赤烟硝酸

化合物
(重定向自Red fuming nitric acid

红色发烟硝酸RFNA)是一种可储存的氧化剂,可用作火箭推进剂。由84%硝酸HNO
3
)、13%四氧化二氮、1%组成。[1]红色发烟硝酸的颜色是由于四氧化二氮部分分解形成二氧化氮,二氧化氮溶解直至液体饱和,并产生具有红色窒息有毒烟雾。红色发烟硝酸增加了可燃材料的可燃性,并且在与水反应时会高度放热。

赤烟硝酸
40毫升红色发烟硝酸容器
IUPAC名
Nitric acid
别名 Red fuming nitric acid
红色发烟硝酸
识别
CAS号 52583-42-3  checkY
ChemSpider None
性质
化学式 HNO
3
+ NO
2
外观 液体、红色烟雾
密度 随着游离NO
2
含量增加而增加
沸点 83 °C(356 K)
溶解性 混溶于水
危险性
主要危害 皮肤和金属腐蚀;严重眼睛损伤;有毒(口服、皮肤、肺部);严重烧伤
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

通常与缓蚀剂英语Corrosion inhibitor一起使用(包括氟化氢[2]任何此类组合都称为inhibited RFNAIRFNA),因为硝酸会腐蚀大多数容器材料。例如,氟化氢会钝化带有金属氟化物薄层的容器金属,使其几乎不受硝酸影响。


第二次世界大战期间,德军在一些火箭使用了红色发烟硝酸。使用的混合物称为S-Stoff英语Stoffs(96%硝酸、4%氯化铁作为点火催化剂[3])和SV-Stoff(94%硝酸、6%四氧化二氮),绰号Salbei(鼠尾草)。


用途包括肥料、染料中间体、炸药、作为酸化剂的药物助剂。可用作照相制版和金属蚀刻的实验室试剂。[4]

成分

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  • 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, fluorine-based inhibitor
  • AK27I:73% HNO3, 27% N2O4, iodine-based inhibitor
  • AK27P:73% HNO3, 27% N2O4, fluorine-based inhibitor

实验

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  1. IRFNA氢氟酸含量[5][6]
    • 当红色发烟硝酸用作火箭燃料氧化剂时,通常具有约0.6%氟化氢含量。目的是充当腐蚀抑制剂。
  2. RFNA含量[7]
    • 为了测试水含量,80% HNO3、8–20% NO2和其余H2O的样品取决于样品NO2的不同含量。当RFNA含有HF时,平均H2O%介于2.4%和4.2%之间。当RFNA不含HF时平均H2O%介于0.1%和5.0%之间。考虑腐蚀产生的金属杂质,H2O%增加,H2O%在2.2%~8.8%之间
  3. RFNA对金属的腐蚀[5]
    • 对不锈钢、铝合金、铁合金、镀铬板、锡、金、钽进行测试以了解腐蚀速率。使用16%和6.5%RFNA样品以及上面列出的不同物质进行实验。许多不同的不锈钢表现出耐腐蚀性。铝合金的耐受性不如不锈钢,尤其是在高温,但腐蚀率不足以禁止将其与RFNA一起使用。锡、金、表现出与不锈钢相似的高耐腐蚀性。这些材料更好,因为在高温下腐蚀率不会增加太多。在磷酸存在的情况下,高温下的腐蚀速率会增加。硫酸降低了腐蚀速率。

参见

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参考

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  1. ^ Problems in Storage and Handling of Red Fuming Nitric Acid (PDF). [2013-09-26]. (原始内容 (PDF)存档于September 27, 2013). 
  2. ^ Clark, John D. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants. Rutgers University Press. 1972: 62. ISBN 0-8135-0725-1. 
  3. ^ Clark, John D. 9: What Ivan Was Doing. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants (PDF). Rutgers University Press. 1972: 116 [2022-12-29]. ISBN 0813507251. (原始内容存档 (PDF)于2017-04-15). 
  4. ^ O'Neil, Maryadele J. The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. Merck. 2006: 6576. ISBN 978-0-911910-00-1. 
  5. ^ 5.0 5.1 Karplan, Nathan; Andrus, Rodney J. Corrosion of Metals in Red Fuming Nitric Acid and in Mixed Acid. Industrial and Engineering Chemistry. October 1948, 40 (10): 1946–1947. doi:10.1021/ie50466a021. 
  6. ^ Corrosion Studies in Fuming Nitric Acid (PDF). [23 May 2017]. (原始内容 (PDF)存档于July 27, 2018). 
  7. ^ Burns, E. A.; Muraca, R. F. Determination of Water in Red Fuming Nitric Acid by Karl Fischer Titration. Analytical Chemistry. 1963, 35 (12): 1967–1970. doi:10.1021/ac60205a055. 

外部链接

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