stringtranslate.com

Perclorato de amonio

El perclorato de amonio ("AP") es un compuesto inorgánico con la fórmula NH 4 ClO 4 . Es un sólido incoloro o blanco soluble en agua. Es un oxidante potente . Combinado con un combustible, se puede utilizar como propulsor de cohetes llamado propulsor compuesto de perclorato de amonio . Su inestabilidad lo ha involucrado en una serie de accidentes, como el desastre de PEPCON .

Producción

El perclorato de amonio (PA) se produce por reacción entre amoníaco y ácido perclórico . Este proceso es la principal salida para la producción industrial de ácido perclórico. La sal también se puede producir por reacción de metátesis de sales de amonio con perclorato de sodio . Este proceso aprovecha la solubilidad relativamente baja del NH 4 ClO 4 , que es aproximadamente el 10% de la del perclorato de sodio. [6]

AP cristaliza como romboedros incoloros .

Descomposición

Como la mayoría de las sales de amonio, el perclorato de amonio se descompone antes de fundirse . Un calentamiento suave produce cloruro de hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y agua.

4NH4ClO4 → 4HCl + 2N2 + 5O2 + 6H2O

La combustión de AP es bastante compleja y se ha estudiado ampliamente. Los cristales de AP se descomponen antes de fundirse, aunque se ha observado una fina capa de líquido en las superficies de los cristales durante los procesos de combustión a alta presión. [7] Un calentamiento fuerte puede provocar explosiones . Las reacciones completas no dejan residuos. Los cristales puros no pueden mantener una llama por debajo de la presión de 2 MPa .

El AP es un oxidante de clase 4 (puede sufrir una reacción explosiva) para tamaños de partículas superiores a 15 micrómetros [8] y está clasificado como explosivo para tamaños de partículas inferiores a 15 micrómetros. [9] [10]

Aplicaciones

Durante la Primera Guerra Mundial, Inglaterra y Francia utilizaron mezclas que contenían perclorato de amonio (como la "balstina") como explosivo sustituto.

El uso principal del perclorato de amonio es en la fabricación de propulsores de combustibles sólidos. [11] Cuando el AP se mezcla con un combustible (como un aluminio en polvo y/o con un aglutinante elastomérico ), puede generar una combustión autosostenida a presiones muy por debajo de la presión atmosférica. Es un oxidante importante con una historia de décadas de uso en propulsores de cohetes sólidos : lanzamiento espacial (incluido el cohete propulsor sólido del transbordador espacial ), cohetes militares, amateurs y de aficionados de alta potencia , así como en algunos fuegos artificiales.

Algunos adhesivos epóxicos "deformables" contienen suspensiones de AP. Al calentarse a 300 °C, el AP degrada el adhesivo orgánico, rompiendo la unión cementada.

Toxicidad

El perclorato en sí mismo tiene poca toxicidad aguda. Por ejemplo, el perclorato de sodio tiene una DL50 de 2 a 4 g/kg y se elimina rápidamente después de la ingestión. [6] Sin embargo, se ha demostrado que la exposición crónica a los percloratos, incluso en concentraciones bajas, causa diversos problemas tiroideos , ya que se absorbe en lugar del yodo.

Referencias

  1. ^ Ficha de datos de seguridad (MSDS).sigmaaldrich.com.
  2. ^ Liu, L.; Li, F.; Tan, L.; Ming, L.; Yi, Y. (2004), "Efectos de los polvos nanométricos de Ni, Cu, Al y NiCu en la descomposición térmica del perclorato de amonio", Propelentes, Explosivos, Pirotecnia , 29 : 34–38, doi :10.1002/prep.200400026
  3. ^ John Rumble (18 de junio de 2018). Manual de química y física del CRC (99.ª edición). CRC Press. págs. 4–41. ISBN 978-1138561632.
  4. ^ Chase, MW (11 de febrero de 1998). "Tablas termoquímicas NIST-JANAF, cuarta edición". pp. 1–1951.
  5. ^ Ficha de datos de seguridad del perclorato de amonio. Sigma-Aldrich
  6. ^ por Helmut Vogt, Jan Balej, John E. Bennett, Peter Wintzer, Saeed Akbar Sheikh, Patrizio Gallone "Óxidos de cloro y ácidos clorooxigenados" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a06_483
  7. ^ Boggs, TL (1970). "Tasa de deflagración, estructura superficial y perfil del subsuelo de monocristales autodeflagrantes de perclorato de amonio". AIAA Journal . 8 (5): 867–873. Bibcode :1970AIAAJ...8..867B. doi :10.2514/3.5780.
  8. ^ NFPA 400: Código de materiales peligrosos, 2010
  9. ^ NFPA 495: Código de materiales explosivos, 2010
  10. ^ "Proyecto de investigación sobre el desarrollo de un sistema mejorado de clasificación de riesgos para oxidantes, informe técnico", Safety Engineering Laboratories, Inc., The Fire Protection Research Foundation, 13 de abril de 2006
  11. ^ "Perclorato: descripción general de los problemas, el estado y las medidas correctivas" Archivado el 15 de marzo de 2012 en Wayback Machine , ITRC, septiembre de 2005