四氧化二氮

四氧化二氮
四氧化二氮
  四氧化二氮(分子式:N2O4)是氮和氧的化合物。纯N2O4为无色气体。常温下的N2O4处于不断汽化的状态之中。悬浮于空气中的N2O4减压立刻分解为二氧化氮气体。二氧化氮气体为棕红色。四氧化二氮属强氧化剂,与胺、肼等接触能自燃。为最常用的可贮存氧化剂之一,常与肼类燃料组成双组元液体推进剂,用于发射通讯卫星、战略导弹等的运载火箭中。本品有剧毒且有腐蚀性。

基本资料

  CAS号:10544-72-6  中文名称:四氧化二氮  英文名称:Nitrogen Dioxide  化学式:N2O4  分子量:92.011  性状:纯四氧化二氮为无色气体,但通常见到的制成品是黄褐色高密度液体,这是由于其中混有二氧化氮  密度:1443 kg/m3
  熔点:261.9K (-11.2℃)  沸点:294.3K (21.1℃)  冰点:-11.23℃  蒸汽压:96kPa(20℃时)  危险性:具腐蚀性、有毒
  制备方法:工业上制取四氧化二氮的方法是氨的催化氧化。
  主要用途:是最重要的火箭推进剂之一

性质与稳定性

  四氧化二氮是由二氧化氮叠合而成。其固体和液体及气体均无色。随着温度升高,二氧化氮增多,颜色加深,由褐色到赤红色。在大气压下,N2O4的沸点为21.2℃,熔点-11.2℃。液体N2O4的密度在-10℃时为1.512kg/m3。由于N2O4的分子成对称结构,故较为稳定。溶于水、二硫化碳等。但其与水只是有限的互溶。0℃时,有含量为47%和98%(质量)的两层液体,掺和的临界温度为67℃,此时不再分层,液体中N2O4的含量为89%(质量)。易与水反应生成等摩尔硝酸和亚硝酸混合物。当温度升高,亚硝酸分解为硝酸和氧化氮。是强氧化剂。其与氨混合,在低温下发生爆炸。N2O4与许多有机溶剂如酯、醚、酮、腈形成分子加合物。液体N2O4腐蚀某些金属(碱金属、碱土金属、和汞等),生成金属盐,放出一氧化氮。

应用领域

承担神舟七号飞船发射任务的长征二号F型运载火箭,使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂
承担神舟七号飞船发射任务的长征二号F型运载火箭,使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂
  用作制造硝酸、无水金属盐和硝基配位络合物的原料。在有机化学中用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。在军事工业中,用作制取炸药。
  四氧化二氮是最重要的火箭推进剂之一。因为比较容易保持在液态,它主要用于组成可贮存液体推进剂。四氧化二氮在早期的液体燃料洲际导弹(洲际导弹必须能够随时发射,其推进剂要求可以长期贮存而不是临时加注)中被广泛应用,如美国的大力神式洲际导弹。四氧化二氮可以与许多火箭燃料组成双组元自燃推进剂:四氧化二氮/混肼、四氧化二氮/偏二甲肼、四氧化二氮/一甲基肼等。最常见的组合是四氧化二氮/偏二甲肼,苏联的质子号运载火箭和中国的长征二号运载火箭应用的就是这种组合。美国大力神-3运载火箭采用的是四氧化二氮/混肼50。