Ammoniumdinitramid
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
IUPAC namn
Ammoniumdinitramid
|
|
| Identifierare | |
|
|
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.126.585 |
| EG-nummer |
|
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| H4N4O4 _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 124,06 g/mol |
| Densitet | 1,81 g/cm 3 |
| Smältpunkt | 93 °C (199 °F; 366 K) |
| Kokpunkt | sönderdelas vid 127 °C (261 °F; 400 K) |
| Faror | |
| GHS- märkning : | |
   
|
|
| Fara | |
| H201 , H228 , H302 , H371 | |
| P210 , P230 , P240 , P241 , P250 , P260 , P264 , P270 , P280 , P301+P312 , P309+P311 , P330, P370 + P378 , P378 , P370 , P370 , P370 , P370 , P370 , P405 , P501 | |
| Termokemi | |
|
Gibbs fri energi (Δ f G ⦵ )
|
−150,6 kJ/mol |
| Explosiva data | |
| Chockkänslighet | Låg |
| Friktionskänslighet | Låg |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Ammoniumdinitramid ( ADN ) är ammoniumsaltet av dinitraminsyra. ADN sönderdelas under värme och lämnar bara kväve, syre och vatten. Jonerna är ammoniumjonen NH 4 + och dinitramiden N(NO 2 ) 2 − .
Det är en utmärkt fast raketoxidator med en något högre specifik impuls än ammoniumperklorat och ännu viktigare, lämnar inte frätande vätekloridångor . Den här egenskapen är också av militärt intresse eftersom halogenfri rök är svårare att upptäcka. Den sönderdelas till gaser med låg molekylvikt så att den bidrar till högre prestanda utan att skapa för höga temperaturer om den används i pistoler eller raketdrivmedel. Saltet är benäget att detonera under höga temperaturer och chocka mer än perkloratet .
Företaget EURENCO Bofors producerade LMP-103S som en 1-till-1-ersättning för hydrazin genom att lösa 65 % ammoniumdinitramid, NH 4 N(NO 2 ) 2 , i 35 % vattenlösning av metanol och ammoniak. LMP-103S har 6 % högre specifik impuls och 30 % högre impulsdensitet än hydrazinmonodrivmedel. Dessutom är hydrazin mycket giftigt och cancerframkallande, medan LMP-103S endast är måttligt giftigt. LMP-103S är UN Class 1.4S som tillåter transport på kommersiella flygplan och demonstrerades på Prisma-satelliten 2010. Särskild hantering krävs inte. LMP-103S skulle kunna ersätta hydrazin som det vanligaste monodrivmedlet .
Det ADN-baserade monodrivmedlet FLP-106 rapporteras ha förbättrade egenskaper jämfört med LMP-103S, inklusive högre prestanda (ISP på 259 s mot 252 s) och densitet (1,362 g/cm3 mot 1,240 g / cm3 ) .
Historia
Ammoniumdinitramid uppfanns 1971 i Zelinskiy Institute of Organic Chemistry i Sovjetunionen. Till en början klassificerades all information relaterad till denna förening på grund av dess användning som raketdrivmedel, särskilt i Topol-M interkontinentala ballistiska missiler. 1989 syntetiserades ammoniumdinitramid oberoende av SRI International . SRI erhöll amerikanska och internationella patent för ADN i mitten av 1990-talet, då forskare från fd Sovjetunionen avslöjade att de hade upptäckt ADN 18 år tidigare.
Förberedelse
Det finns minst 20 olika syntesvägar som producerar ammoniumdinitramid. I laboratoriet kan ammoniumdinitramid framställas genom nitrering av sulfaminsyra eller dess salter vid låga temperaturer.
- KSO3NH2 + 2HNO3 → KHSO4 + NH4N ( NO2 ) 2 + H2O _ _ _ _
Processen utförs under rött ljus, eftersom föreningen bryts ned av fotoner med högre energi. Detaljerna i syntesen förblir hemliga. Andra källor [ vem? ] rapportera ammoniumsyntes från ammoniumnitrat , vattenfri salpetersyra och rykande svavelsyra innehållande 20 % fri svaveltrioxid AKA Oleum . En annan bas än ammoniak måste tillsättas innan syradinitramiden sönderdelas. Slutprodukten erhålls genom fraktionerad kristallisation.
En annan syntes känd som uretansyntesmetoden kräver fyra syntessteg och resulterar i ett utbyte på upp till 60 %. Etylkarbamat nitreras med salpetersyra och reagerar sedan med ammoniak för att bilda ammoniumsaltet av N-nitroretan. Detta nitreras igen med kvävepentoxid för att bilda etyldinitrokarbamat och ammoniumnitrat . Slutligen spjälkar behandling med ammoniak igen den önskade ammoniumdinitramiden och regenererar uretanutgångsmaterialet.
- CH 3 CH 2 OC(O)NH 2 + HNO 3 → CH 3 CH 2 OC(O)NHNO 2 + H 2 O
- CH 3 CH 2 OC(O)NHNO 2 + NH 3 → CH 3 CH 2 OC(O) NNO 2 NH 4
- CH 3 CH 2 OC(O)NNO 2 NH 4 + N 2 O 5 → CH 3 CH 2 OC(O)N(NO 2 ) 2 + NH 4 NO 3
- CH 3 CH 2 OC(O)N ( NO2 ) 2 + 2NH3 → CH3CH2OC ( O ) NH2 + NH4N ( NO2 ) 2
Vidare läsning
- Moderna raketbränslen> PDF> Hesiserman Online Library
- Textbook of Chemistry 1999 Prentice Press, New York
- Subbiah Venkatachalam; Gopalakrishnan Santhosh; Kovoor Ninan Ninan (2004). "En översikt över de syntetiska vägarna och egenskaperna hos ammoniumdinitramid (ADN) och andra dinitramidsalter". Drivmedel, sprängämnen, pyroteknik . 29 (3): 178–187. doi : 10.1002/prep.200400043 .