19-10-2023
Тетраоксид диазота | |
Общие | |
---|---|
Систематическое наименование | Тетраоксид диазота |
Сокращения | АТ |
Традиционные названия | азотный тетраоксид |
Химическая формула | N2O4 |
Физические свойства | |
Состояние (ст. усл.) | газ (бесцветный) |
Молярная масса | 92,011 г/моль |
Плотность | 1,443 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура плавления | −11,2 °C |
Температура кипения | 21,1 °C |
Температура вспышки | не горюч °C |
Энтальпия образования (ст. усл.) | 9,16 кДж/моль |
Давление пара | 96 кПа (20 °C) |
Химические свойства | |
Растворимость в воде | реагирует с водой г/100 мл |
Оптические свойства | |
Показатель преломления | 1,0012 |
Структура | |
Дипольный момент | 0 Д |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 10544-72-6 |
Рег. номер EINECS | 234-126-4 |
SMILES | [O-][N+](=O)[N+]([O-])=O |
Номер ООН | 1067 |
Регистрационный номер EC | 007-002-00-0 |
RTECS | QW9800000 |
Безопасность | |
Токсичность | очень токсичен |
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 |
Тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:
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:
Сильный окислитель, высокотоксичен и коррозивен. Смеси с органическими веществами взрывоопасны.
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).
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.
N2O4 хранят в резервуарах из легированной стали или алюминия объемом 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.
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.
АТ.