حمض النيتريك الأحمر المدخن

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

حمض النيتريك المدخن الأحمر ( RFNA ) مؤكسد قوي ومستقر أثناء التخزين . يتكون من حمض النيتريك (HNO₃ ) ، ورباعي أكسيد ثنائي النيتروجين ( N₂O₄ ) ، وكمية قليلة من الماء . يعود لون حمض النيتريك المدخن الأحمر إلى رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين، الذي يتحلل جزئيًا ليُكوّن ثاني أكسيد النيتروجين ذو اللون البني المحمر. يذوب ثاني أكسيد النيتروجين حتى يتشبع السائل، مُنتجًا أبخرة سامة ذات رائحة خانقة. يزيد حمض النيتريك المدخن الأحمر من قابلية اشتعال المواد القابلة للاحتراق، وهو تفاعل طارد للحرارة بشدة عند تفاعله مع الماء. [ 1 ]

يُستخدم عادةً في الصواريخ ثنائية الوقود كمؤكسد. كما يمكن أن يكون مكونًا من مكونات الوقود الأحادي ؛ فمع مواد مثل نترات الأمين المذابة فيه، يمكن استخدامه كوقود وحيد في الصاروخ. إلا أن هذه الطريقة غير فعالة، ولا يُستخدم عادةً بهذه الطريقة.

بما أن ثاني أكسيد النيتروجين ناتج عن تحلل حمض النيتريك، فإن إضافته تعمل على تثبيت حمض النيتريك وفقًا لمبدأ لو شاتيليه . كما أن إضافة رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين تزيد من قدرة الأكسدة وتخفض درجة التجمد. [ 2 ]

يُستخدم عادةً مع مُثبِّط لأن حمض النيتريك يُهاجم معظم مواد الحاويات. توجد العديد من المُثبِّطات المُتاحة، بمواد مُختلفة، بعضها سري، بما في ذلك فلوريد الهيدروجين . [ 3 ] : 62 على سبيل المثال، يُخَمِّل فلوريد الهيدروجين معدن الحاوية بطبقة رقيقة من فلوريد المعدن، مما يجعلها شبه مُحصَّنة ضد حمض النيتريك. يُطلق على أي مزيج من حمض النيتريك المُثَبَّط مع مُثبِّط اسم حمض النيتريك المُثَبَّط ، أو IRFNA .

كان مركب RFNA المثبط هو المؤكسد المستخدم في صاروخ كوزموس-3M ، وهو الصاروخ المداري الخفيف الأكثر إطلاقًا في العالم . في دول الاتحاد السوفيتي السابق، يُعرف مركب RFNA المثبط باسم "ميلانج" .

خلال الحرب العالمية الثانية ، استخدم الجيش الألماني مادة RFNA في بعض الصواريخ. وكانت الخلطات المستخدمة تسمى S- Stoff (96% حمض نيتريك مع 4% كلوريد حديديك كمحفز للاشتعال [ 3 ] : 115-9 ) و SV-Stoff (94% حمض نيتريك مع 6% رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين) وتُلقب بـ Salbei ( المريمية ).

Other uses for RFNA include fertilizers, dye intermediates, explosives, and pharmaceutical acidifiers. It can also be used as a laboratory reagent in photoengraving and metal etching.[4]

Compositions

  • IRFNA IIIa: 83.4% HNO3, 14% NO2, 2% H2O, 0.6% HF
  • IRFNA IV HDA: 54.3% HNO3, 44% NO2, 1% H2O, 0.7% HF
  • S-Stoff: 96% HNO3, 4% FeCl3
  • SV-Stoff: 94% HNO3, 6% N2O4
  • AK20: 80% HNO3, 20% N2O4
  • AK20F: 80% HNO3, 20% N2O4, fluorine-based inhibitor
  • AK20I: 80% HNO3, 20% N2O4, iodine-based inhibitor
  • AK20K: 80% HNO3, 20% N2O4, potassium-based inhibitor
  • AK27I: 73% HNO3, 27% N2O4, iodine-based inhibitor
  • AK27P: 73% HNO3, 27% N2O4, phosphorus-based inhibitor

Corrosion

Hydrofluoric acid content of IRFNA[5][6]
When RFNA is used as an oxidizer for rocket fuels, it usually has a HF content of about 0.6%. The HF forms a metal fluoride layer on the surface of the storage vessels, inhibiting corrosion.
Water content of RFNA[7]
To test the water content, a sample of 80% HNO3, 8–20% NO2, and the rest H2O depending on the varied amount of NO2 in the sample. When the RFNA contained HF, there was an average H2O% between 2.4% and 4.2%. When the RFNA did not contain HF, there was an average H2O% between 0.1% and 5.0%. When the metal impurities from corrosion were taken into account, the H2O% increased, and the H2O% was between 2.2% and 8.8%
Corrosion of metals in RFNA[5]
تم اختبار الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك الألومنيوم، وسبائك الحديد، وصفائح الكروم، والقصدير، والذهب، والتنتالوم لمعرفة تأثير حمض الفوسفوريك (RFNA) على معدلات تآكل كل منها. أُجريت التجارب باستخدام عينات تحتوي على 16% و6.5% من حمض الفوسفوريك والمواد المختلفة المذكورة أعلاه. أظهرت أنواع عديدة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة للتآكل. لم تتحمل سبائك الألومنيوم التآكل بنفس كفاءة الفولاذ المقاوم للصدأ، خاصة في درجات الحرارة العالية، ولكن معدلات التآكل لم تكن مرتفعة بما يكفي لمنع استخدامها مع حمض الفوسفوريك. أظهر القصدير والذهب والتنتالوم مقاومة عالية للتآكل مماثلة للفولاذ المقاوم للصدأ. مع ذلك، تُعد هذه المواد أفضل لأن معدلات التآكل لم ترتفع بشكل ملحوظ عند درجات الحرارة العالية. تزداد معدلات التآكل عند درجات الحرارة المرتفعة في وجود حمض الفوسفوريك، بينما يُقلل حمض الكبريتيك من معدلات التآكل.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سوغور، ف.س.؛ مانواني، ج.ل. (أكتوبر 1983). "مشاكل تخزين ومناولة حمض النيتريك الأحمر المدخن" . مجلة العلوم الدفاعية . 33 (4): 331-337 . doi : 10.14429/dsj.33.6188 .
  2. ↑ شميدت، إيكارت دبليو. (2022). "حمض النيتريك الأحمر المدخن". موسوعة المؤكسدات . دي جرويتر. ص 3881-3962 . doi : 10.1515/9783110750294-029 . ISBN  978-3-11-075029-4.
  3. 1 2 كلارك، جون دروري (23 مايو 2018). الاشتعال!: تاريخ غير رسمي للوقود السائل للصواريخ . مطبعة جامعة روتجرز. ص 302. ISBN  978-0-8135-9918-2. OCLC 281664 . 
  4. ↑ أونيل، مارياديل ج. (2006). فهرس ميرك: موسوعة المواد الكيميائية والأدوية والمستحضرات البيولوجية . ميرك. ص 6576. ISBN  978-0-911910-00-1.
  5. 1 2 كاربلان، ناثان؛ أندروس، رودني ج. (أكتوبر 1948). "تآكل المعادن في حمض النيتريك الأحمر المدخن وفي الأحماض المختلطة". الكيمياء الصناعية والهندسية . 40 (10): 1946-1947 . doi : 10.1021/ie50466a021 .
  6. ↑ فيلبس، إدسون هـ.؛ لي، فريدريك س.؛ روبنسون، ريموند ب. (أكتوبر 1955). دراسات التآكل في حمض النيتريك المدخن (ملف PDF) (تقرير فني). مركز رايت لتطوير الطيران . 55-109. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 27 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه في 2 يناير 2024 .
  7. ↑ بيرنز، إي. أ.؛ موراكا، ر. ف. (1963). "تحديد الماء في حمض النيتريك الأحمر المدخن بواسطة معايرة كارل فيشر". الكيمياء التحليلية . 35 (12): 1967-1970 . Bibcode : 1963AnaCh..35.1967B . doi : 10.1021/ac60205a055 .

للمزيد من القراءة

  • شميدت، إيكارت دبليو. (2022). "حمض النيتريك الأحمر المدخن". موسوعة المؤكسدات . دي جرويتر. ص 3881-3962 . doi : 10.1515/9783110750294-029 . ISBN  978-3-11-075029-4.
  • قائمة الملوثات الوطنية - صحيفة حقائق حمض النيتريك
  • https://web.archive.org/web/20030429160808/http://www.astronautix.com/props/nitidjpx.htm