majeur du cycle de l'azote. On estime actuellement qu'elle contribue à plus de 50% de la transformation de l'azote dans les océans. Cette transformation, produit comme intermédiaire de l'hydrazine [N2H4], une substance hautement toxique dont les cellules se protègent en la confinant dans une vésicule appelée « anammoxosome », identifiée comme étant le siège des réactions chimiques. La membrane de cette vésicule, parfaitement imperméable est constituée majoritairement de lipides particuliers, les ladderanes, découverts récemment et dont la biosynthèse est inconnue. (...)
http://www.cns.fr/externe/Francais/A.../040406_1.html

http://www.nature.com/nature/journal...e01472_F1.html

Pipokito · 08/12/2007, 22h52

pour rebondir sur le sujet des carburants alternatifs je suis tombé sur un site parlant du gaz de brown et apparement cela est révolutionaire mais pourtant on en entend pas parler, ce serait alros du n'importe quoi?

le site:http://quanthomme.free.fr/carburant/GazBrown.htm

DEFICIT · 19/01/2008, 12h14

Citation:

Posté par jgiovan

trimix,

effectivement, j'avais pas lu l'article. L'hydrazine m'avait arrêté...
Ca semble intéressant. Cela-dit, il faudrait faire le bilan énergétique de la production d'hydrazine pour savoir si la solution est vraiment bonne.

En tout cas, c'est toujours une bonne idée de se débarasser du platine. Le prix des métaux nobles n'est pas prêt de baisser ...

Je me permets de vous orienter vous et vos amis sur ce forum dédié à la chimie, bien que la physique fait partie intégrante de la chimie; sur un livre qui date de 1972 LES EMPIRES DE LA CHIMIE MODERNE de Jacques Bergier, qui a découvert en 1936 avec Mr André Helbronner le moyen de ralentir les neutrons avec de l'eau lourde ainsi que la synthése du polonium, en 1950 il invente le refroidissement électronique des réacteurs nucléaires.
Je vous recommande fortement ce livre qui vous renseignera sur les différents procédés de Volpine et Chour qui utilisent des catalyseurs de types sandwich,
pour fabriquer entre autre de l'hydrazine, des protéines et en même temps de dépolluer cette planéte.
Par contre, si vous voulez approfondir sur les chimistes Russes qu'étaient Volpine et chour, vous constaterez que leurs travaux ont je pense volontairement été mis dans le tiroir des oubliettes

Bonnes recherches et sentiments respectueux.