赤烟硝酸
赤烟硝酸 | |
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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 | 随著游离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。 |
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。
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
- 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
- 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和其馀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
参考
- ^ 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.