赤色発煙硝酸
赤色発煙硝酸
40ミリリットルの赤色発煙硝酸容器
名前
IUPAC名
硝酸
その他の名前
赤色発煙硝酸
識別子
プロパティ
HNO 3 + NO 2
外観 液体の赤い煙
密度遊離NO2含有量が増加 すると増加する
沸点83℃（181℉; 356K）
水に溶ける
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険
皮膚および金属の腐食、重篤な眼の損傷、毒性（経口、経皮、肺）、重度の火傷
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
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赤煙硝酸（RFNA）は、ロケット推進剤として使用される貯蔵可能な酸化剤です。硝酸（H N O 3）、四酸化二窒素（N 2 O 4）、および少量の水で構成されています。赤煙硝酸の色は四酸化二窒素によるもので、四酸化二窒素は部分的に分解して二酸化窒素を生成します。二酸化窒素は液体が飽和するまで溶解し、窒息臭のある有毒な煙を発生させます。RFNAは可燃性物質の可燃性を高め、水と反応すると非常に発熱します。[ 1 ]

二酸化窒素は硝酸の分解生成物であるため、二酸化窒素を添加するとルシャトリエの原理に従って硝酸が安定化する。また、四酸化二窒素を添加すると酸化力が高まり、凝固点が下がる。[ 2 ]

硝酸はほとんどの容器材料を侵すため、通常は抑制剤（フッ化水素を含む様々な、時には秘密の物質と併用される。[ 3 ] : 62 このような組み合わせは抑制RFNA、IRFNAと呼ばれる）と併用される。例えば、フッ化水素は容器の金属を薄い金属フッ化物層で不動態化し、硝酸をほぼ浸透させない。

また、モノプロペラント（一元推進剤）の成分としても使用され、アミン硝酸塩などの物質を溶解することで、ロケットの単独燃料として使用されることもあります。これは効率が悪いため、通常はこのような用途には使用されません。

第二次世界大戦中、ドイツ軍は一部のロケットにRFNAを使用しました。使用された混合物はS- Stoff（96%硝酸と点火触媒としての4%塩化第二鉄[ 3 ]：115–9 ）およびSV-Stoff（94%硝酸と6%四酸化二窒素）と呼ばれ、Salbei（賢者）という愛称で呼ばれていました。

抑制型RFNAは、世界で最も多く打ち上げられた軽軌道ロケットであるコスモス3Mの酸化剤でした。旧ソ連諸国では、抑制型RFNAはメランジュとして知られています。

RFNAの他の用途としては、肥料、染料中間体、爆薬、医薬品の酸性化剤などがあります。また、写真製版や金属エッチングにおける実験試薬としても使用できます。[ 4 ]

作曲

  • IRFNA IIIa : 83.4% HNO 3、14% NO 2、2% H 2 O、0.6% HF
  • IRFNA IV HDA：54.3％HNO 3、44％NO 2、1％H 2 O、0.7％HF
  • S-Stoff : 96% HNO 3、4% FeCl 3
  • SV-Stoff : 94% HNO 3、6% N 2 O 4
  • AK20 : 80% HNO 3、20% N 2 O 4
  • AK20F：80％HNO 3、20％N 2 O 4、フッ素系阻害剤
  • AK20I : 80% HNO 3、20% N 2 O 4、ヨウ素系阻害剤
  • AK20K : 80% HNO 3、20% N 2 O 4、カリウム系阻害剤
  • AK27I : 73% HNO 3、27% N 2 O 4、ヨウ素系阻害剤
  • AK27P：73％HNO 3、27％N 2 O 4、リン系阻害剤

腐食

IRFNAのフッ化水素酸含有量[ 5 ] [ 6 ]
RFNAをロケット燃料の酸化剤として使用する場合、通常、HF含有量は約0.6%です。HFは貯蔵容器の表面に金属フッ化物層を形成し、腐食を抑制します。
RFNAの水分含有量[ 7 ]
水分含有量を試験するために、サンプル中のNO 2 の量に応じて、80%のHNO 3 、8～20%のNO 2 、残りはH 2 Oのサンプルを調製した。RFNAにHFが含まれている場合、平均H 2 O%は2.4%から4.2%であった。RFNAにHFが含まれていない場合、平均H 2 O%は0.1%から5.0%であった。腐食による金属不純物を考慮すると、H 2 O%は増加し、H 2 O%は2.2%から8.8%となった。
RFNAにおける金属の腐食[ 5 ]
ステンレス鋼、アルミニウム合金、鉄合金、クロム板、スズ、金、タンタルについて、RFNA がそれぞれの腐食速度にどのような影響を与えるかをテストしました。実験は、16% および 6.5% の RFNA サンプルと、上記のさまざまな物質を使用して実施しました。多くの異なるステンレス鋼が耐食性を示しました。アルミニウム合金は、特に高温ではステンレス鋼ほど耐久性がありませんでしたが、腐食速度は RFNA での使用を妨げるほど高くはありませんでした。スズ、金、タンタルは、ステンレス鋼と同様の高い耐食性を示しました。ただし、これらの材料の方が優れているのは、高温でも腐食速度がそれほど上昇しないためです。高温での腐食速度は、リン酸の存在下では増加します。硫酸は腐食速度を低下させます。

参照

参考文献

  1. ^ Sugur, VS; Manwani, GL (1983年10月). 「赤色発煙硝酸の保管と取り扱いに関する問題」 .国防科学ジャーナル. 33 (4): 331– 337. doi : 10.14429/dsj.33.6188 .
  2. ^ Schmidt, Eckart W. (2022). 「赤色発煙硝酸」.酸化剤百科事典. De Gruyter. pp.  3881– 3962. doi : 10.1515/9783110750294-029 . ISBN 978-3-11-075029-4。
  3. ^ a bクラーク、ジョン・ドゥルーリー（2018年5月23日）。『イグニッション！：液体ロケット推進剤の非公式な歴史』ラトガース大学出版局、302ページ。ISBN 978-0-8135-9918-2. OCLC  281664 .
  4. ^ O'Neil, Maryadele J. (2006). 『メルク索引：化学物質、医薬品、生物製剤の百科事典』メルク社. p. 6576. ISBN 978-0-911910-00-1。
  5. ^ a bカープラン、ネイサン；アンドラス、ロドニー・J.（1948年10月）「赤煙硝酸および混酸中における金属の腐食」工業化学および工学化学40 ( 10): 1946– 1947. doi : 10.1021/ie50466a021 .
  6. ^ Phelps, Edson H.; Lee, Fredrick S.; Robinson, Raymond B. (1955年10月).発煙硝酸中の腐食研究(PDF) (技術報告書). Wright Air Development Center . 55-109. 2018年7月27日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2024年1月2日閲覧。
  7. ^ Burns, EA; Muraca, RF (1963). 「カールフィッシャー滴定法による赤色発煙硝酸中の水分の定量」.分析化学. 35 (12): 1967– 1970. Bibcode : 1963AnaCh..35.1967B . doi : 10.1021/ac60205a055 .

さらに読む

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