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Ácido nítrico fumante rojo

El ácido nítrico fumante rojo ( RFNA ) es un oxidante almacenable que se utiliza como propulsor de cohetes . Se compone de 84 % de ácido nítrico ( H N O 3 ), 13 % de tetróxido de dinitrógeno ( N 2 O 4 ) y 1-2 % de agua . [1] El color rojo del ácido nítrico fumante se debe al tetróxido de dinitrógeno, que se descompone parcialmente para formar dióxido de nitrógeno . El dióxido de nitrógeno se disuelve hasta saturar el líquido y produce humos tóxicos con olor asfixiante. RFNA aumenta la inflamabilidad de los materiales combustibles y es altamente exotérmico cuando reacciona con el agua.

Generalmente se usa con un inhibidor (con varias sustancias, a veces secretas, incluido el fluoruro de hidrógeno ; [2] cualquier combinación de este tipo se llama RFNA inhibida , IRFNA ) porque el ácido nítrico ataca a la mayoría de los materiales de los contenedores. El fluoruro de hidrógeno, por ejemplo, pasivará el metal del recipiente con una fina capa de fluoruro metálico, haciéndolo casi impermeable al ácido nítrico.

También puede ser un componente de un monopropulsor ; con sustancias como los nitratos de amina disueltos en él, puede usarse como único combustible en un cohete. Esto es ineficiente y normalmente no se usa de esta manera.

Durante la Segunda Guerra Mundial , el ejército alemán utilizó RFNA en algunos cohetes. Las mezclas utilizadas se denominaron S- Stoff (96% de ácido nítrico con 4% de cloruro férrico como catalizador de ignición [3] ) y SV-Stoff (94% de ácido nítrico con 6% de tetróxido de dinitrógeno) y fueron apodadas Salbei ( salvia ).

El RFNA inhibido fue el oxidante del cohete orbital ligero más lanzado del mundo, el Kosmos-3M . En la Federación Rusa, la RFNA Ihibida ha sido conocida bajo el término Mélange .

Otros usos de RFNA incluyen fertilizantes, tintes intermedios, explosivos y acidificantes farmacéuticos. También se puede utilizar como reactivo de laboratorio en fotograbado y grabado de metales. [4]

Composiciones

experimentos

Contenido de ácido fluorhídrico de IRFNA [5] [6]
Cuando se utiliza RFNA como oxidante para combustibles para cohetes, normalmente tiene un contenido de HF de aproximadamente el 0,6%. El propósito del HF es actuar como inhibidor de la corrosión formando una capa de fluoruro metálico en la superficie de los recipientes de almacenamiento.
Contenido de agua de RFNA [7]
Para probar el contenido de agua, se toma una muestra de 80% HNO3 , 8-20% NO2 y el resto H2O dependiendo de la cantidad variada de NO2 en la muestra. Cuando la RFNA contenía HF, había un % de H2O promedio entre 2,4 % y 4,2 %. Cuando la RFNA no contenía HF, había un % de H2O promedio entre 0,1 % y 5,0 %. Cuando se tuvieron en cuenta las impurezas del metal procedentes de la corrosión, el % de H 2 O aumentó y el % de H 2 O estuvo entre 2,2 % y 8,8 %.
Corrosión de metales en RFNA [5]
Se probaron acero inoxidable, aleaciones de aluminio, aleaciones de hierro, placas de cromo, estaño, oro y tantalio para ver cómo la RFNA afectaba las tasas de corrosión de cada uno. Los experimentos se realizaron utilizando muestras de RFNA al 16% y al 6,5% y las diferentes sustancias enumeradas anteriormente. Muchos aceros inoxidables diferentes mostraron resistencia a la corrosión. Las aleaciones de aluminio no resistieron tan bien como los aceros inoxidables, especialmente a altas temperaturas, pero las tasas de corrosión no fueron lo suficientemente altas como para prohibir su uso con RFNA. El estaño, el oro y el tantalio mostraron una alta resistencia a la corrosión similar a la del acero inoxidable. Sin embargo, estos materiales son mejores porque a altas temperaturas las tasas de corrosión no aumentaron mucho. Las tasas de corrosión a temperaturas elevadas aumentan en presencia de ácido fosfórico. El ácido sulfúrico disminuyó las tasas de corrosión.

Ver también

Referencias

  1. ^ VS Sugur; GL Manwani (octubre de 1983). "Problemas en el almacenamiento y manipulación del ácido nítrico fumante rojo". Revista de ciencias de la defensa . 33 (4): 331–337. doi : 10.14429/dsj.33.6188 .
  2. ^ Clark, John D. (1972). ¡Encendido! Una historia informal de los propulsores líquidos para cohetes (PDF) . Prensa de la Universidad de Rutgers. pag. 62.ISBN _ 0-8135-0725-1.
  3. ^ Clark, John D. (1972). "9: Qué estaba haciendo Iván" (PDF) . ¡Encendido! Una historia informal de los propulsores líquidos para cohetes . Prensa de la Universidad de Rutgers. pag. 116.ISBN _ 0-8135-0725-1.
  4. ^ O'Neil, Maryadele J. (2006). El índice Merck: una enciclopedia de productos químicos, fármacos y productos biológicos . Merck. pag. 6576.ISBN _ 978-0-911910-00-1.
  5. ^ ab Karplan, Nathan; Andrus, Rodney J. (octubre de 1948). "Corrosión de metales en ácido nítrico fumante rojo y en ácido mixto". Química Industrial y de Ingeniería . 40 (10): 1946-1947. doi :10.1021/ie50466a021.
  6. ^ Phelps, Edson H.; Lee, Fredrick S.; Robinson, Raymond B. (octubre de 1955). Estudios de corrosión en ácido nítrico fumante (PDF) (Informe técnico). Centro de desarrollo aéreo de Wright . 55-109. Archivado (PDF) desde el original el 27 de julio de 2018 . Consultado el 2 de enero de 2024 .
  7. ^ Quemaduras, EA; Muraca, RF (1963). "Determinación de agua en ácido nítrico fumante rojo mediante valoración de Karl Fischer". Química analítica . 35 (12): 1967-1970. doi :10.1021/ac60205a055.

enlaces externos