Тетраоксид диазота

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.

Свойства

Тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:

$\mathsf{N_2O_4 \rightleftarrows 2NO_2 + \Delta H}$

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:

$\mathsf{N_2O_4 + H_2O \rightarrow HNO_2 + HNO_3}$

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).

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 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.

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.

См. также

• Нейтрализация проливов

Ссылки

• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards: Азотный тетраоксид

Примечания

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