Dityppitetroksidi

dityppitetroksidi
Kenraali
Systemaattinen nimi	dityppitetroksidi
Lyhenteet	AT
Perinteiset nimet	typpitetroksidi
Chem. kaava	N 2 O 4
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio	kaasu (väritön) tai neste
Moolimassa	92,011 g/ mol
Tiheys	1,443 g/cm3 ( 21 °C:ssa) 1,491 g/cm3 ( 0 °C:ssa) [1]
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
•  sulaminen	-11,2 °C
•  kiehuva	+21,1°C
• hajoaminen	+140°C
•  vilkkuu	ei palava °C
Entalpia
•  koulutus	9,16 kJ/mol
Höyryn paine	96 kPa (+20 °C)
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus
• vedessä	reagoi veden kanssa
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin	1,0012
Rakenne
Dipoli momentti	0  D
Luokitus
Reg. CAS-numero	10544-72-6
PubChem	25352
Reg. EINECS-numero	234-126-4
Hymyilee	[O-][N+](=O)[N+]([O-])=O
InChI	InChI = 1S/N204/c3-1(4)2(5)6WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QW9800000
CHEBI	29803
YK-numero	1067
ChemSpider	23681
Turvallisuus
Rajoita keskittymistä	2 mg/m³
Myrkyllisyys	erittäin myrkyllinen, voimakas hapetin
GHS-piktogrammit
NFPA 704	0 3 2HÄRKÄ
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Diatyppitetroksidi (typpitetroksidi, AT, "amyyli" [2] ) on aine, jonka kaava on N 2 O 4 ja joka on vallitseva nesteessä, joka saadaan jäähdyttämällä typpidioksidia kiehumispisteen alapuolelle. Se on teoriassa väritön, mutta käytännössä värillinen kellanruskea (monomeerisen typpidioksidin sekoituksesta johtuen), haihtuva myrkyllinen neste, jolla on pistävä haju. Kiehumispiste ilmanpaineessa +21,15 °C, kiteytys -11 °C. Se on väritöntä kiteisessä muodossa alle -12 °C:n lämpötiloissa.

Ominaisuudet [3]

Neste- ja kaasufaasissa typpitetroksidi on tasapainossa typpidioksidin kanssa :

kuumennettaessa dissosioituu täysin typpidioksidiksi . Seoksen koostumus riippuu lämpötilasta ja paineesta. Lämpötilan noustessa tasapaino siirtyy kohti typpidioksidia, kun taas nesteytetty N 2 O 4 muuttuu ruskeaksi NO 2 :n värin vuoksi . Dissosioituu lähes täydellisesti 140 °C:ssa. Paineen kasvaessa vakiolämpötilassa N 2 O 4 :n dissosiaatioaste pienenee.

Joten NO 2 : n tasapainopitoisuus kiteytyslämpötilassa (−11,2 °C) nestefaasissa on 0,01 %, kiehumispisteessä (21,15 °C) nestefaasissa - 0,1 %, höyryssä - 15,9 %, klo. 135 °C - 99 %.

Puhdas kiteinen N 2 O 4 on väritöntä, kosteusjäämien saastuttamana se on väriltään vaaleanvihreä, allotrooppisia modifikaatioita on kaksi  - epästabiili monokliininen ja stabiili kuutio.

Reagoi veden kanssa muodostaen seoksen typpi- ja typpihappoa :

Voimakas hapetin , erittäin myrkyllinen ja syövyttävä . Seokset orgaanisten aineiden kanssa ovat räjähtäviä.

Haetaan

Tuloksena oleva NO 2 lämpötilassa t = -8 °C siirtyy nestemäiseen tilaan, jolloin muodostuu N 2 O 4 .

Sovellus

Oksidaattori

VP Glushko ehdotti vuonna 1930 N 2 O 4 :n käyttöä rakettipolttoaineen hapettimena.

Siitä lähtien N 2 O 4 :a on käytetty laajalti rakettitekniikassa korkeassa lämpötilassa kiehuvana (ei kryogeenisenä) rakettipolttoaineen hapettimena. Käyttöasteen mukaan se on toisella sijalla nestemäisen hapen jälkeen.

Rakettimoottoreissa sitä käytetään yhdessä hydratsiinijohdannaisiin perustuvien polttoaineiden kanssa ( metyylihydratsiini , asymmetrinen dimetyylihydratsiini ), Venäjän federaation asevoimissa sitä kutsutaan "amyyliksi".

Käytettiin alun perin liuoksena typpihappoon korkean jähmettymislämpötilan vuoksi. Erityisesti sitä käytettiin Neuvostoliiton ja Venäjän kantoraketeissa " Kosmos ", " Proton "; Ukrainan " Cyclone " (muodossa AK-27I ); Amerikkalainen - perhe " Titan "; ranska - Arianen perhe ; miehitettyjen avaruusalusten , satelliittien , kiertorata - ja planeettojen välisten asemien propulsiojärjestelmissä .

Alkyylihydratsiinien kanssa typpitetroksidi muodostaa itsestään syttyvän polttoaineparin, jonka syttymisviive on noin 0,003 s.

Jäähdytysneste

Seosta, jossa oli 90 % N 2 O 4 ja 10 % typpimonoksidia NO , kutsuttiin nitriiniksi ja sitä käytettiin jäähdytysaineena Pamir-630D liikkuvan ydinvoimalaitoksen suunnittelussa .

Pamirsin pääsuunnittelija V. B. Nesterenko ehdotti, että jäähdytysnesteenä ja käyttönesteenä ei käytettäisi perinteistä vettä tai sulaa natriumia, vaan N 2 O 4 :ää. Tämä mahdollisti suljetun kaasu-nestekierron toteuttamisen, mikä antoi reaktorille etuja hyötysuhteessa ja kompaktiudessa.

N 2 O 4 on ehdotettu, koska sillä on korkea lämmönjohtavuus ja lämpökapasiteetti sekä alhainen haihtumislämpötila.

Lämpötilan noustessa nestemäinen N 2 O 4 muuttuu kaasuksi ja N 2 O 4 -molekyyli hajoaa ensin kahdeksi NO 2 -molekyyliksi :

Sitten lämpötilan noustessa edelleen NO 2 hajoaa NO:ksi ja O 2 :ksi:

Kaasun tilavuus tai sen paine kasvaa jyrkästi.

Jäähtyessä tapahtuu päinvastainen prosessi.

Tallennus

N 2 O 4 varastoidaan seostetusta teräksestä tai alumiinista valmistetuissa säiliöissä, joiden tilavuus on enintään 100 m³. Säiliöt on varustettu tyhjennys- ja täyttöputkilla, varoventtiileillä, painemittareilla ja tasomittareilla . Koska nestetilan väli ilmakehän paineessa on hyvin kapea (262 ... 294,3 K ), säiliöt sijoitetaan upotettuihin tiloihin, joissa lämpötila pidetään 268 ... 288 K.

Säiliöissä ylläpidetään 0,15-0,22 MPa :n ylipainetta estämään kosteuden ja epäpuhtauksien pääsy ilmakehästä hapettimeen ja lyhentämään kaasuilla kyllästymisaikaa tankkattaessa ampulliraketteja . Polttoainekäyttöiset raketit ovat myös jonkin verran ylipaineen alaisia, mikä eliminoi kavitaatiota turbopumppuyksikössä ( TPU) propulsiojärjestelmän toiminnan aikana .

N2O4:n kuljetus

Typpitetroksidi kuljetetaan erikoissäiliöissä, joissa on eristys ja putkisto, johon syötetään ympäristön lämpötilasta riippuen joko lämmintä vettä tai jäähdytysliuosta.

Typpitetroksidia kuljetetaan 0,1…0,15 MPa :n ylipaineessa . Rautatie ZhATS-44, ZHTS-39 ja säiliövaunut on varustettu tyhjennystäyttöputkilla, varoventtiileillä , paine- ja tasomittareilla . Rautatiesäiliöiden tilavuus on noin 40 m³, säiliöautojen - 30 ... 60 m³. Venäjän rautatiet kuljettaa sitä ZhATs-44 tankeissa.

Katso myös

• Nestemäisten ponneainekomponenttien neutralointi

Linkit

• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards : Typpitetroksidi

Muistiinpanot

1. ↑ Hienokemikaalit/typpi(IV)oksidit . Haettu 10. kesäkuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. syyskuuta 2019. (määrätön)
2. ↑ Itse asiassa amyyli on C5H11 - alkyyliradikaali . Nimi "amil" suhteessa AT:hen on sotilaallisten rakettitutkijoiden koodinimi.
3. ↑ K. Jones. The Chemistry of Nitrogen Arkistoitu 12. maaliskuuta 2018 Wayback Machinessa : Pergamon Texts in Inorganic Chemistry.