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赤煙硝酸

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赤煙硝酸
40毫升紅色發煙硝酸容器
IUPAC名
Nitric acid
別名 Red fuming nitric acid
紅色發煙硝酸
識別
CAS號 52583-42-3  checkY
ChemSpider None
性質
化學式 HNO
3 + NO
2
外觀 液體、紅色煙霧
密度 隨著游離NO
2含量增加而增加
沸點 83 °C（356 K）
溶解性（水） 混溶於水
危險性
主要危害 皮膚和金屬腐蝕；嚴重眼睛損傷；有毒（口服、皮膚、肺部）；嚴重燒傷
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

紅色發煙硝酸（RFNA）是一種可儲存的氧化劑，可用作火箭推進劑。由84%硝酸（HNO
3）、13%四氧化二氮、1%水組成。[1]紅色發煙硝酸的顏色是由於四氧化二氮部分分解形成二氧化氮，二氧化氮溶解直至液體飽和，並產生具有紅色窒息有毒煙霧。紅色發煙硝酸增加了可燃材料的可燃性，並且在與水反應時會高度放熱。

通常與緩蝕劑（英語：Corrosion inhibitor）一起使用（包括氟化氫，[2]任何此類組合都稱為inhibited RFNA、IRFNA），因為硝酸會腐蝕大多數容器材料。例如，氟化氫會鈍化帶有金屬氟化物薄層的容器金屬，使其幾乎不受硝酸影響。


在第二次世界大戰期間，德軍在一些火箭使用了紅色發煙硝酸。使用的混合物稱為S-Stoff（英語：Stoffs）（96%硝酸、4%氯化鐵作為點火催化劑[3]）和SV-Stoff（94%硝酸、6%四氧化二氮），綽號Salbei（鼠尾草）。


用途包括肥料、染料中間體、炸藥、作為酸化劑的藥物助劑。可用作照相製版和金屬蝕刻的實驗室試劑。[4]

成分

  • IRFNA IIIa：83.4% HNO3, 14% NO2, 2% H2O, 0.6% HF
  • IRFNA IV HDA：54.3% HNO3, 44% NO2, 1% H2O, 0.7% HF
  • S-Stoff：96% HNO3, 4% FeCl3
  • SV-Stoff：94% HNO3, 6% N2O4
  • AK20：80% HNO3, 20% N2O4
  • AK20F：80% HNO3, 20% N2O4, fluorine-based inhibitor
  • AK20I：80% HNO3, 20% N2O4, iodine-based inhibitor
  • AK20K：80% HNO3, 20% N2O4, fluorine-based inhibitor
  • AK27I：73% HNO3, 27% N2O4, iodine-based inhibitor
  • AK27P：73% HNO3, 27% N2O4, fluorine-based inhibitor

實驗

  1. IRFNA氫氟酸含量[5][6]
    • 當紅色發煙硝酸用作火箭燃料氧化劑時，通常具有約0.6%氟化氫含量。目的是充當腐蝕抑製劑。
  2. RFNA水含量[7]
    • 為了測試水含量，80% HNO3、8–20% NO2和其餘H2O的樣品取決於樣品NO2的不同含量。當RFNA含有HF時，平均H2O%介於2.4%和4.2%之間。當RFNA不含HF時平均H2O%介於0.1%和5.0%之間。考慮腐蝕產生的金屬雜質，H2O%增加，H2O%在2.2%~8.8%之間
  3. RFNA對金屬的腐蝕[5]
    • 對不銹鋼、鋁合金、鐵合金、鍍鉻板、錫、金、鉭進行測試以了解腐蝕速率。使用16%和6.5%RFNA樣品以及上面列出的不同物質進行實驗。許多不同的不銹鋼表現出耐腐蝕性。鋁合金的耐受性不如不銹鋼，尤其是在高溫，但腐蝕率不足以禁止將其與RFNA一起使用。錫、金、鉭表現出與不銹鋼相似的高耐腐蝕性。這些材料更好，因為在高溫下腐蝕率不會增加太多。在磷酸存在的情況下，高溫下的腐蝕速率會增加。硫酸降低了腐蝕速率。

參見

參考

  1. ^ Problems in Storage and Handling of Red Fuming Nitric Acid (PDF). [2013-09-26]. （原始內容 (PDF)存檔於September 27, 2013）. 
  2. ^ Clark, John D. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants. Rutgers University Press. 1972: 62. ISBN 0-8135-0725-1. 
  3. ^ Clark, John D. 9: What Ivan Was Doing. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants (PDF). Rutgers University Press. 1972: 116 [2022-12-29]. ISBN 0813507251. （原始內容存檔 (PDF)於2017-04-15）. 
  4. ^ O'Neil, Maryadele J. The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. Merck. 2006: 6576. ISBN 978-0-911910-00-1. 
  5. ^ 5.0 5.1 Karplan, Nathan; Andrus, Rodney J. Corrosion of Metals in Red Fuming Nitric Acid and in Mixed Acid. Industrial and Engineering Chemistry. October 1948, 40 (10): 1946–1947. doi:10.1021/ie50466a021. 
  6. ^ Corrosion Studies in Fuming Nitric Acid (PDF). [23 May 2017]. （原始內容 (PDF)存檔於July 27, 2018）. 
  7. ^ Burns, E. A.; Muraca, R. F. Determination of Water in Red Fuming Nitric Acid by Karl Fischer Titration. Analytical Chemistry. 1963, 35 (12): 1967–1970. doi:10.1021/ac60205a055. 

外部鏈接

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