Гидроксиламин

Гидроксиламин
Общие
Систематическое наименование	Гидроксиламин
Традиционные названия	Гидроксиламин, аминол, гидроксиамин
Хим. формула	NH2OH
Рац. формула	NH3O
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	33,0298 г/моль
Плотность	1,21 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	33 °C
• кипения	58 °C
• разложения	100 °C
• вспышки	129 °C
• самовоспламенения	265 °C
Энтальпия
• образования	—115,1 кДж/моль
Давление пара	22 мм рт. ст. (при 58 °С)
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты [math]\displaystyle{ pK_a }[/math]	основность 5,97
Растворимость
• в воде	смешивается
Структура
Дипольный момент	0,67553 Д
Классификация
Рег. номер CAS	[7803-49-8]
PubChem	787
RTECS	NC2975000
Безопасность
Предельная концентрация	20 мг/м³
ЛД50	200 - 1400 мг/кг
Токсичность	умеренная (относительно фосфина — низкая), 4 класс опасности (вредных веществ ГОСТ 12.1.007-76) — малоопасные, ПДК р. з. = 20 мг/м3
NFPA 704	1 2 3
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Гидроксилами́н (аминóл, гидроксиами́н, NH₂OH) — неорганическое соединение, бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде с образованием гидрата NH₂ОН·Н₂О.

Свойства

• В водном растворе диссоциирует по основному типу, являясь слабым основанием:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NH_2OH + H_2O \rightarrow [NH_3OH]^+ + OH^-} }[/math] K_o = 2⋅10⁻⁸

Может также диссоциировать и по кислотному типу с рКа = 14,02:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NH_2OH + H_2O \rightarrow NH_2O^- + H_3O^+} }[/math]

В кислом водном растворе гидроксиламин устойчив, однако ионы переходных металлов катализируют его распад.
Подобно NH₃, гидроксиламин реагирует с кислотами, образуя соли гидроксиламиния, например:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NH_2OH + HCl \rightarrow [NH_3OH]Cl} }[/math]

• На воздухе соединение является нестабильным:

[math]\displaystyle{ \mathsf{3NH_2OH \rightarrow N_2 + NH_3 + 3H_2O} }[/math]

но при давлении в 3 кПа (2,25 мм рт.ст.) плавится при 32 °С и кипит при 57 °С без разложения.

• Легко окисляется кислородом воздуха:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4NH_2OH + O_2 \rightarrow 6H_2O + 2N_2} }[/math]

• Гидроксиламин проявляет свойства восстановителя, при действии на него окислителей выделяются N₂ или N₂O:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2NH_2OH + I_2 + 2KOH \rightarrow N_2 + 2KI + 4H_2O} }[/math]

• В некоторых реакциях NH₂OH проявляются окислительные свойства, при этом он восстанавливается до NH₃ или NH₄⁺, например:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NH_2OH + H_2S \rightarrow NH_3 + S + H_2O} }[/math]

• Гидроксиламин, взаимодействуя с альдегидами и кетонами, образует оксимы:R—CH=NOH и R₂—C=NOH.

• Окисляется до оксида азота(I) в реакции раствора гидрохлорида гидроксиламина с раствором нитрита натрия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NH_2OH * HCl + NaNO_2\rightarrow N_2O\uparrow + NaCl+ 2H_2O.} }[/math]

Эта реакция используется для безопасного получения оксида азота(I) в лаборатории

Получение

В лаборатории получают разложением в вакууме солей гидроксиламина: (NH₃OH)₃PO₄ или [Mg(NH₂OH)₆](ClO₄)₂.

Спиртовой раствор гидроксиламина можно получить действием этанола на NH₃OHCl.

В промышленности соли гидроксиламина получают восстановлением NO водородом в присутствии платинового катализатора или гидрированием азотной кислоты, а также действием на азотную кислоту атомарным водородом:

[math]\displaystyle{ \mathsf{HNO_3 + 6[H] \rightarrow NH_2OH + 2H_2O} }[/math]

Требования безопасности

Гидроксиламин — токсичное вещество. В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 гидроксиламин является токсичным малоопасным веществом по воздействию на организм, 4-го класса опасности. Рекомендуемая ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 20 мг/м³ (для вещества, близкого по физиологическому действию — аммиака). В больших концентрациях гидроксиламин раздражает слизистые оболочки; вредно воздействует на нервную систему. При превышении ПДК превращает гемоглобин крови в метгемоглобин. ЛД50 для крыс — 200—1400 мг/кг (при пероральном введении).

Применение

Важнейшей солью гидроксиламина является солянокислый (NH₂OH·HCl), также используют гидроксиламин сернокислый ((NH₂OH)₂·H₂SO₄).

Гидроксиламин и его соли применяются:

• в органическом синтезе;
• как восстановитель в неорганическом анализе;
• для количественного определения формальдегида, фурфурола, камфоры, глюкозы;
• в фотографии;
• в медицине.

Использование в фотографии

Соли гидроксиламина используются в фотографии как сохраняющее средство в цветных проявителях. При черно-белой обработке в качестве основного сохраняющего вещества используют сульфит натрия. Однако, при цветофотографической обработке, сульфит натрия связывает окисленную форму цветного проявляющего вещества и тем самым снижает выход красителя, поэтому его количество не должно превышать 4 г/литр, чего недостаточно для предотвращения быстрого разложения проявляющего раствора. Для решения проблемы, в состав раствора может быть введен гидроксиламин в количестве до 3 г/литр. Взаимодействуя с сульфитом, он образует соединение, которое эффективно сохраняет цветное проявляющее вещество.

Поскольку сам гидроксиламин также является проявляющим веществом и в указанной концентрации (3 г/л) при проявлении восстанавливает до 15 % металлического серебра (что снижает эффективный выход красителя, ухудшая качество изображения), то такая концентрация является предельно допустимым максимумом. Если проявляющий раствор не требуется хранить, а планируется использовать сразу, то гидроксиламин желательно исключить из состава проявителя.

При приготовлении сухих наборов проявителей не следует смешивать соли гидроксиламина с остальными компонентами, в особенности с сульфитом натрия, так как это может инициировать взрывную реакцию.

Литература

• Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
• Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994