赤烟硝酸
化合物
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%水组成。[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 | |
|---|---|
| |
| IUPAC名 Nitric acid | |
| 别名 | Red fuming nitric acid 红色发烟硝酸 |
| 识别 | |
| CAS号 | 52583-42-3 
|
| 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（水） | 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。 | |
通常与缓蚀剂一起使用（包括氟化氢，[2]任何此类组合都称为inhibited RFNA、IRFNA），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。
在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（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
编辑- 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
编辑- 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。
- RFNA水含量[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
- 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、钽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
编辑参考
编辑- ^ 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）.
- ^ Clark, John D. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants. Rutgers University Press. 1972: 62. ISBN 0-8135-0725-1.
- ^ 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）.
- ^ O'Neil, Maryadele J. The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. Merck. 2006: 6576. ISBN 978-0-911910-00-1.
- ^ 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.
- ^ Corrosion Studies in Fuming Nitric Acid (PDF). [23 May 2017]. （原始内容 (PDF)存档于July 27, 2018）.
- ^ 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.