El dinitrógeno (N2) es bastante inactivo y la hidrazina no se puede obtener directamente del nitrógeno. En primer lugar, el nitrógeno debe convertirse en amoníaco. La síntesis industrial de amoníaco necesita hidrógeno producido industrialmente para reaccionar con el nitrógeno atmosférico. La reacción es catalizada por magnetita (Fe3O4) u otros compuestos de hierro y tiene lugar en cca. 100 atm y 450 grados celsius:
N2 + 3H2 => 2NH3
A partir del amoníaco hay varias formas de sintetizar hidrazina. La forma más utilizada de síntesis es la reacción de amoníaco con hipoclorito de sodio para producir cloramina:
NH3 + NaClO => NH2Cl + NaOH
Ahora, la cloramina además reacciona con un amoniaco más equivalente para producir hidrazina:
NH2Cl + NH3 => NH2-NH2 + HCl
La hidrazina se puede convertir en dinitrógeno cuando es catalizada por metales como el iridio (Ir) soportado por alúmina (Al2O3) o nanofibras de carbono:
N2H4 => N2 + 2H2
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