1,1-диметилхидразин

1,1- Диметилхидразин
1,1- Диметилхидразин
Общ
Систематично; име	1,1-диметилхидразин
Традиционни имена	Несиметричен диметилхидразин (UDMH), "хептил"
Chem. формула	C 2 H 8 N 2
плъх. формула	(CH 3 ) 2 NNH 2
Физически свойства
състояние	течност
Моларна маса	60,1 g/ mol
Плътност	0,79 ± 0,01 g / cm³
Йонизационна енергия	8,05 ± 0,01 eV
Топлинни свойства
	температура
• топене	216 К, -57 °С
• кипене	336 К, +63 °С
• огнища	258 К, -15 °С
Граници на експлозия	2 ± 1 об.%
Налягане на парата	103 ± 1 mm Hg
Класификация
рег. CAS номер	57-14-7
Pubchem	5976
рег. EINECS номер	200-316-0
УСМИВКИ	NN (C) C
InChI	InChI = 1S / C2H8N2 / c1-4 (2) 3 / h3H2,1-2H3 RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MV2450000
ЧЕБИ	18853
ООН номер	1163 г
ChemSpider	5756
Сигурност
LD 50	122 mg / kg (плъхове, орално); 100 mg / m 3 4 часа (морски свинчета, при експозиция)
токсичност	силно токсичен
NFPA 704	3 4 1
	Данните се базират на стандартни условия (25 °C, 100 kPa), освен ако не е посочено друго.
	Медийни файлове в Wikimedia Commons

Несиметричният диметилхидразин ( UDMH , 1,1-диметилхидразин , с кодово име "хептил" ^[a] ) е химическо производно на хидразин , компонент на висококипящо (точка на кипене над 0 °C ) ракетно гориво . Диазотният тетроксид (AT), чист или смесен с азотна киселина , често се използва като окислител в тандем с UDMH; известни са случаи на използване на чиста киселина и течен кислород . За подобряване на свойствата може да се използва в смес с хидразин , известен като аерозин ^[3] .

Основна информация

UDMH е безцветна или леко жълтеникава прозрачна течност с остра неприятна миризма, характерна за амините (миризмата на развалена риба, подобна на миризмата на амоняк, много подобна на миризмата на цаца ) ^[4] , летливо вещество, точка на кипене +63,1 °C^[5] ...

Температурата на кристализация е -57,78 ° C, плътността е 790 kg / m³ ^[6] . Смесва се добре с вода , етанол , повечето петролни продукти и много органични разтворители . Той е хигроскопичен, абсорбира влагата от въздуха, което води до намаляване на специфичната тяга на двигателите (100 m/s за всеки 0,5 % вода в сместа). ^{[ източник не е посочен 423 дни ]}

Запалва се спонтанно при контакт с окислители на базата на азотна киселина и диазотен тетроксид, което опростява конструкцията и осигурява лесно стартиране и възможност за многократно активиране на ракетни двигатели . ^[3]

Взаимодействието на UDMH и неговите водни разтвори с азотна киселина е бързо. Възпламеняването става до 50% концентрация на воден разтвор. Разтворите с по-ниска концентрация реагират с образуването на сол на азотна киселина. UDMH е термично стабилен до +350 ° C. В диапазона от + 350 ... + 1000 ° C продуктите на разлагането са амоняк , амини , циановодородна киселина , водород , азот , метан , етан , смолисти и други вещества. ^{[ източник не е посочен 423 дни ]}

Използва се като гориво за ракети с окислител азотен тетроксид (АТ)^[7] :

{\mathsf {H_{2}NN(CH_{3})_{2}+2N_{2}O_{4}\rightarrow 2CO_{2}+3N_{2}+4H_{2}O}}

{\ displaystyle {\ mathsf {H_ {2} NN (CH_ {3}) _ {2} + 2N_ {2} O_ {4} \ надясно 2CO_ {2} + 3N_ {2} + 4H_ {2} O}} }

{\ mathsf {H_ {2} NN (CH_ {3}) _ {2} + 2N_ {2} O_ {4} \ стрелка надясно 2CO_ {2} + 3N_ {2} + 4H_ {2} O}}

Предимствата на двойката UDMH + AT включват:

надминава двойка кислород + керосин и двойка кислород + водород по плътност (1170 kg / m³ срещу 1070 kg / m³ и 285 kg / m³, съответно), следователно са необходими по-малки резервоари и дизайнът се оказва по-компактен
самозапалване при контакт на горивните компоненти, което опростява конструкцията на двигателите и повишава тяхната надеждност
ракетата може да се зарежда дълго време, което е критично за ракети в готовност или космически кораби в полет

Недостатъците на UDMH + AT включват:

токсичност ,
канцерогенност ,
вероятността от експлозия на UDMH в присъствието на окислител,
по-нисък специфичен импулс от този на двойка кислород-керосин ,
UDMH е много по-скъп от керосина, който е от съществено значение за големите ракети ^[3] .

Други свойства:

по-висока експлозивност в сравнение с парата кислород-керосин, но по-малка в сравнение с двойката водород + кислород.

Приложение

UDMH е бил и се използва в реактивни двигатели с течно гориво

американските ракети Делта ,Тор-Аджена , Титан и космическия кораб Аполо ;
Съветски, руски и украински ракети носители " Протон ", " Космос ", " Циклон ", Рокот , " Днепър " и МБР " R-16 (SS-7) ", " R-36 (SS-9) ", " UR -100 (SS-11) "," MR UR-100 (SS-17) "," R-36M (SS-18) "," UR-100N (SS-19) "^[8] ;
Китайски ракети от семейството Changzheng ;
Френски ракети от семейството „ Ариан ” ^[b] , ракети носители „ Вега ”;
Индийски ракети от семейството GSLV , ракети-носители PSLV ;
пилотирани ( Союз , ТКС , Орел ) и товарни ( Прогрес ) космически кораби;
спътници , орбитални ( Мир , МКС ) и междупланетни станции ( Фобос-1 , Фобос-2 , Фобос-Грънт ).

История на създаването

През 1949 г. Държавният институт по приложна химия получава свидетелство за изобретател за асиметричен диметилхидразин като ефективно стартово ракетно гориво, което има редица уникални свойства в сравнение с горивото TG-02 , пет пъти по-кратък период на забавяне на самозапалването, по-малка температурна зависимост и повишена енергийна ефективност (специфичният импулс от АК е с 10 единици по-висок от този на TG-02) ^[9] .

Запалими свойства

Силно запалима течност. Точка на запалване -15 ° C; температура на самозапалване 249 ° C; концентрационни граници на разпространение на пламъка 2-95% об. ^{[ източник не е посочен 423 дни ]}

Пожарогасителни средства: пръскана вода, въздушно-механична пяна, прахове ^[10] .

токсичност

UDMH е силно токсично и летливо вещество^[7] . Например, неговите канцерогенни свойства се използват в проучвания за получаване на колоректален карцином при плъхове ^[11] . Хептил има силно токсично и мутагенно действие. Ефект върху човешкото тяло: дразнене на лигавиците на очите, дихателните пътища и белите дробове; силно възбуда на централната нервна система; разстройство на стомашно-чревния тракт (гадене, повръщане), при високи концентрации може да настъпи загуба на съзнание. ^{[ източник не е посочен 423 дни ]}

Влизане в индустрията

UDMH се получава от диметиламин , който е широкомащабен продукт на органичен синтез, на два етапа чрез N-нитрозодиметиламин:

{\mathsf {HN(CH_{3})_{2}+HNO_{2}\rightarrow ONN(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}

{\ displaystyle {\ mathsf {HN (CH_ {3}) _ {2} + HNO_ {2} \ надясно ONN (CH_ {3}) _ {2} + H_ {2} O}}}

{\ mathsf {HN (CH_ {3}) _ {2} + HNO_ {2} \ стрелка надясно ONN (CH_ {3}) _ {2} + H_ {2} O}}

{\mathsf {ONN(CH_{3})_{2}+2H_{2}\rightarrow H_{2}NN(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}

{\ displaystyle {\ mathsf {ONN (CH_ {3}) _ {2} + 2H_ {2} \ надясно H_ {2} NN (CH_ {3}) _ {2} + H_ {2} O}}}

{\ mathsf {ONN (CH_ {3}) _ {2} + 2H_ {2} \ стрелка надясно H_ {2} NN (CH_ {3}) _ {2} + H_ {2} O}}

N-нитрозодиметиламин ${\mathsf {ONN(CH_{3})_{2}}}$ ${\ displaystyle {\ mathsf {ONN (CH_ {3}) _ {2}}}}$ ${\ mathsf {ONN (CH_ {3}) _ {2}}}$ също е силно токсичен и канцерогенен^[7] .

Съхранение

Хидразиновите горива се характеризират с ниска химическа стабилност при контакт с атмосферата, но практически не причиняват корозия на структурните материали в парната и течната фаза. За съхранение на UDMH се използват резервоари, изработени от нисковъглеродни стомани , монтирани над земята или заровени. Подобно на диазотния тетроксид , UDMH се съхранява под азотно налягане в наситено състояние.

Във въздуха UDMH взаимодейства с кислород, с образуването на 1,1,4,4-тетраметилтетразен, амоняк, диазометан, полиметилен, смолисти вещества от основна природа. Най-опасните продукти на такива реакции са канцерогените и мутагените (CH ₃ ) ₂ NNO и CH ₂ N ₂^[7] .

Транспорт

Транспортирането на UDMH се извършва основно с железопътен, воден и автомобилен транспорт. Въздушният транспорт на UDMG е забранен! ^{[ източник не е посочен 423 дни ]}

Хидразиновите горива се транспортират в железопътни и пътни цистерни с вместимост 40-60 m³, изработени от нисковъглеродни стомани. За да се изключи контактът на горивото с атмосферата, в железопътните и автомобилните резервоари се поддържа излишък от азотно налягане от 100-150 kPa . ^{[ източник не е посочен 423 дни ]}

Рециклиране и неутрализиране

Неутрализацията на разливите е възможна чрез абсорбция от шунгит ^[12] .

UDMH може да се неутрализира чрез каталитично хидрогениране на форма _(CH3) _2, NH и NH _3. Замърсената с него вода може да бъде пречистена чрез каталитично окисление с водороден прекис^[7] .

Натрупаните за военни цели запаси от 1,1-диметилхидразин могат да се използват като суровина за производство на полиуретани, повърхностноактивни вещества, инхибитори на корозията, биологично активни вещества, химикали, торове с микроелементи^[7] .

Вижте също

Метилхидразинът е ракетно гориво със сходни свойства
Хидразин - ракетно гориво
Аерозин - ракетно гориво, смес от хептил и хидразин
1,2-Диметилхидразин (англ.) рус. - симетричен диметилхидразин
2-Dimethylaminoethylazide (eng.) Руски. - експериментално нетоксично ракетно гориво

Коментари (1)

↑ Кодовото обозначение „хептил“ е присвоено на 1,1-диметилхидразин в СССР, вижте Panasyuk et al., 2010 . В химическата номенклатура хептилът е алкиловият радикал на хептана, C ₇ H ₁₅ − .
↑ До и включително Ариан 4 .

Бележки (редактиране)

↑ 1,1-диметилхидразин MSDS . // Сигма-Олдрич.
↑ ¹ ² ³ ⁴ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0227.html
↑ ¹ ² ³ Космонавтика: Енциклопедия. - М. , 1985.
↑ Ушакова, В. Г. Характеристики на химичните трансформации на UDMH и неговото поведение в обекти на околната среда / V. G. Ushakova, O. N. Shpigun, O. I. Starygin // Polzunovskii Bulletin: Zh. - Алтайски държавен технически университет на име И. И. Ползунова, 2004. - No4.
↑ Панасюк и др., 2010 , с. 60: „UDMH е силно токсично (MPC ≤ 0,01 mg / m3) и доста летливо вещество (Tb = 63,1 ° C)“.
↑ 1,1-Диметилхидразин (англ.) ... Джобно ръководство на NIOSH за химически опасности . CDC (30 октомври 2019 г.). Дата на лечение: 22 април 2021 г.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Панасюк и др., 2010 г.
↑ Панасюк и др., 2010 , с. 59.
↑ Губанов, Б. И. Триумф и трагедия на Енергия: Размисли на главния конструктор. - Нижни Новгород: NIER, 2000. - Т. 1: Летящ огън. - С. 167 .-- 419 с. - ISBN 5-93320-003-4 .
↑ Королченко, А. Я. Опасност от пожар и експлозия на вещества и материали и средства за тяхното гасене: за 2 часа: Наръчник / А. Я. Королченко, Д. А. Королченко. - 2-ро изд., преп. и добавете. - М .: Ас; М .: Пожнаука, 2004 .-- С. 436.
↑ Carr, I. Неопластична инвазия при експериментален карцином на дебелото черво: анормална диференциация и освобождаване на слуз: [ инж. ] : [ арх. 26 септември 2017 г. ] / I. Carr, K. Orr // Клинични и експериментални метастази: zhurn. - 1990. - Кн. 8. - С. 299–304. - ISSN 0262-0898 . - doi : 10.1007 / BF01810676 . - PMID 2350917 .
↑ Golub, SL хроматография-мас-спектрометрия продукти от трансформация на асиметричен диметилхидразин върху повърхността на шунгитовия материал : Реферат на дисертацията за степен кандидат на химическите науки: ръкопис: [ арх. 14 юли 2014 г. ]. - М. , 2007 .-- 24 с.

литература

Панасюк, A. G. Използване на LRT, съдържащ хидразин, по метода на неутрализация / A. G. Panasyuk, A. B. Shestozub, A. P. Ransky ... [ и др. ] // Бюлетин на Нац. технология Университет " ХПИ ": сб. научен. труд .. - Харков: НТУ "ХПИ", 2010. - бр. 13. - С. 59–81. - UDC 623.52.002.8 ^(G) .

Връзки

Поляк, Виктор. Черна история // Културна еволюция. - 2008 .-- 27 януари.
N ₂ O ₄ / UDMH // Enciclopedia Astronautica. - 2002 .-- 26 юни.
Пестицидите представляват непоносими рискове? : [ арх. 18 април 2005 г. ] // Образователната програма за управление на пестицидите в университета Корнел. - 2003 .-- 10 март.

[3] Кодовото обозначение „хептил“ е присвоено на 1,1-диметилхидразин в СССР, вижте Panasyuk et al., 2010 . В химическата номенклатура хептилът е алкиловият радикал на хептана, C ₇ H ₁₅ − .

[10] До и включително Ариан 4 .

[1] 1,1-диметилхидразин MSDS . // Сигма-Олдрич.

[_a7fd19aec5c9273d-2] ¹ ² ³ ⁴ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0227.html

[ecosm-4] ¹ ² ³ Космонавтика: Енциклопедия. - М. , 1985.

[5] Ушакова, В. Г. Характеристики на химичните трансформации на UDMH и неговото поведение в обекти на околната среда / V. G. Ushakova, O. N. Shpigun, O. I. Starygin // Polzunovskii Bulletin: Zh. - Алтайски държавен технически университет на име И. И. Ползунова, 2004. - No4.

[_ec7e9751b5e63af7-6] Панасюк и др., 2010 , с. 60: „UDMH е силно токсично (MPC ≤ 0,01 mg / m3) и доста летливо вещество (Tb = 63,1 ° C)“.

[NIOSH_PG-7] 1,1-Диметилхидразин (англ.) ... Джобно ръководство на NIOSH за химически опасности . CDC (30 октомври 2019 г.). Дата на лечение: 22 април 2021 г.

[_c04b7a94afd3ca30-8] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Панасюк и др., 2010 г.

[_70110e6089941566-9] Панасюк и др., 2010 , с. 59.

[11] Губанов, Б. И. Триумф и трагедия на Енергия: Размисли на главния конструктор. - Нижни Новгород: NIER, 2000. - Т. 1: Летящ огън. - С. 167 .-- 419 с. - ISBN 5-93320-003-4 .

[12] Королченко, А. Я. Опасност от пожар и експлозия на вещества и материали и средства за тяхното гасене: за 2 часа: Наръчник / А. Я. Королченко, Д. А. Королченко. - 2-ро изд., преп. и добавете. - М .: Ас; М .: Пожнаука, 2004 .-- С. 436.

[13] Carr, I. Неопластична инвазия при експериментален карцином на дебелото черво: анормална диференциация и освобождаване на слуз: [ инж. ] : [ арх. 26 септември 2017 г. ] / I. Carr, K. Orr // Клинични и експериментални метастази: zhurn. - 1990. - Кн. 8. - С. 299–304. - ISSN 0262-0898 . - doi : 10.1007 / BF01810676 . - PMID 2350917 .

[14] Golub, SL хроматография-мас-спектрометрия продукти от трансформация на асиметричен диметилхидразин върху повърхността на шунгитовия материал : Реферат на дисертацията за степен кандидат на химическите науки: ръкопис: [ арх. 14 юли 2014 г. ]. - М. , 2007 .-- 24 с.

[2]

[1]

[a]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[b]

[9]

[10]

[11]

[12]