Тетраоксид диазота — вещество с формулой N2O4, преобладающее в жидкости, полученной охлаждением диоксида азота ниже точки кипения. Это теоретически бесцветная, но на практике окрашенная в жёлто-коричневый цвет летучая ядовитая жидкость с едким запахом. Температура кипения при атмосферном давлении +21, 15 °C, кристаллизации — −11 °C. В кристаллическом виде при температурах ниже −12 °C бесцветен.
Тетраоксид диазота | |
---|---|
Общие | |
Систематическое наименование |
Тетраоксид диазота |
Сокращения | АТ |
Традиционные названия | азотный тетраоксид |
Хим. формула | N2O4 |
Физические свойства | |
Состояние | газ (бесцветный) |
Молярная масса | 92,011 г/моль |
Плотность | 1,443 г/см³ |
Термические свойства | Температура |
• плавления | −11,2 °C |
• кипения | +21,1 °C |
• вспышки | не горюч °C | Энтальпия |
• образования | 9,16 кДж/моль |
Давление пара | 96 кПа (+20 °C) |
Химические свойства | Растворимость |
• в воде | реагирует с водой |
Оптические свойства | |
Показатель преломления | 1,0012 |
Структура | |
Дипольный момент | 0 Д |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 10544-72-6 |
PubChem | 25352 |
Рег. номер EINECS | 234-126-4 |
SMILES |
[O-][N+](=O)[N+]([O-])=O
|
InChI |
1S/N2O4/c3-1(4)2(5)6
WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N
|
RTECS | QW9800000 |
ChEBI | 29803 |
Номер ООН | 1067 |
ChemSpider | 23681 |
Безопасность | |
Токсичность | очень токсичен |
NFPA 704 |
|
Свойства

Тетраоксид диазота при различных температурах: −196 °C, 0 °C, 23 °C, 35 °C, и 50 °C
В жидкой и газообразной фазах тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:
при нагревании полностью диссоциирует до диоксида азота. Состав смеси зависит от температуры и давления. С увеличением температуры равновесие смещается в сторону диоксида азота, при этом сжиженный N2O4 окрашивается в бурый цвет, обусловленный окраской NO2. Практически полностью диссоциирует при 140 °C. При увеличении давления при постоянной температуре степень диссоциации N2O4 уменьшается.
Так, равновесная концентрация NO2 при температуре кристаллизации (−11.2 °C) в жидкой фазе составляет 0,01 %, при температуре кипения (21,15 °C) в жидкой фазе — 0,1 %, в парах — 15,9 %, при 135 °C — 99 %.
Чистый кристаллический N2O4 бесцветен, при загрязнении следами влаги окрашен в бледно-зелёный цвет, существует две аллотропных модификации — нестабильная моноклинная и стабильная кубическая.
Реагирует с водой с образованием смеси азотной и азотистой кислот:
Сильный окислитель, крайне токсичен и коррозивен. Смеси с органическими веществами взрывоопасны.
Получение
Образовавшийся NO2 при t = −8 °C переходит в жидкое состояние с образованием N2O4.
Применение
Широко применяется в ракетной технике в качестве высококипящего (некриогенного) окислителя ракетного горючего.
В ракетных двигателях используется в паре с топливами на основе производных гидразина (метилгидразином, несимметричным диметилгидразином), в Вооружённых силах РФ именуется «амил».
На начальном этапе использовался в виде раствора в азотной кислоте из-за высокой температуры перехода в твёрдое состояние. В частности, на советских и российских РН «Космос», «Протон»; украинских «Циклон» (в виде АК-27И); американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций. По степени использования стоит на втором месте после жидкого кислорода.
Тетраоксид азота в паре с алкилгидразинами образует самовоспламеняющуюся топливную пару с периодом задержки воспламенения около 0,003 с.
Хранение
N2O4 хранят в резервуарах из легированной стали или алюминия объёмом до 100 м³. Резервуары оборудуют сливно-наливными трубами, предохранительными клапанами, манометрами и уровнемерами. Поскольку интервал жидкого состояния при атмосферном давлении очень узок (262…294,3 К), резервуары размещают в заглублённых помещениях, где поддерживается температура 268…288 К.
В резервуарах поддерживается избыточное давление в 0,15—0,22 МПа для исключения попадания в окислитель из атмосферы влаги и загрязняющих веществ и для сокращения времени насыщения газами при заправке ампулизированных ракет. Заправленные ракеты также находятся под некоторым избыточным давлением, что исключает кавитацию в турбо-насосном агрегате (ТНА) при работе двигательной установки.
Транспортирование АТ
Тетраоксид азота транспортируют в специальных цистернах, имеющих изоляцию и систему трубопроводов, в которую в зависимости от температуры окружающего воздуха подают либо тёплую воду, либо охлаждающий раствор.
Транспортируется тетраоксид азота под избыточным давлением 0,1…0,15 МПа. Железнодорожные ЖАЦ-44, ЖКЦ-39 и автомобильные цистерны оборудуют сливно-наливными трубами, предохранительными клапанами, манометрами и уровнемерами. Железнодорожные цистерны имеют вместимость около 40 м³, автоцистерны — 30…60 м³. ОАО РЖД перевозит его в цистернах ЖАЦ-44.