Перхлорат аммония
 | |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Перхлорат аммония | |
| Другие имена АП | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.305 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 1442 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| NH 4 ClO 4 | |
| Молярная масса | 117.49 g/mol |
| Появление | Белый кристаллический [1] |
| Плотность | 1,95 г/см 3 |
| Температура плавления | Экзотермическое разложение перед плавлением при температуре > 200 °C. [2] |
| 11,56 г/100 мл (0 °С) 20,85 г/100 мл (20 °С) 57,01 г/100 мл (100 °С) | |
| Растворимость | Растворим в метаноле Частично растворим в ацетоне , этаноле. Нерастворим в диэтиловом эфире [3] |
| Структура | |
| Орторомбический (<240 °C) Кубический (>240 °C) | |
| Термохимия | |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | -295,77 кДж/моль [4] |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Х201 , Х271 , Х319 , Х373 | |
| P210 , P220 , P221 , P230 , P240 , P250 , P260 , P264 , P280 , P283 , P305+P351+P338 , P306+P360 , P314 , P337+P313 , P370+P378 , P370+P38 0 , П371+П380+П375 , П372 , П373 , П401 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| 240 ° С (464 ° F; 513 К) | |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов [5] |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Хлорат аммония Хлорид аммония |
Другие катионы | Перхлорат калия Перхлорат натрия Перхлорат лития |
Родственные соединения | Хлорная кислота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Перхлорат аммония («АП») представляет собой неорганическое соединение формулы NH 4 ClO 4 . Это бесцветное или белое твердое вещество, растворимое в воде. Это мощный окислитель . В сочетании с топливом его можно использовать в качестве ракетного топлива, называемого композитным топливом на основе перхлората аммония . Его нестабильность привела к ряду аварий, таких как катастрофа PEPCON .
Производство
[ редактировать ]Перхлорат аммония (АП) получают реакцией аммиака и хлорной кислоты . Этот процесс является основным направлением промышленного производства хлорной кислоты. Соль также может быть получена реакцией солевого метатезиса солей аммония с перхлоратом натрия . В этом процессе используется относительно низкая растворимость NH 4 ClO 4 , которая составляет около 10% от растворимости перхлората натрия. [6]
АП кристаллизуется в виде бесцветных ромбоэдров .
Разложение
[ редактировать ]Как и большинство солей аммония, перхлорат аммония разлагается перед плавлением . Мягкий нагрев приводит к образованию хлористого водорода, азота, кислорода и воды.
- 4 NH 4 ClO 4 → 4 HCl + 2 N 2 + 5 O 2 + 6 H 2 O
Горение АП довольно сложное и широко изученное. Кристаллы AP разлагаются перед плавлением, хотя в процессах горения под высоким давлением на поверхности кристаллов наблюдался тонкий слой жидкости. [7] Сильный нагрев может привести к взрывам . Полные реакции не оставляют следов. Чистые кристаллы не могут выдержать пламя при давлении ниже 2 МПа .
AP является окислителем класса 4 (может вступать в взрывную реакцию) для частиц размером более 15 микрометров. [8] и классифицируется как взрывчатое вещество для частиц размером менее 15 микрометров. [9] [10]
Приложения
[ редактировать ]Во время Первой мировой войны Англия и Франция использовали смеси с перхлоратом аммония (такие как «бальстин») в качестве заменителя бризантного взрывчатого вещества.
Перхлорат аммония в основном используется в производстве твердого топлива. [11] Когда AP смешивается с топливом (например, с алюминиевым порошком и/или с эластомерным связующим), он может генерировать самоподдерживающееся горение при давлениях, намного ниже атмосферного. Это важный окислитель с многолетней историей использования в твердотопливных ракетах — космических запусках (включая твердотопливные ракеты-носители космического корабля «Шаттл» ), военных, любительских и хобби -ракетах большой мощности , а также в некоторых фейерверках.
Некоторые «ломкие» эпоксидные клеи содержат суспензии АП. При нагревании до 300 °C AP разрушает органический клей, разрушая склеенное соединение.
Токсичность
[ редактировать ]Сам по себе перхлорат не оказывает острой токсичности. Например, перхлорат натрия имеет ЛД 50 2–4 г/кг и быстро выводится после приема внутрь. [6] Однако было показано, что хроническое воздействие перхлоратов, даже в низких концентрациях, вызывает различные проблемы со щитовидной железой , поскольку они поглощаются вместо йода.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Паспорт безопасности материалов . sigmaaldrich.com.
- ^ Лю, Л.; Ли, Ф.; Тан, Л.; Мин, Л.; Йи, Ю. (2004), «Влияние нанометровых порошков Ni, Cu, Al и NiCu на термическое разложение перхлората аммония», Пропелленты, взрывчатые вещества, пиротехника , 29 : 34–38, doi : 10.1002/prep.200400026
- ^ Джон Рамбл (18 июня 2018 г.). Справочник CRC по химии и физике (99-е изд.). ЦРК Пресс. стр. 4–41. ISBN 978-1138561632 .
- ^ Чейз, Миссури (11 февраля 1998 г.). «Темохимические таблицы NIST-JANAF, четвертое издание» . стр. 1–1951.
- ^ Перхлорат аммония, MSDS . Сигма-Олдрич
- ^ Jump up to: а б Хельмут Фогт, Ян Балей, Джон Э. Беннетт, Питер Винтцер, Саид Акбар Шейх, Патрицио Галлоне «Оксиды хлора и хлоркислородные кислоты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2002, Wiley-VCH. два : 10.1002/14356007.a06_483
- ^ Боггс, ТЛ (1970). «Скорость горения, структура поверхности и приповерхностный профиль самодефлагрирующих монокристаллов перхлората аммония». Журнал АИАА . 8 (5): 867–873. Бибкод : 1970AIAAJ...8..867B . дои : 10.2514/3.5780 .
- ^ NFPA 400: Кодекс опасных материалов, 2010 г.
- ^ NFPA 495: Кодекс взрывчатых материалов, 2010 г.
- ^ «Разработка расширенной системы классификации опасностей для исследовательского проекта окислителей, технический отчет», Safety Engineering Laboratories, Inc., Фонд исследований противопожарной защиты, 13 апреля 2006 г.
- ^ «Перхлорат: обзор проблем, статуса и мер по устранению». Архивировано 15 марта 2012 г. в Wayback Machine , ITRC, сентябрь 2005 г.