Oxid dusný

oxid dusný
Všeobecné
Systematický název	oxid dusný
Zkratky	V
Tradiční jména	oxid dusnatý
Chem. vzorec	N204 _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Stát	plyn (bezbarvý) nebo kapalina
Molární hmotnost	92,011 g/ mol
Hustota	1,443 g/cm3 ( při 21 °C) 1,491 g/cm3 ( při 0 °C) [1]
Tepelné vlastnosti
Teplota
•  tání	-11,2 °C
•  vroucí	+21,1 °C
• rozklad	+140 °C
•  bliká	nehořlavé °C
Entalpie
•  vzdělávání	9,16 kJ/mol
Tlak páry	96 kPa (+20 °C)
Chemické vlastnosti
Rozpustnost
• ve vodě	reaguje s vodou
Optické vlastnosti
Index lomu	1,0012
Struktura
Dipólový moment	0  D
Klasifikace
Reg. Číslo CAS	10544-72-6
PubChem	25352
Reg. číslo EINECS	234-126-4
ÚSMĚVY	[O-][N+](=O)[N+]([O-])=O
InChI	InChI=lS/N204/c3-l(4)2(5)6WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QW9800000
CHEBI	29803
UN číslo	1067
ChemSpider	23681
Bezpečnost
Limitní koncentrace	2 mg/m³
Toxicita	vysoce toxické, silné oxidační činidlo
piktogramy GHS
NFPA 704	0 3 2VŮL
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
Mediální soubory na Wikimedia Commons

Oxid dusičitý (nitrogen tetoxide , AT, "amyl" [2] ) je látka se vzorcem N 2 O 4 , převládající v kapalině získané ochlazením oxidu dusičitého pod bod varu. Je to teoreticky bezbarvá, ale v praxi zbarvená žlutohnědě (díky příměsi monomerního oxidu dusičitého), těkavá toxická kapalina štiplavého zápachu. Bod varu při atmosférickém tlaku +21,15 °C, krystalizace - -11 °C. Při teplotách pod -12 °C je v krystalické formě bezbarvý.

Vlastnosti [3]

V kapalné a plynné fázi je oxid dusnatý v rovnováze s oxidem dusičitým :

při zahřátí zcela disociuje na oxid dusičitý . Složení směsi závisí na teplotě a tlaku. S rostoucí teplotou se rovnováha posouvá směrem k oxidu dusičitému, zatímco zkapalněný N 2 O 4 hnědne vlivem barvy NO 2 . Téměř úplně disociuje při 140 °C. S rostoucím tlakem při konstantní teplotě se stupeň disociace N 2 O 4 snižuje.

Takže rovnovážná koncentrace NO 2 při teplotě krystalizace (-11,2 °C) v kapalné fázi je 0,01 %, při bodu varu (21,15 °C) v kapalné fázi - 0,1 %, v páře - 15,9 %, při 135 °C - 99 %.

Čistý krystalický N 2 O 4 je bezbarvý, při znečištění stopami vlhkosti je zbarven bledě zeleně, existují dvě alotropní modifikace  - nestabilní jednoklonná a stabilní kubická.

Reaguje s vodou za vzniku směsi kyseliny dusičné a dusité :

Silné oxidační činidlo , extrémně toxické a žíravé . Směsi s organickými látkami jsou výbušné.

Získání

Vzniklý NO 2 při t = −8 °C přechází do kapalného stavu za vzniku N 2 O 4 .

Aplikace

Oxidátor

VP Glushko v roce 1930 navrhl použití N 2 O 4 jako okysličovadla pro raketové palivo.

Od té doby je N 2 O 4 široce používán v raketové technice jako vysokovroucí (nekryogenní) okysličovadlo raketového paliva. Podle míry využití je na druhém místě po kapalném kyslíku.

V raketových motorech se používá ve spojení s palivy na bázi derivátů hydrazinu ( methylhydrazin , asymetrický dimethylhydrazin ), v ozbrojených silách Ruské federace se nazývá „amyl“.

Původně se používal jako roztok v kyselině dusičné kvůli vysoké teplotě tuhnutí. Zejména byl použit na sovětských a ruských nosných raketách " Kosmos ", " Proton "; ukrajinský " cyklon " (ve formě AK-27I ); Američan - rodina " Titan "; francouzština - rodina Ariane ; v pohonných systémech pilotovaných kosmických lodí , satelitů , orbitálních a meziplanetárních stanic .

Oxid dusnatý spárovaný s alkylhydraziny tvoří samozápalný palivový pár se zpožděním zážehu asi 0,003 s.

Chladicí kapalina

Směs 90 % N 2 O 4 a 10 % oxidu dusnatého NO se nazývala nitrin a byla použita jako chladivo při návrhu mobilní jaderné elektrárny Pamir-630D .

Generální konstruktér Pamíru V. B. Nesterenko navrhl použití nikoli tradiční vody nebo roztaveného sodíku, ale N 2 O 4 současně jako chladicí kapalinu a pracovní kapalinu. To umožnilo implementovat uzavřený cyklus plyn-kapalina, což poskytlo reaktoru výhody v účinnosti a kompaktnosti.

N204 byl navržen , protože má vysokou tepelnou vodivost a tepelnou kapacitu a nízkou teplotu odpařování .

Jak teplota stoupá, kapalný N 2 O 4 se mění v plyn a molekula N 2 O 4 se nejprve rozkládá na dvě molekuly NO 2 :

Poté se při dalším zvyšování teploty NO 2 rozkládá na NO a O 2 :

Objem plynu nebo jeho tlak se prudce zvyšuje.

Při chlazení dochází k opačnému procesu.

Úložiště

N 2 O 4 je skladován v nádržích z legované oceli nebo hliníku o objemu do 100 m³. Nádrže jsou vybaveny vypouštěcím a plnicím potrubím, pojistnými ventily, tlakoměry a hladinoměry . Vzhledem k tomu, že interval kapalného skupenství při atmosférickém tlaku je velmi úzký (262 ... 294,3 K ), jsou nádrže umístěny v zapuštěných místnostech, kde je teplota udržována na 268 ... 288 K.

V nádržích je udržován přetlak 0,15-0,22 MPa , aby se zabránilo pronikání vlhkosti a škodlivin z atmosféry do okysličovadla a zkrátila se doba nasycení plyny při doplňování paliva do ampulí raket . Palivové rakety jsou také pod určitým přetlakem, který eliminuje kavitaci v jednotce turbočerpadla (TPU) při provozu pohonného systému .

Přeprava N2O4

Oxid dusičitý je přepravován ve speciálních nádržích s izolací a potrubním systémem, do kterých je v závislosti na okolní teplotě přiváděna buď teplá voda nebo chladící roztok.

Oxid dusnatý je transportován pod přetlakem 0,1 ... 0,15 MPa . Železniční ZhATS-44, ZHTS-39 a cisternové vozy jsou vybaveny vypouštěcím a plnicím potrubím, pojistnými ventily , tlakoměry a hladinoměry . Železniční cisterny mají kapacitu cca 40 m³, cisterny - 30 ... 60 m³. Ruské dráhy jej přepravují v tancích ZhATs-44.

Viz také

• Neutralizace složek kapalných pohonných hmot

Odkazy

• NIOSH Kapesní průvodce chemickými riziky : Oxid dusíku

Poznámky

1. ↑ Čisté chemikálie/Oxidy dusíku . Získáno 10. června 2022. Archivováno z originálu 11. září 2019. (neurčitý)
2. ↑ Ve skutečnosti je amyl C 5 H 11 alkylový radikál . Jméno „amil“ ve vztahu k AT je kódové označení pro vojenské raketové vědce.
3. ↑ K. Jones. The Chemistry of Nitrogen Archived 12. března 2018 na Wayback Machine : Pergamon Texts in Anorganic Chemistry.