stringtranslate.com

Красная дымящая азотная кислота

Красная дымящая азотная кислота ( RFNA ) – хранимый окислитель , используемый в качестве ракетного топлива . В его состав входит 84% азотной кислоты ( HNO3 ) , 13% четырехокиси азота ( N2O4 ) и 1–2 % воды . [1] Красный цвет дымящей азотной кислоты обусловлен тетраоксидом динитрогена, который частично распадается с образованием диоксида азота . Диоксид азота растворяется до насыщения жидкости и выделяет токсичные пары с удушливым запахом. РФНА повышает воспламеняемость горючих материалов и сильно экзотермичен при реакции с водой.

Обычно ее используют с ингибитором (с различными, иногда секретными, веществами, включая фтороводород ; [2] любая такая комбинация называется ингибированной RFNA , IRFNA ), поскольку азотная кислота разъедает большинство материалов контейнеров. Например, фтористый водород пассивирует металл контейнера тонким слоем фторида металла, делая его практически непроницаемым для азотной кислоты.

Он также может быть компонентом монотоплива ; с растворенными в нем такими веществами, как нитраты амина, его можно использовать в качестве единственного топлива в ракете. Это неэффективно и обычно не используется таким образом.

Во время Второй мировой войны немецкие военные использовали RFNA в некоторых ракетах. Использованные смеси назывались С- Стофф (96% азотная кислота с 4% хлорида железа в качестве катализатора воспламенения [3] ) и СВ-Стофф (94% азотная кислота с 6% четырехокиси азота) и получили прозвище Салбей (« шалфей» ).

Ингибированный RFNA был окислителем самой популярной в мире легкой орбитальной ракеты « Космос-3М» . В странах бывшего СССР ингибированный РФНА известен как Меланж .

Другие области применения RFNA включают удобрения, промежуточные красители, взрывчатые вещества и фармацевтические подкислители. Его также можно использовать в качестве лабораторного реагента при фотогравировке и травлении металлов. [4]

Композиции

Коррозия

Содержание плавиковой кислоты в IRFNA [5] [6]
Когда РФНА используется в качестве окислителя ракетного топлива, его содержание HF обычно составляет около 0,6%. Целью HF является действие ингибитора коррозии путем образования слоя фторида металла на поверхности резервуаров для хранения.
Содержание воды в РФНА [7]
Для проверки содержания воды отбирают пробу, состоящую из 80 % HNO 3 , 8–20 % NO 2 , а остальная часть H 2 O в зависимости от варьируемого количества NO 2 в пробе. Когда RFNA содержал HF, среднее содержание H 2 O% составляло от 2,4% до 4,2%. Когда RFNA не содержал HF, среднее содержание H 2 O% составляло от 0,1% до 5,0%. Если принять во внимание металлические примеси от коррозии, процент H 2 O увеличился, а процент H 2 O составил от 2,2% до 8,8%.
Коррозия металлов в РФНА [5]
Нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы, железные сплавы, хромированные пластины, олово, золото и тантал были протестированы, чтобы увидеть, как RFNA влияет на скорость коррозии каждого из них. Эксперименты проводились с использованием образцов РФНА 16% и 6,5% и различных веществ, перечисленных выше. Многие различные нержавеющие стали продемонстрировали устойчивость к коррозии. Алюминиевые сплавы не выдерживают так же хорошо, как нержавеющие стали, особенно при высоких температурах, но скорость коррозии не была достаточно высокой, чтобы запретить их использование с RFNA. Олово, золото и тантал показали высокую коррозионную стойкость, аналогичную устойчивости нержавеющей стали. Однако эти материалы лучше, поскольку при высоких температурах скорость коррозии не сильно увеличивается. Скорость коррозии при повышенных температурах увеличивается в присутствии фосфорной кислоты. Серная кислота снижает скорость коррозии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ В.С. Сугур; Г.Л. Манвани (октябрь 1983 г.). «Проблемы хранения и обращения с красной дымящей азотной кислотой». Оборонный научный журнал . 33 (4): 331–337. дои : 10.14429/dsj.33.6188 .
  2. ^ Кларк, Джон Д. (1972). Зажигание! Неофициальная история жидкого ракетного топлива (PDF) . Издательство Университета Рутгерса. п. 62. ИСБН 0-8135-0725-1.
  3. ^ Кларк, Джон Д. (1972). «9: Что делал Иван» (PDF) . Зажигание! Неофициальная история жидкого ракетного топлива . Издательство Университета Рутгерса. п. 116. ИСБН 0-8135-0725-1.
  4. ^ О'Нил, Мариадель Дж. (2006). Индекс Мерка: энциклопедия химических веществ, лекарств и биологических препаратов . Мерк. п. 6576. ИСБН 978-0-911910-00-1.
  5. ^ аб Карплан, Натан; Андрус, Родни Дж. (октябрь 1948 г.). «Коррозия металлов в красной дымящей азотной кислоте и кислотной смеси». Промышленная и инженерная химия . 40 (10): 1946–1947. дои : 10.1021/ie50466a021.
  6. ^ Фелпс, Эдсон Х.; Ли, Фредрик С.; Робинсон, Раймонд Б. (октябрь 1955 г.). Исследования коррозии в дымящей азотной кислоте (PDF) (Технический отчет). Центр развития авиации Райта . 55-109. Архивировано (PDF) из оригинала 27 июля 2018 г. Проверено 02 января 2024 г.
  7. ^ Бернс, Э.А.; Мурака, РФ (1963). «Определение воды в красной дымящей азотной кислоте методом титрования по Карлу Фишеру». Аналитическая химия . 35 (12): 1967–1970. дои : 10.1021/ac60205a055.

Внешние ссылки