Nitrato de hidrazina de níquel, mais conhecido pela sigla NHN (fórmula química: [Ni(N2H4)3](NO3)2) é um composto de coordenação muito energético com propriedades explosivas que o colocam entre um explosivo primário e um secundário.

Preparação

miniaturadaimagem|Amostra do nitrato de hidrazina de níquel.

A preparação do nitrato de hidrazina de níquel é realizada combinando nitrato de níquel com uma solução diluída de hidrato de hidrazina (64%) em água. É importante manter a solução aquecida a 65 °C. o correspondente a 0,1% em massa do sistema total em dextrina pode ser adicionada para aumentar a densidade aparente de 0,9 mg/cm3 para 1,2 mg/cm3 e facilitar a reação.

A reação química de obtenção deste composto é:

NHN produzido com sucesso é um pó de cor violácea com textura de talco quando seco. O nitrato de hidrazina de níquel produzido sem sucesso formará grãos duros que precisam ser esmagados e, em seguida, mantêm uma consistência de grãos de areia. Este último é o resultado da mistura com uma temperatura mais baixa e usando álcool em vez de água como solução de mistura.

Molhar o NHN enxaguado com álcool e, em seguida, proceder a secagem a vácuo é o método preferido para acelerar o processo de secagem do NHN.

Estrutura miniaturadaimagem|Estrutura polimérica do complexo nitrato de tris(hidrazina) níquel II. O NHN é um complexo de coordenação de estrutura polimérica na qual as moléculas de hidrazina (N2H4) atuam como um ligante bidentado usando os dois pares de elétrons não-ligantes dos dois nitrogênios atuando como ligantes-ponte entre os átomos de níquel, os quais são hexacoordenados, formando uma cadeia polimérica catiônica [Ni2+(H2N—NH2)3Ni2+(H2N—NH2)3]n, com os íons nitrato como contra-íons.https://www.researchgate.net/figure/287974750_fig1_Fig-1-1D-energetic-MOFs-of-nickel-hydrazine-perchlorate-left-and-nickel

Propriedades O NHN é um sólido de cor lilás pouco solúvel em água. É térmica e hidroliticamente estável, facilmente preparado a partir de matérias-primas disponíveis. Seu líquido de preparação pode ser usado repetidamente, o que significa que não há poluição das águas residuais na fabricação industrial. O NHN não é sensível ao impacto, à fricção ou à carga eletrostática, mas é mais sensível à chama. Está demonstrado que o NHN é adequado como substituto da azida de chumbo como carga intermediária em detonadores comerciais.

O nitrato de hidrazina-níquel é um potencial explosivo primário que mostra boa resistência ao impacto, enquanto ainda é facilmente detonado por uma chama.  Isso significa que o sal complexo pode ser mais seguro para manipular do que outros explosivis primários. 

A sensibilidade ao impacto (o valor de altura de queda do martelo no qual a amostra possui 50% de chance de detonação) é de 84 cm. É resistente ao atrito até 10 N, resistente à descarga eletrostática, mas é sensível à chama e explode em contato com um fio aquecido ao rubro. 

Outra vantagem, pequenas quantidades do composto não precisam de confinamento para detonar. O nitrato de hidrazina-níquel mostra excelente potência inicial para um primário. A velocidade de detonação 7 km/s. https://sites.google.com/site/ecpreparation/nickel-hydrazinium-nitrate

Tabela 1. Propriedades Gerais e Estruturais do Nitrato de hidrazina de níquel Fórmula molecular Ni(N2H4)3(NO3)2 Massa molecular 278.69 Cor Púrpura/Violeta claro Densidade dos cristais (g/cm3) 2.1 Média do tamanho das partículas (μm) 13 Conteúdo de níquel (%) 21.16 (21.06) a Conteúdo de hidrazina (%) 34.46 (34.45) a Conteúdo de nitrato (%) 44.47 (44.49) a Conteúdo de nitrogênio na esfera de coordenação (%) 30.25 (30.14) a FTIR peaks, (cm−1) 3238, 1630 (NH2); 1356,1321 (-NO3) Conteúdo de mistura (a 333 K por 10 min) (%) 0.34 Média de massa molecular dos produtos de combustão 27.35 porcentagem de Ni (l) condensável 18 Razão oxigênio-combustível 0.8571 Balanço de oxigênio % -5.74 a - Valores teorizados

Tabela 2. Propriedades comparativas de nitrato de hidrazina de níquel e azoteto de chumbo Propriedades Nitrato de hidrazina de níquel a Azoteto de chumbo b Densidade (g/cm3) 2.12 4.38 Balanço de oxigênio (%) – 5.74 c – 5.50 Calor de combustão (kJ/kg) 5225 2635 Calor de formação (kJ/mol) – 449 469 Calor de explosão (kJ/kg) 4390 1610 Início da decomposição (K) 505.7 463 Pico de decomposição (K) 506.5 618 Sensbilidade à fricção (kgf) 1.6 0.02 Sensibilidade​ ao impacto (cm, 400 g wt, 20 mg amostra, 50% explosão) 21 b 10.5 Sensibilidade​ ESD (J) 0.02 b 0.003 Vol. de gases de detonação (ml/g) 884 c 308 Temperatura de detonação (K) 2342 c 5600 Pressão de detonação (GPa) 20.8 c (1.7 g/cm3) 16.1 (3.0 g/cm3) Velocidade de detonação (m/s) 7000 b (1.7 g/cm3) 4630 (3.0 g/cm3) a Valores experimentais, b valores na literatura, and c valores teorizados

Detonação

O nitrato de hidrazina-níquel precisa de confinamento para fazer corretamente a deflagração para a transição de detonação. Tubo de aço fino 5/16 "OD, 0.273" ID, parede de 0.020 "é suficiente para que isso ocorra.

A reação de decomposição é:

[Ni(N2H4)3](NO3)2(s) → Ni(s) + 4N2(g) + 6H2O(g)

Segurança Como um explosivo primário, o NHN é um explosivo relativamente seguro para trabalhar por ter muito menos sensibilidade ao choque e à fricção do que outros explosivos primários, tais como o azoteto de chumbo (Pb(N3)2). Por conter níquel e hidrazina na composição, o NHN é considerado altamente tóxico, potencialmente cancerígeno.

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