Сарнер С. Химия ракетных топлив (1241536), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Суммарной реакцией разложения является в сильной степени экзотермическая реакция !ч Н4ХО9(тв) в!9 (г) + 2Н90 (г) + '/ Ое(г), (9.140) (Ьо = — 28,33 ккал/моль; й, = — 1049]. Нитрат аммония очень легко воспламеняется и склонен к самораспространяющейся детонации. В результате исследования способности к взрыву установлено, что детонация чистого нитрата аммония происходит при температурах 277 — 344' и давлениях 180 — 210 ага [60]. Добавление небольшого количества органических веществ облегчает условия перехода к детонации (температура 1!4 †3' и давление 140 †!80 ага).
Дальнейшее Е РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ О Ю Х О Х О О ;с у О О О Х к О Х О СО О » Ъ О Х О л 05 О О к Х к 3 О а а ) а а М о Ю а а а а 2 а. а » О а а а О а. » о а.' а Ы Еж ,О" о а о 1 Ю М а. а У о а О ь Ю а Н Х 3 Ф $ й 6 а Ф о О а а 63 а о а а. ~а о а о 3 о а .с а и 1 Ф а а а а »О а. й а о о ' о о о а и Ф а а а а о 3 а » а а. Ю РО а 9. РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ добавление органических веществ еще более облегчает условия перехода к детонации (температура 134 †!53' и давление до 18— 21 ага). Было показано [!67], что смеси нитрат аммония — органическое вещество могут саморазогреваться, поэтому хранение ракетных топлив на основе нитрата аммония представляет сложную задачу.
Нитрат аммония токсичен. Его попадание внутрь организма может вызвать метгемоглобинемию и тошноту; возможны также рвота и ацидоз [272]. Гидразин образует два нитрата. Хорошо изучен только манонитрат гидразина 1А!ЕНА На!Оп который существует в двух кристаллических формах. Устойчивая а-форма образуется путем кристаллизации из водных растворов при комнатной температуре и плавится при 70,7!' [40Ц. При 140' она начинает улетучиваться без разложения [347]. В вакууме а-форма моноиитрата гидразина разлагается примерно при 200', хотя при 100' она стабильна [180]. Изучая разложение мононитрата гидразина на воздухе в интервале 188,7 — 220,4' при атмосферном давлении, Кук [8Ц получил уравнение в форме, предложенной Аррениусом — 019зге 99 то~лг сея 1, (9.141) или уравнение в форме, предложенной Эйрингом (9.142) Замечено, что при более высоких температурах происходит авто- катализ.
Разложение описывается уравнением 4519Н4 Н[А[09 5п)9+ 2МО+ 1ОН,О. (9.143) Мононитрат гидразина горит на открытом воздухе и взрывается в замкнутом объеме. Он более подвержен взрывному разложению, чем нитрат аммония. В концентрированной серной кислоте он разлагается с образованием окислов азота, а при его нагревании с разбавленной серной кислотой образуется некоторое количество азотоводородной кислоты. При соприкосновении с такими окисляющими веществами, как перманганаты, хроматы и перекиси, мононитрат гидразина воспламеняется.
Его водные растворы не реагируют с металлами так легко, как 5]Н~510з Однако расплавленная соль реагирует более энергично, разлагаясь с образованием пламени при контакте с тонкоизмельченными цинком и медью [!9Ц. Мононитрат лишь слабо гигроскопичен, он поглощает меньше 0,5% воды при относительной влажности 30% . По результатам испытаний чувствительность к удару составляет 40 — 50 кгсл, чувствительность к действию искры 7 — 10 дж, испытания на трение дали отрицательные результаты, при дифференциальном термическом анализе получена З РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ экзотерма при 245 — 255'.
Значения теплоты образования и плотности заимствованы из данных фирмы «Коллери кемикл компани» [62]. р-форма мононитрата гидразина образуется при охлаждении концентрированного раствора от температуры 100'. Она существует в виде шелковистых игольчатых кристаллов, плавящихся при 62,09', но переходит в более устойчивую а-форму при комнатной температуре [19]. Динитрат гидразина Х«Н«2Н)х)О« при быстром нагревании плавится при 103 — 104'. Он гораздо менее стабилен, чем моно- нитрат, и медленно разлагается, минуя стадию плавления, при 80' с образованием в качестве одного из продуктов реакции азотоводородной кислоты [347].
Эта нестабильность характерна для солей днкислот [!9]. Гидроксиламин, гуанидин и триамнногуанидин образуют нитраты. Об этих соединениях пока мало известно. Значение теплоты образования нитрата гуанидина заимствовано из работы [233]. Данные для нитрата гидроксиламмония взяты из работ [324 и 435]. Нитрат триаминогуанидина можно получить либо из нитрата гуанидина, гидразингидрата и воды, либо из цианамида, нитрата гидразина и гидразингидрата при нагревании в течение 4 час и последующем охлаждении [353].
По имеющимся данным, теплоты сгорания и взрывчатого превращения равны соответственно 2335 и 948,3 кал/г. Нитрат триаминогуанндина чувствителен к удару (8,7 по методу ВАМ), имеет скорости детонации 7930 и 5350 м/сек при плотностях заряда 1,46 и 1,00 г/см' [353]. Нитроформиат гидразина )х!»Н« ° НС(5)0»)з — твердое вещество оранжево-желтого цвета, которое получают путем реакции гидразина с тринитрометаном (или ннтроформом) СН(5)О»)г [71]. Данные, приведенные в табл. 9.28, заимствованы из работ [71 и 410]. Температура самовоспламенения (через 5 сек) равна 165', а чувствительность к удару 35 — 45 кгсм. Нитроформиат гидразина, по-видимому, стабилен в вакууме до 75' в течение 72 час; в этих условиях давление не повышается.
При температуре выше 75' происходит частичное разложение [71]. В качестве ракетных окислителей применяются нитраты щелочных и щелочноземельных металлов. В ракетных топливах используются в основном нитраты лития и калия, а в пиротехнических н зажигательных составах — некоторые другие нитраты.
Нитрат лития получают путем разложения карбоната лития азотной кислотой. Он представляет собой бесцветную, расплывающуюся при поглощении влаги соль, которая кристаллизуется с тремя молекулами воды (1!)Х)О« ° ЗН«О). Нитрат натрия встречается в природе в неочищенном состоянии в виде чилийской К РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ О Х О О О Х О Х О 3 Х $ О Х О Х О СО СР СО ('3 о Х 3 О а а О О Х о 1 О.'. Ю Х й ы Х о О О О у Ю Х Х 3 М о' и Ю Ф о Х О Х" О. 'О о О Х Д Х Х Х Х о О 3 о. К 1о о о а 5 оы о Р о 5', Х Х Х Ю Х Х а о ы О О о о о у Х Е 'О о о $ ы о .О Х % О ы у а аы ы ы о Д у „й( 9 РАкетные окислителя селитры.
Соли лития и натрия гигроскопичны. Нитрат калил (селитру) обычно получают реакцией обмена между Р(аХО9 и КС! или нейтрализацией азотной кислоты едким кали КОН или поташом КЕС09 Соли калия и натрия кристаллизуются в безводном состоянии. Нитрат бериллия обычно получают в виде расплывающегося при поглощении влаги тригидрата желтого цвета путем реакции сульфата бериллия с нитратом бария или гидроокиси бериллия с азотной кислотой.
Он кипит при 142', но может терять азотную кислоту при температуре выше 100'. Нитрат магния кристаллизуется в виде гексагидрата, который расплывается во влажном воздухе и разлагается с образованием дигидрата при 89,1'. В табл. 9.29 приведены температура плавления и плотность дигидрата, который разлагается, теряя при плавлении азотную кислоту.
Нитрат кальция получают путем нейтрализации карбоната или гидроокиси кальция азотной кислотой. Он кристаллизуется в виде тетрагидрата, но при нагревании выше 100' образуется гигроскопичная безводная соль. Нитраты стронция и бария получают обработкой соответствующих карбонатов азотной кислотой. Нитрат стронция кристаллизуется в виде тетрагидрата, но легко дегидратируется при нагревании выше 100'. Нитрат бария кристаллизуется в безводном состоянии при обыкновенных температурах [312].
Данные табл. 9.29 заимствованы из работ [324 и 435], причем значения теплоты образования, теплоты плавления и теплоемкости взяты из работы [324], а температуры плавления, температуры разложения и плотности — из работы [435]. Нитраты металлов прежде всего огнеопасны; при загрязнении органическими веществами они могут взрываться.
Они'так же токсичны, как и нитрат аммония. Проводились широкие исследования эвтектических смесей, образуемых нитратами. Полученные результаты приведены в нескольких обзорных работах [19, 126, 412]. 9.15. ОРГАНИЧЕСКИЕ НИТРОСОЕДИНЕНИЯ И ЭФИРЫ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ (АЛКИЛНИТРАТЫ) Органические соединения, содержащие нитрогруппу ( — ХО9) и.чи нитратную группу ( — ОХ09), представляют интерес как компоненты ракетного топлива, поскольку с этими группами в молекулу вводится кислород в энергетической форме. Если содержание М09 или 05)09 в молекуле относительно невелико, как, на.
пример, в нитрометане или пропилнитрате, то такое соединение может использоваться как однокомпонентное ракетное топливо. Соединения с более высоким содержанием кислорода, представляющие собой жидкости, например нитроглицерин или триметнл- К РАКЕТНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ со Р О Я о ос О к О с с О сч ос О к О О О О д О й О О й о а й Ф о О Х ы О 1 О О И Х О О сО О к И О о о О о о Ю о. Ф Ю "С9 » ~а к й о о Ю Р сс М с с' о а а л О о » и О с » Ф а сс о' о И о о й *3 о сс И о о о и К сс с\ о о о И сс И о, :о сс о а о о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
