Hydraziniumsulfat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hydraziniumsulfat
Andere Namen	Hydrazinsulfat Hydrazoniumsulfat
Summenformel	H6N2O4S
CAS-Nummer	10034-93-2
PubChem	24842
Kurzbeschreibung	farbloser, kristalliner, geruchloser Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	130,12 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,37 g·cm−3 (20 °C)[1]
Schmelzpunkt	254 °C (unter Zersetzung)[1]
Löslichkeit	schlecht in Wasser (30 g·l−1 bei 20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gefahr H- und P-Sätze H: 350-301-311-331-317-410 EUH: keine EUH-Sätze P: 201-​273-​280-​302+352-​304+340-​309-​310Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2] Giftig Umwelt- gefährlich (T) (N) R- und S-Sätze R: 45-23/24/25-43-50/53 S: 53-45-60-61
LD50	201 mg·kg−1/8Tage (Mensch, oral, TDLo)[3] 434 mg·kg−1 (Maus, oral) [4] 601 mg·kg−1 (Ratte, oral) [5][6]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Hydraziniumsulfat ist ein Salz des Hydrazins und der Schwefelsäure. Der farblose Stoff ist ein Zwischenprodukt bei der Reindarstellung von Hydrazin.

Gewinnung und Darstellung

Durch die Reaktion von Schwefelsäure mit Hydrazin

$\mathrm{N_2H_4 \ + \ H_2SO_4 \longrightarrow \ N_2H_6SO_4}$

oder Hydrazinhydrat

$\mathrm{N_2H_5OH \ + \ H_2SO_4 \longrightarrow \ N_2H_6SO_4 \ + \ H_2O}$

lässt sich das Sulfat darstellen.

Im Labormaßstab lässt sich das N₂H₆SO₄ durch die Reaktion einer Harnstofflösung mit basifizierter NaOCl-Lösung und anschließender Ansäuerung mit Schwefelsäure darstellen:^[7]

$\mathrm{CO(NH_2)_2 \ + \ NaOCl \ + \ 2 \ NaOH \longrightarrow }$

$\mathrm{N_2H_4 \ + \ NaCl \ + \ Na_2CO_3 \ + \ H_2O}$

$\mathrm{N_2H_4 \ + \ H_2SO_4 \longrightarrow \ N_2H_6SO_4}$

Bei einer weiteren Laborsynthese wird eine Hydraziniumazidlösung mit Schwefelsäure umgesetzt, wobei das schwer lösliche Hydraziniumsulfat ausfällt.^[8]

$\mathrm{N_2H_5N_3 \ + \ H_2SO_4 \longrightarrow \ N_2H_6SO_4 \ + \ HN_3}$

Eigenschaften

Hydrazinsulfat bildet weiße bis farblose Kristalle. Es ist in kaltem Wasser wesentlich schlechter löslich, als in heißem, was bei der Laborsynthese von Hydrazin (N₂H₄) ausgenutzt wird, indem man das Hydrazin zur Reinigung als Sulfat auskristallisieren lässt und anschließend noch einmal umkristallisiert, um im weiteren Verlauf wieder das Hydrazin(hydrat) freizusetzen.

Das Salz kristallisiert in einem orthorhombischen Kristallgitter mit der Raumgruppe P2₁2₁2₁.^[8] Es wurde in der festen Phase eine N₂H₆²⁺SO₄^2--Struktur nachgewiesen, die wegen einer wesentlich höheren Gitterenergie gegenüber einer N₂H₅⁺HSO₄^--Struktur bevorzugt wird.^[8] In wäßriger Lösung erfolgt wegen des sehr niedrigen zweiten K_B2-Wertes des Hydrazins eine sofortige Gleichgewichtseinstellung zu N₂H₅⁺- und HSO₄^--Ionen.^[8]

Bei 254 °C schmilzt das N₂H₆SO₄, wobei es schon bei einer Temperatur von etwa 250 °C beginnt, sich zu zersetzen.^[6] Beim Glühen des reinen Produkts bleibt kein Rückstand, was als Reinheitstest von Hydrazinsulfat benutzt werden kann.

Verwendung

Das Sulfat findet als Reduktionsmittel Verwendung (Mineralanalyse) und es dient als Trennungsreagenz bei der Herstellung von Polonium. Darüber hinaus benutzt man es zur Synthese von Aziden und Hydrazinhydrat

Sicherheitshinweise

Hydraziniumsulfat stellt ein kräftiges Reduktionsmittel dar und sollte daher nicht mit Oxidationsmitteln in Kontakt gebracht werden. Beim Menschen zeigten sich bei einer Gabe von 201 mg/kg Körpergewicht über einen Zeitraum von acht Tagen Schläfrigkeit, Übelkeit und Parästhesie.^[3] Es ist die Gefahr der Sensibilisierung bei Hautkontakt möglich. Darüber hinaus ist Hydraziniumsulfat beim Menschen wahrscheinlich krebserzeugend.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} Eintrag zu CAS-Nr. 10034-93-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. September 2008 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ Nicht explizit in RL 67/548/EWG, Anh. I gelistet, fällt aber dort mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Sammelbegriff „Salze des Hydrazins“; Eintrag in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. März 2009 (JavaScript erforderlich)
3. ↑ ^{a b} Cancer Chemotherapy Reports, Part 1. Vol. 59, Pg. 1151, 1975.
4. ↑ Gigiena Truda i Professional'nye Zabolevaniya. Labor Hygiene and Occupational Diseases. Vol. 28(12), Pg. 56, 1984.
5. ↑ Sbornik Vysledku Toxixologickeho Vysetreni Latek A Pripravku, Marhold, J.V., Institut Pro Vychovu Vedoucicn Pracovniku Chemickeho Prumyclu Praha, Czechoslovakia, Pg. 15, 1972.
6. ↑ ^{a b} Sicherheitsdatenblatt (Merck)
7. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 468.
8. ↑ ^{a b c d} Klapötke, T.M.; White, P.S.; Reaction of hydrazinium azide with sulfuric acid: The X-ray structure of [N₂H₆][SO₄] in Polyhedron 15 (1996) 2579–2582, doi:10.1016/0277-5387(95)00527-7.