Тетраоксид диазота

Тетраоксид диазота (азотный тетраоксид, АТ, «амил»[1]) — вещество с формулой N2O4, преобладающие в жидкости, полученной охлаждением диоксида азота ниже точки кипения. Это теоретически бесцветная, но на самом деле всегда окрашенная в желто-коричневый цвет (обусловленный примесью жидкого диоксида азота) летучая жидкость с едким запахом. Температура кипения при атмосферном давлении +21,15 °C, кристаллизации −11 °C. В кристаллическом виде при температурах ниже −12 °C бесцветен.

Содержание

Свойства

Тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:

N2O4⇄2NO2+ΔH{displaystyle {mathsf {N_{2}O_{4}rightleftarrow
s 2NO_{2}+Delta H}}}

{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. При увеличении давления при постоянной температуре степень диссоциации N2O4 уменьшается, практически полностью диссоциирует при 140 °C.

Реагирует с водой с образованием смеси азотной и азотистой кислот:

N2O4+H2O→HNO2+HNO3{displaystyle {mathsf {N_{2}O_{4}+H_{2}Orightarrow HNO_{2}+HNO_{3}}}}

{mathsf {N_{2}O_{4}+H_{2}Orightarrow HNO_{2}+HNO_{3}}}

Сильный окислитель, высокотоксичен и коррозивен. Смеси с органическими веществами взрывоопасны.

Получение

Применение

Широко применяется в ракетной технике в качестве высококипящего (некриогенного) окислителя ракетного топлива.

В ракетных двигателях используется в паре с топливами на основе производных гидразина (метилгидразином, несимметричным диметилгидразином), в вооружённых силах именнуется как Амил.

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

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

Хранение

N2O4 хранят в резервуарах из легированной стали или алюминия об
ъемом 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 АТ

Тетраоксид азота транспортируют в специальных цистернах, имеющих изоляцию и систему трубопроводов, в которую в зависимости от температуры окружающего воздуха подают либо теплую 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 проливов

Ссылки

NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards: Азотный тетраоксид

Примечания

↑ В действительности, амил — это алкильный радикал C5H11. Название «амил» применительно к АТ — кодовое имя у военных ракетчиков.