Pentaboran

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 3. září 2021; ověření vyžaduje 1 úpravu .
Pentaboran

Všeobecné
Chem. vzorec B 5 H 9
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost 63,13 g/ mol
Hustota 0,618 g/cm³
Ionizační energie 9,9 ± 0 eV [1]
Tepelné vlastnosti
Teplota
 •  tání -46,8 °C
 •  varu 60,1 °C
 •  bliká 30 °C
Meze výbušnosti 0,42 ± 0,01 obj. % [1]
Tlak páry 171 ± 1 mmHg [jeden]
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 19624-22-7
Reg. číslo EINECS 243-194-4
ÚSMĚVY   [H]1[BH]2[H][BH]3[BH]24[BH]1[H][BH]4[H]3, [BH]123[BH]456[BH]17([BH ]28([BH]34([H]5)[H]8)[H]7)[H]6
InChI   InChI=lS/B5H9/c6-1-5-2(6)8-4(5)9-3(5)7-1/hl-5H, InChI=lS/B5H9/c6-2-1-3( 2,6)5(1,8-3)4(1,2,7-2)9-5/h1-5HUSBVLEBZPMQADS-UHFFFAOYSA-N, XPIBKKWNZBDJNI-UHFFFAOYSA-N
RTECS 8925000 RY
CHEBI 33591
ChemSpider 24765156
Bezpečnost
NFPA 704 NFPA 704 čtyřbarevný diamant čtyři čtyři čtyři
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

" Pentaboran " - také nazývaný " pentaboran nonahydrid ", " stabilní pentaboran " a " pentaboran (9) ", aby se odlišil od sloučeniny boru B 5 H 11  - chemické sloučeniny , o které se uvažovalo v armádě v 50. letech 20. století. USA a SSSR , jako perspektivní raketové /letecké palivo, nazývané také „exotické palivo“. Molekula se skládá z pěti atomů boru a devíti atomů vodíku (B 5 H 9 ) a je jedním z borohydridů . Za normálních podmínek má podobu bezbarvé kapaliny štiplavého česnekovoacetonového zápachu, která exotermicky reaguje s vodou při teplotách nad 30 °C a ve formě par se vzduchem. Bod tuhnutí je −46,8 °C, bod varu 60,1 °C, molární hmotnost 63,13 g / mol a má nízkou hustotu 0,618 g/ ml . Kvůli charakteristické zelené barvě plamenů sloučenin boru má pentaboran ve Spojených státech neformální název „ Green Dragon “.

Přehled nemovitostí

Pentaboran je vysoce rozpustný v uhlovodících  - benzenu , cyklohexanu a všech mazivech . Při skladování podléhá mírnému chemickému rozkladu s uvolňováním malého množství vodíku a pevné sraženiny. Výroba se provádí pyrolýzou diboranu . V USA vyráběla pentaboran společnost Calleri Chemical Company (en) . Získáno 8. května 2009. Archivováno z originálu dne 31. března 2012. V roce 1985 Calleri zakoupil část rezervního paliva a zpracoval jej na základní prvky - bor a vodík .

Riziko požáru

Páry z pentaboranu jsou těžší než vzduch a jsou samozápalné , což znamená, že se mohou při kontaktu se vzduchem náhle vznítit , a to i při mírném znečištění. Snadno tvoří výbušné sloučeniny, které při nárazu detonují , aktivně hoří a explodují při kontaktu s mnoha hasicími látkami , zejména při kontaktu s vodou a halogenovanými uhlovodíky . Při teplotách nad 150 °C se rozkládá za uvolňování vodíku , který může být nebezpečný, pokud je skladován v uzavřené nádobě kvůli nárůstu tlaku. Nestabilní v přítomnosti diboranu .

Toxicita

Páry jsou extrémně toxické při vdechování, kontaktu s kůží , sliznicemi , očima a trávicím traktem . Poškození vnitřních orgánů pentaboranem zahrnuje poškození jater , ledvin a nervového systému . Časné příznaky mírné otravy se mohou objevit po 48 hodinách. Kontakt s pentaboranem na kůži je vzhledově podobný příznakům omrzlin . Kromě celkové toxicity působí tato látka na nervový systém a má nervově paralytický účinek , který je svou silou srovnatelný s chemickými bojovými látkami .

Palivo

Vodík je nejúčinnějším palivem při použití s ​​okysličovadly , jako je kyslík a fluor , ale zkapalňuje se pouze při velmi nízkých teplotách, s přidanou nevýhodou nízké hustoty. Hledá se a probíhá tedy hledání chemické sloučeniny vodíku s co nejhustším obsahem vodíku na frakci látky. Pentaboran má výhodu jako účinné palivo oproti uhlovodíkům díky nižší atomové hmotnosti boru (primární izotop 10 B) ve srovnání s uhlíkem (primární izotop 12 C). Bór je tedy lehčí o dvě atomové hmotnostní jednotky a některé borohydridy obsahují více atomů vodíku ve srovnání s jejich uhlovodíkovým ekvivalentem. Kromě toho je také zvažována snadnost přerušení chemických vazeb sloučeniny.

Prvotní zájem o pentaboran vznikl v souvislosti s hledáním paliva pro nadzvuková letadla. Předpokládá se, že nejvyšší specifický impuls v důsledku spalování paliva a okysličovadla lze získat pomocí dvojice složek pentaboran/OF 2 ( difluorid kyslíku ). Během prvních let vesmírných závodů a studené války byli inženýři nuceni hledat způsoby, jak zvýšit účinnost motorů, aby se snížily náklady na provoz letadel a raketové techniky. Zvažovaly se například varianty s velmi toxickými, ale účinnými třetími stupni nosných raket (viz LV " UR-700 ").

Problémy s tímto palivem byly jeho toxicita, jeho schopnost vzplanout při kontaktu se vzduchem a toxicita produktů spalování . Bezpečný a levný způsob likvidace pentaboranu byl vynalezen teprve v roce 2000 – je založen na hydrolýze pentaboranu vodní párou , při které vzniká plynný vodík a roztok kyseliny borité (H 3 BO 3 ) . To umožnilo zbavit se nashromážděných zásob B 5 H 9 ve Spojených státech , pro které tato technologie získala neformální název " Dragon Killers " [2] .

Z realizovaných projektů využívajících jako palivo pentaboran je třeba zmínit projekt amerického nadzvukového bombardéru „Valkyrie“ (XB-70) , který nebyl přijat do výzbroje z důvodu ukončení experimentů s tímto typem paliva ve Spojených státech. Státech v roce 1959 [3] . Pentaboran byl také zkoumán jako kandidátní palivo s oxidantem N 2 O 4 (nebo TA) [4] . Akademik V.P.Glushko v SSSR jej používal ve verzi experimentálního kapalného raketového motoru RD-270 ("RD-270M") při vývoji motoru v období 1962-1970 [5] .

Pentaboran s různými oxidačními činidly

V závislosti na zvoleném oxidantu má pentaboran jako palivo různou účinnost. Níže je tabulka pro srovnání této charakteristiky.

Teoretická charakteristika paliv tvořených pentaboranem-9 s různými oxidačními činidly Oxidátor
Oxidátor Specifický tah (P1, s) Teplota spalování °С Hustota paliva g/ cm3 Zvýšení rychlosti, ΔVid, 25, m/s Hmotnostní obsah paliva %
Fluor 360,9 4807 1,199 4900 osmnáct
Tetrafluorhydrazin 334 4567 1,027 4164 13
CLF 3 290,3 4174 1,493 4423 12
CLF 5 308,6 4383 1,413 4572 13
Perchlorylfluorid 299,3 3969 1,239 4136 21
Oxid fluoru 361,6 4736 1,179 4866 dvacet
Kyslík 319,7 3887 0,897 3686 32
Peroxid vodíku 309,1 2696 1,021 3839 31
N204 _ _ _ 299,3 3640 1,084 3846 25
Kyselina dusičná 293,7 3315 1.107 3820 25

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0481.html
  2. ↑ "Dragon Slayer" neutralizuje super palivo (downlink) . Engineer Update, US Army Corps of Engineers (únor 2001). Získáno 8. května 2009. Archivováno z originálu 26. října 2004. 
  3. ↑ „Od raket k lékařství: Vývoj hydridů boru“ (nepřístupný odkaz) . Získáno 18. října 2009. Archivováno z originálu 23. října 2007. 
  4. ↑ N 2 O 4 /Pentaboran . Encyklopedie Astronautica. Získáno 11. srpna 2007. Archivováno z originálu 31. března 2012.
  5. ↑ RD-270M (cs) . Encyklopedie Astronautica. Získáno 11. srpna 2007. Archivováno z originálu 31. března 2012.
 Sloučeniny boru
Borovodíky
halogenidy
kyseliny
jiný