PROFILPELAJAR.COM

Тетраоксид диазота
Тетраоксид диазота
Общие
Систематическое; наименование	Тетраоксид диазота
Сокращения	АТ
Традиционные названия	азотный тетраоксид
Хим. формула	N2O4
Физические свойства
Состояние	газ (бесцветный) или жидкость
Молярная масса	92,011 г/моль
Плотность	1,443 г/см3 (при 21°C); 1,491 г/см3 (при 0°C)
Энергия ионизации	10,8 эВ
Термические свойства
	Температура
• плавления	−11,2 °C
• кипения	+21,1 °C
• разложения	+140 °C
• вспышки	не горюч °C
	Энтальпия
• образования	9,16 кДж/моль
Давление пара	96 кПа (+20 °C)
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	реагирует с водой
Оптические свойства
Показатель преломления	1,0012
Структура
Дипольный момент	0 Д
Классификация
Рег. номер CAS	10544-72-6
PubChem	25352
Рег. номер EINECS	234-126-4
SMILES	[O-][N+](=O)[N+]([O-])=O
InChI	InChI=1S/N2O4/c3-1(4)2(5)6 WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QW9800000
ChEBI	29803
Номер ООН	1067
ChemSpider	23681
Безопасность
Предельная концентрация	2 мг/м³
Токсичность	очень токсичен, сильный окислитель
Пиктограммы СГС
NFPA 704	0 3 2 OX
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

Тетраоксид диазота (азотный тетраоксид, АТ, «амил»^[3]) — вещество с формулой N₂O₄, преобладающее в жидкости, полученной охлаждением диоксида азота ниже точки кипения. Это теоретически бесцветная, но на практике окрашенная в жёлто-коричневый цвет (обусловленный примесью мономерного диоксида азота) летучая ядовитая жидкость с едким запахом. При низких температурах цвет темно-синий. Температура кипения при атмосферном давлении +21,15 °C, кристаллизации — −11 °C. В кристаллическом виде при температурах ниже −12 °C бесцветен.

Свойства^[4]

В жидкой и газообразной фазах тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:

{\mathsf {N_{2}O_{4}\rightleftarrows 2NO_{2}+\Delta H}}

при нагревании полностью диссоциирует до диоксида азота. Состав смеси зависит от температуры и давления. С увеличением температуры равновесие смещается в сторону диоксида азота, при этом сжиженный N₂O₄ окрашивается в бурый цвет, обусловленный окраской NO₂. Практически полностью диссоциирует при 140 °C. При увеличении давления при постоянной температуре степень диссоциации N₂O₄ уменьшается.

Так, равновесная концентрация NO₂ при температуре кристаллизации (−11.2 °C) в жидкой фазе составляет 0,01 %, при температуре кипения (21,15 °C) в жидкой фазе — 0,1 %, в парах — 15,9 %, при 135 °C — 99 %.

Чистый кристаллический N₂O₄ бесцветен, при загрязнении следами влаги окрашен в бледно-зелёный цвет, существует две аллотропных модификации — нестабильная моноклинная и стабильная кубическая.

Реагирует с водой с образованием смеси азотной и азотистой кислот:

{\mathsf {N_{2}O_{4}+H_{2}O\rightarrow HNO_{2}+HNO_{3}}}

Сильный окислитель, крайне токсичен и коррозивен. Смеси с органическими веществами взрывоопасны.

Получение

{\mathsf {2NO+O_{2}\rightarrow 2NO_{2}\uparrow }}

Образовавшийся NO₂ при t = −8 °C переходит в жидкое состояние с образованием N₂O₄.

Применение

Окислитель

В. П. Глушко в 1930 году предложил использовать N₂O₄ в качестве окислителя ракетного топлива.

С тех пор N₂O₄ широко применяется в ракетной технике в качестве высококипящего (некриогенного) окислителя ракетного горючего. По степени использования стоит на втором месте после жидкого кислорода.

В ракетных двигателях используется в паре с горючим на основе производных гидразина (метилгидразином, несимметричным диметилгидразином), в Вооружённых силах РФ именуется «амил».

На начальном этапе использовался в виде раствора в азотной кислоте из-за высокой температуры перехода в твёрдое состояние. В частности, он использовался на советских и российских РН «Космос», «Протон»; советских «Циклон» (в виде АК-27И); американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций.

Тетраоксид азота в паре с алкилгидразинами образует самовоспламеняющуюся топливную пару с периодом задержки воспламенения около 0,003 с.

Теплоноситель

Смесь 90 % N₂O₄ и 10 % моноокиси азота NO получила название нитрин и использовалась как теплоноситель при проектировании передвижной АЭС «Памир-630Д».

Генеральный конструктор «Памира» В. Б. Нестеренко предложил использовать не традиционные воду или расплавленный натрий, а N₂O₄ одновременно в качестве теплоносителя и рабочего тела. Это позволило реализовать замкнутый газожидкостный цикл, что давало реактору преимущества в эффективности и компактности.

N₂O₄ был предложен, так как у него высокая теплопроводность и теплоёмкость и низкая температура испарения.

При повышении температуры жидкий N₂O₄ переходит в газ и молекула N₂O₄ распадается сначала на две молекулы NO₂:

{\mathsf {N_{2}O_{4}\rightleftarrows 2NO_{2}+\Delta H}}

Затем, при дальнейшем повышении температуры, происходит распад NO₂ на NO и O₂:

{\mathsf {2NO_{2}\rightleftarrows 2NO+O_{2}}}

Объём газа или его давление резко возрастают.

При охлаждении происходит обратный процесс.

Хранение

N₂O₄ хранят в резервуарах из легированной стали или алюминия объёмом до 100 м³. Резервуары оборудуют сливно-наливными трубами, предохранительными клапанами, манометрами и уровнемерами. Поскольку интервал жидкого состояния при атмосферном давлении очень узок (262…294,3 К), резервуары размещают в заглублённых помещениях, где поддерживается температура 268…288 К.

В резервуарах поддерживается избыточное давление в 0,15—0,22 МПа для исключения попадания в окислитель из атмосферы влаги и загрязняющих веществ и для сокращения времени насыщения газами при заправке ампулизированных ракет. Заправленные ракеты также находятся под некоторым избыточным давлением, что исключает кавитацию в турбо-насосном агрегате (ТНА) при работе двигательной установки.

Транспортирование N2O4

Тетраоксид азота транспортируют в специальных цистернах, имеющих изоляцию и систему трубопроводов, в которую в зависимости от температуры окружающего воздуха подают либо тёплую воду, либо охлаждающий раствор.

Транспортируется тетраоксид азота под избыточным давлением 0,1…0,15 МПа. Железнодорожные ЖАЦ-44, ЖКЦ-39 и автомобильные цистерны оборудуют сливно-наливными трубами, предохранительными клапанами, манометрами и уровнемерами. Железнодорожные цистерны имеют вместимость около 40 м³, автоцистерны — 30…60 м³. ОАО РЖД перевозит его в цистернах ЖАЦ-44.

См. также

Нейтрализация компонентов жидкого ракетного топлива

Ссылки

NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards: Азотный тетраоксид

Примечания

↑ Чистые химические вещества/Оксиды азота(IV) (неопр.). Дата обращения: 10 июня 2022. Архивировано 11 сентября 2019 года.
↑ David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
↑ В действительности, амил — это алкильный радикал C₅H₁₁. Название «амил» применительно к АТ — кодовое имя у военных ракетчиков.
↑ K. Jones. The Chemistry of Nitrogen Архивная копия от 12 марта 2018 на Wayback Machine: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry.

[1] Чистые химические вещества/Оксиды азота(IV) (неопр.). Дата обращения: 10 июня 2022. Архивировано 11 сентября 2019 года.

[_baaf115870f6371b-2] David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5

[amyl-3] В действительности, амил — это алкильный радикал C₅H₁₁. Название «амил» применительно к АТ — кодовое имя у военных ракетчиков.

[4] K. Jones. The Chemistry of Nitrogen Архивная копия от 12 марта 2018 на Wayback Machine: Pergamon Texts in Inorganic Chemistry.

[1]

[2]

[3]

[4]

PROFILPELAJAR.COM

Тетраоксид диазота

Содержание

Свойства^[4]

Получение

Применение

Окислитель

Теплоноситель

Хранение

Транспортирование N2O4

См. также

Ссылки

Примечания

Read other articles:

Qinmindang

Hasparren

Jalan Tol Gempol–Pandaan

Danau Tangxun

Itsukushima

Alliance centriste

Синелобый амазон

Albigensian Crusade

大字 (数字)

Lambang Jerman

Festival di Sanremo 2009

Marylebone

乔冠华

1993 Liberal Party of Australia leadership spill

المجهر (كوكبة)

Fagnano Olona

Logic Pro

Accademia della Crusca

قسطنطين زريق

Battle of St. Vith

Тетраоксид диазота

Свойства[4]

Получение

Применение

Окислитель

Теплоноситель

Хранение

Транспортирование N2O4

См. также

Ссылки

Примечания

Read other articles:

Свойства^[4]