Штехер М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1241539), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Это один из самых дешевых окислителей, ее индекс по пятибальной шкале можно считать меньшим единицы. Во всех технически развитых странах азотная кислота производится очень широко, так как используется для производства удобрений, красителей, медикаментов и др. Наиболее серьезным недостатком азотной кислоты является ес исключительно высокая коррозионная активность по отношению к конструкционным материалам. Большинство этих материалов вступает с азотной кислотой в химическое взаимодействие, теряя при этом свои специфические эксплуатационные качества, и быстро приходит в негодность. б4 Текстиль, дерево, уголь полностью окисляются азотной кислотой. Все металлы, кроме золота и платины, взаимодействуют с разбавленной азотной кислотой, особенно при повышенных температурах. Азотная кислота вызывает электрохимическую коррозию, так как является электролитом.
В результате коррозии помимо разрушения металлов на дне емкости образуется осадок минеральных солей, который, являясь первоначально студенистым, мягким, затем превращается в твердый. Относительно устойчивы в азотной кислоте: алюминий и его сплавы, нержавеющие стали, хромистые стали, хромоникелевые стали и ферросилиций, кобальтовые стали рекомендуются для деталей, испытывающих трение в среде азотной кислоты. Кроме металлов высокой кислотостойкостью обладают раз.
личные образцы керамики (их недостаток — хрупкость), ткани на основе хлорвинила и хлоркаучука. Наилучшим прокладочным и уплотняющим материалом является фторопласт. Большинство кислотостойких материалов обладает сопротивляемостью лишь по отношению к концентрированной азотной кислоте и корродирует в разбавленной. Коррозионную активность азотной кислоты можно снизить присадками — от 2 до 4',1, 98~4-ной серной кислоты или 85~4-ной ортофосфорной кислоты, возможны и другие ингибиторы.
Токсические свойства и меры первой помощ и п р и о т р а в л е н и и. Еще одним отрицательным свойством азотной кислоты является ее токсическое действие на чело. века. Жидкая кислота и особенно ее пары действуют на организм человека исключительно активно и вызывают раздражение дыхательных путей, отек легких, головную боль. Вдыхание паров азотной кислоты в течение непродолжительного времени может привести к отравлению со смертельным исходом. При попадании на кожу азотная кислота производит сильные, долго не заживающие ожоги. Предельная допустимая концентрация НИО, в воздухе 0,005 мг/л. Токсичность азотной кислоты обусловливается токсичностью двуокиси и четырехокиси азота, содержащихся в ней. Двуокись и четырехокись азота как наиболее токсичные окислы оказывают особенно сильное влияние на дыхательные пути и кровь. Ежедневное 8-часовое пребывание в атмосфере с концентрапией окислов азота не более 0,00005 считается безопасным.
Концентрация от 0,00005 до 0,00015 хотя и не причиняет ощутимого беспокойства может быть чрезвычайно опасной для организма человека. При такой концентрации очень быстро появляется тошнота, иногда рвота, общее недомогание, снижение всего тонуса организма и потеря работоспособности. Может понизитьси кровяное давление, появляется сильная боль в грудной клетке, 3 4363 спазматический кашель, одышка, иногда астматическое дыхание. Все эти симптомы проявляются через несколько часов или нес.
колько дней после начала воздействия окислов азота. Симптомы отравления концентрированной азотной кислотой могут быть разнообразными, поэтому необходимо внимательно относиться к любым проявлениям признаков отравления. Персонал, работающий с азотной кислотой, должен возможно чаще проходить медосмотр.
При осмотре особое внимание следует обращать на кровеносную и дыхательную системы и на состояние зубов. Людям, страдающим бронхитом, астмой, болезнями сердца, работать с азотной кислотой не следует. Необходимо таийе чаще проверять насыщенность воздуха парами окислов азота. Лица, работающие с азотной кислотой и окислами азота, должны пользоваться резиновыми перчатками, фартуками н защитными очками. Против паров кислоты и окислов азота основным средством защиты является индивидуальная кислородная маска. Обычный респираторный противогаз не обеспечиваетдостаточно надежной защиты. В помещениях, где производятся работы, должны быть предусмотрены душ, в крайнем случа, просто водопроводный кран для обмывания пораженного места.
При попадании на кожу кислоту нужно срочно смыть водой, а затем 5 — 10%-ным раствором соды. Кожу следует промывать обильной струей воды не менее 15 мин, после чего необходимо обратиться в медпункт. Смоченная кислотой одежда должна быть удалена. В случае проникновения азотной кислоты в организм, пострадавшему срочно необходимо сделать промывание желудка, дать выпить как можно больше воды, чтобы разбавить азотную кислоту, и затем вызвать искусственную рвоту. Лучше, если эта процедура будет проводиться под наблюдением врача, потому что рвота и промывание желудка могут вызвать разрывы стейок пищевода и желудка, сильно обожженных кислотой. В случае попадания концентрированной азотной кислоты в глаза необходимо быстро промыть нх сильной струей воды, а затем 2э~э-ным раствором соды, после чего следует немедленно обратиться за медицинской помощью.
Транспортировка и хранение азотной кисл о т ы ие вызывает особых трудностей, так как это — нормальная жидкость. Однако, нужно обязательно учитывать ее основные эксплуатационные особенности — исключительно высокую коррозионную активность и токсичность, а также исключительно высокую упругость пара в условиях транспортировки и хранения; емкости с азотной кислотой должны обязательно дренироваться. Для перевозки лучше использовать стальные емкости, а для хранения — алюминиевые. Отводимые пары очень гигроскопичны и легко конденсируются.
Кислота слабой концентрации имеет более высокую коррозионную активность и, попадая на металл баков около дренажных отверстий, вызывает очень интенсивную коррозию поверхности. Поэтому дренажные отводы надо делать по возможности длиннее и отводцть нх от стенок баков. Большое количество азотной кислоты не должно храниться близко от жилой зоны, так как пары кислоты — тяжелые н стойкие газы — могут разноситься ветром на большие расстояния, причиняя вред людям и значительный ущерб постройкам.
Азотная кислота абсолютно не взрывоопасна, она не реагирует ни на один из возможных импульсов. В пожарном отношении также является безопасной, если нет непосредственного контакта с горючими н самовоспламеняющимися с ней веществами. Применяющаяся для азотной кислоты тара должна быть чистой и сухой. 0 с о б ы е з а м е ч а н и я. Азотная кислота является хорошим растворителем для жидких окислов азота. Наличие растворенных окислов существенно влияет на скорость и характер горения топлив с кислотой, насыщенной окислами. С углеводородами ароматического ряда, парафинами и нафтенами азотная кислота не смешивается независимо от ее концентрации.
Спирты растворяются в кислоте с большим тепловыделением. Галлоидопроизводные — нитробензол, дихлорэтан, этилнитрат и другие хорошо растворяются. При растворении и смешении с азотной кислотой указанных выше веществ могут образоваться сильновзрывчатые смеси, и поэтому смешения или растворения должны проводиться с особой осторожностью. Азотная кислота ие обладает достаточно высокой теплопроизводительностью, не обеспечивает высоких удельных импульсов, а исключительная коррозионная активность и высокая токсичность усиливают ее отрицательные свойства.
В ракетной технике нужно по возможности отказываться от применения азотной кислоты. Ее применение в настоящее время продиктовано технико-экономическими условиями: она очень дешева, имеет неограниченные возможности производства, проста в эксплуатации. Ее агрессивные свойства по отношению к конструкционным материалам несколько сдерживаются применением ингибиторов или смесей с окислами азота. Четырехокись азота Четырехокись азота при обычной температуре представляет собой токсичную светло-оранжевую жидкость с запахом азотной кислоты, окраска которой с повышением температуры переходит в бурую.
Четырехокись азота кипит при 295 К, легко диссоциирует, начиная с 285 — 288 К и обладает очень высокой летучестью. Критическая температура 431 К, критическое давление 99 кг/смз. При охлаждении четырехокиси азота до температуры ниже 233 К в атмосфере над се твердой поверхностью также имеется значительное количество газообразной окиси. Упругость паров четырехокиси азота равномерно повышается в интервале от 233 до 295 К, т.
е. до температуры ее кипения, при дальнейшем же повышении температуры упругость паров резко нарастает. Так, например, при возрастании температуры от 284,3 К до 373 К давление увеличивается в 19,4 раза, а прн повышении от 284,3 до 423 К вЂ” в 80,7 раза. Объясняется это диссоциацией молекулы четырехокиси азота при повышении тем. пературы по уравнению Х~О4 2МОь При 337 К половина )чз04 диссоциирует на двуокись азота, а при 423 К диссоциация протекает, полностью. Бурая окраска паров четырехокиси азота зависит от наличия в ее составе двуокиси азота; пары четырехокиси азота, свободныс от примесей двуокиси, бесцветны, но пары технической четырехокиси всегда окрашены в оранжевый цвет и хорошо заметны.
Токсические свойства. Чстырсхокись азота очень ядовита, поэтому вдыхание паров Хз04 недопустимо даже в очень небольших концентрациях, все работы должны проводиться в противогазах, а лабораторные исследования — только под вытяжкой. Токсические свойства четырехокиси азота очень схожи с аналогичными свойствами азотной кислоты, поэтому более подробно с токсическими свойствами и мерами первой помощи при отравлении можно ознакомиться в разделе «Азотная кислота». Хранение н перевозка. Четырехокись азота можно хранить и перевозить в стальных или алюминиевых баллонах, при нормальной температуре внутри баллонов давление сравнительно невысокое (примерно 2 кг/смз при 308 К), поэтому для хранения четырехокиси азота можно применять баллоны, рассчитанные на низкое давление. Влажная четырехокись азота разъедает сталь.
В настоящее время для перевозки и хранения четырехокисп азота чаще применяют цельносварные стальные баллоны. Из-за узкого температурного диапазона (259 — 295 К) жидкофазного состояния применение четырехокиси азота на ракетных установках в зависимости от условий эксплуатации может вызвать необходимость применения тсрмостатирования. Так, в условиях космоса или на земле в условиях низких температур необходимо обеспечить подогрев азотного тетраксида.
При хранении заряженной установки в летных условиях при высокой температуре, наоборот, необходимо охлаждение емкостей с четырехокисью азота, иначе начнется диссоциация. Взрывоопасность и пожаро- опасность азотного тетраксида могут проявиться только при контакте с горючими веществами главным образом углеводородного происхождения. В связи с этим отметим, что с четырех- окисью азота допускается растворение некоторых органических соединений. С углеводородами (нафтены, парафины, ароматики) и спиртами растворение идет со значительным тепловыделением в некоторых случаях до самовоспламенения и даже до взрыва. Четырехокись азота хорошо смешивается с азотной кислотой в любых концентрациях и дает с ней либо раствор Хз04 в НИО„ либо раствор НХОз в ХзО,. Практическое применение смесей азотного тетраксида в азотной кислоте целесообразно по ряду соображений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
