赤色発煙硝酸

赤色発煙硝酸
名前
	IUPAC名硝酸
	その他の名前赤色発煙硝酸
識別子
CAS番号	52583-42-3 ;
ケムスパイダー	なし;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID5029685;
プロパティ
化学式	硝酸3+硝酸2
外観	液体、赤い煙
密度	遊離NO2含有量が増加すると増加する
沸点	83 °C (181 °F; 356 K)
水への溶解度	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、重度の眼の損傷、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）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

赤煙硝酸（RFNA）はロケットの推進剤として使用される貯蔵可能な酸化剤です。84％の硝酸（H N O ₃）、13％の四酸化二窒素（N ₂O ₄）、1～2％の水で構成されています。^[1]赤煙硝酸の色は四酸化二窒素によるもので、部分的に分解して二酸化窒素を形成します。二酸化窒素は液体が飽和するまで溶解し、窒息するような臭いのある有毒な煙を生成します。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。

硝酸はほとんどの容器材料を侵すため、通常は抑制剤（フッ化水素を含むさまざまな、時には秘密の物質と併用; ^[2]^{: 62}このような組み合わせは抑制RFNA、IRFNAと呼ばれます）と一緒に使用されます。たとえば、フッ化水素は容器の金属を金属フッ化物の薄い層で不動態化し、硝酸をほとんど通さない状態にします。

また、これはモノプロペラントの成分にもなり、アミン硝酸塩などの物質を溶解することで、ロケットの唯一の燃料として使用することができます。これは非効率的であり、通常はこのようには使用されません。

第二次世界大戦中、ドイツ軍はいくつかのロケットにRFNAを使用した。使用された混合物はS - Stoff（96%硝酸と点火触媒としての4%塩化鉄^[2]^：115–9）とSV-Stoff（94%硝酸と6%四酸化二窒素）と呼ばれ、Salbei（賢者）というニックネームが付けられていた。

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のそ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る。また、写真製版や金属エッチングの実験試薬としても使用できる。^[3]

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^[4]^[5]: 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 の目的は、貯蔵容器の表面に金属フッ化物層を形成することで腐食防止剤として作用することです。
RFNAの水分含有量^[6]: 水分含有量をテストするために、サンプル中のNO ₂の量に応じて、 80% HNO ₃、8～20% NO ₂、残りはH _{2 Oのサンプルを使用しました。RFNAにHFが含まれている場合、平均H}₂ O%は2.4%～4.2%でした。RFNAにHFが含まれていない場合、平均H ₂ O%は0.1%～5.0%でした。腐食による金属不純物を考慮すると、H ₂ O%が増加し、H ₂ O%は2.2%～8.8%でした。
RFNAにおける金属の腐食^[4]: ステンレス鋼、アルミニウム合金、鉄合金、クロム板、錫、金、タンタルをテストし、RFNA がそれぞれの腐食速度にどのように影響するかを調べました。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行されました。多くの異なるステンレス鋼が耐腐食性を示しました。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。錫、金、タンタルは、ステンレス鋼と同様の高い耐腐食性を示しました。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

白色の発煙硝酸

参考文献

^ VS Sugur; GL Manwani (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 .
^ ab 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。p. 302。ISBN 978-0-8135-9918-2. OCLC 281664.
^ O'Neil, Maryadele J. (2006).メルクインデックス: 化学物質、医薬品、生物製剤の百科事典。メルク。p. 6576。ISBN 978-0-911910-00-1。
^ ab Karplan, Nathan; Andrus, Rodney J. (1948年10月). 「赤色発煙硝酸および混合酸中における金属の腐食」.工業および工学化学. 40 (10): 1946–1947. doi :10.1021/ie50466a021.
^ Phelps, Edson H.; Lee, Fredrick S.; Robinson, Raymond B. (1955年10月). 発煙硝酸の腐食研究(PDF) (技術レポート). 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。
^ 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測定」.分析化学. 35 (12): 1967–1970. doi :10.1021/ac60205a055.

外部リンク

国家汚染物質目録 – 硝酸ファクトシート
https://web.archive.org/web/20030429160808/http://www.astronautix.com/props/nitidjpx.htm

[1] VS Sugur; GL Manwani (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 .

[Clark2018-2] 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。p. 302。ISBN 978-0-8135-9918-2. OCLC 281664.

[3] O'Neil, Maryadele J. (2006).メルクインデックス: 化学物質、医薬品、生物製剤の百科事典。メルク。p. 6576。ISBN 978-0-911910-00-1。

[ReferenceA-4] Karplan, Nathan; Andrus, Rodney J. (1948年10月). 「赤色発煙硝酸および混合酸中における金属の腐食」.工業および工学化学. 40 (10): 1946–1947. doi :10.1021/ie50466a021.

[5] Phelps, Edson H.; Lee, Fredrick S.; Robinson, Raymond B. (1955年10月). 発煙硝酸の腐食研究(PDF) (技術レポート). 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。

[6] 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測定」.分析化学. 35 (12): 1967–1970. doi :10.1021/ac60205a055.