ВСЕ О ПИЛОТАЖНЫХ КОРДОВЫХ МОДЕЛЯХ (ALL ABOUT CONTROL LINE AEROBATIC MODELS )










Нитрометан

Нитрометан — химическое соединение с формулой СН3NO2, простейший представитель нитросоединений алифатического ряда.



Нитрометан — химическое соединение с формулой СН3NO2, простейший представитель нитросоединений алифатического ряда.

Физические свойства

Бесцветная высокополярная жидкость(ε 35.87), имеющая запах горького миндаля; tкип=101,2 °C, tпл=-28,5 °C, плотность 1,138 г/см³ (20 °C); ограниченно растворим в воде — 10,5 г на 100 г воды, и растворяет 1,93 г воды в 100 г нитрометана, смешивается с обычными органическими растворителями; образует азеотропную смесь с водой (76,4 % нитрометана, tкип=83,6 °C). Не растворяется в предельныхуглеводородах. Температура горения 4000 °C. Нитрометан горит желтым пламенем.

Химические свойства

Благодаря наличию нитрогруппы атомы водорода в нитрометане подвижны, могут отщепляться в растворе при действии оснований (pKa = 10,2).

CH3NO2 + NaOH → CH2=N(O)ONa + H2O

Нитрометан вступает во взаимодействие с кетонами, альдегидами в так называемой нитральдольной реакции или реакции Анри[1],

 

например с формальдегидом

СН3NO2 + CH2=О → HOCH2CH2NO2.

При использовании избытка формальдегида замещяются все три атома водорода и образуется три(гидроксиметилен)нитрометан

СН3NO2 + 3CH2=О → (CH2OH)3CNO2

который при восстановлении образует (CH2OH)3CNH2 — три(гидроксиметилен)метиламин («tris»), основной компонент трис-буфера.

Нитрометан также выступает как донор в реакции Михаэля, присоединясь к α,β-непредельным соединения по схеме 1,4-присоединения.

Взаимодействует с окисью этилена, и др. соединениями.

Получение

В химической промышленности нитрометан обычно получают деструктивным нитрованием низших алканов, например, пропана, 50-70 %азотной кислотой при 400—700 °C. В этом процессе также получается нитроэтан, 1-нитропропан, 2-нитропропан. Смесь разделяется фракционированием.

В лаборатории нитрометан может быть получен по следующей реакции (Г. Кольбе)

ClCH2COONa + NaNO2 + H2O → CH3NO2 (35-38%) + NaCl + NaHCO3

или реакцией бромметана с нитритом серебра

CH3Br + AgNO2 → CH3NO2 + AgBr↓

также реакцией диметилсульфата с нитритом натрия

(CH3)2SO4 + 2NaNO2 → 2 CH3NO2 + Na2SO4

Применение

  • Основное применение нитрометана — в качестве растворителя (например, эфироцеллюлозных лаков, виниловых полимеров, цианакрилатов, некоторых красок), для экстракции ароматических углеводородов, в производстве хлорпикрина, некоторых взрывчатых веществ.
  • В качестве реактивного топлива
  • Также используется как добавка к топливу для калильных двигателей внутреннего сгорания (например у радиоуправляемых моделей).
  • В качестве топлива для гоночных болидов - "nitro", "Top fuel" (драгстеров).

Содержание кислорода в нитрометане позволяет ему гореть с много меньшим количеством атмосферного воздуха по сравнению с углеводородами бензина:

4CH3NO2 + 3O2 → 4CO2 + 6H2O + 2N2

14,7 кг воздуха необходимо для сжигания килограмма бензина, но только 1,7 кг воздуха на один килограмм нитрометана. Так как цилиндр двигателя может содержать только ограниченное количество воздуха при каждом такте, 8,7 раз больше нитрометана по сравнению с бензином может быть сожжено в один такт. Нитрометан,однако, имеет меньшую плотность энергии: бензин выделяет около 42–44 МДж/кг в то время как, нитрометан даёт 11,3 МДж/кг. Этот анализ показывает, что нитрометан производит примерно 2,3 раза больше мощности по сравнению с мощностью обычного топлива.

Нитрометан также может быть использован как монопропеллант, т. е. , топливо которое горит без добавки кислорода, ниже уравнение этой реакции:

4 CH3NO2 → 4 CO + 4 H2O + 2 H2 + 2 N2

Нитрометан имеет ламинарную скорость горения 0,5 м/с немного выше чем бензин, таким образом делая его пригодным для высокоскоростных двигателей. Так же температура горения 2400 °C. Высокая теплота образования 0,56 МДж/кг вместе с высокой скоростью течения приводит к сильному охлаждению подходящего топлива (в два раза больше метанола), в результате получаются довольно низкие температуры.

Нитрометан часто используют с богатой воздух/топлива смесях потому что он производит мощность даже в случае отсутствия атмосферного кислорода. Когда богатая воздух/топливо смесь используется водород и монооксид углерода продукты горения. Эти газы часто сжигают, иногда впечатляюще, в то время как очень богатые смеси продолжают гореть во время выделения из выхлопных труб.

Очень богатые смеси необходимы для снижения температуры камеры сгорания в порядке контролировать предварительное зажигание и последующей детонации. Рабочие детали зависят от свойства смеси и характеристики двигателя.

Небольшие количества гидразина смешанные с нитрометаном может увеличить выдаваемую мощность ещё немного. С нитрометаном гидразин образовывает взрывоопасную соль, которая еще и монопропеллант. Эти смеси обладают значительной опасностью.

В авиамоделизме основной ингредиент метанол с небольшим количеством нитрометана (0% до 65%, но редко более 30% так как нитрометан дороже метанола) и 10–20% (обычно касторовое масло/или синтетическое масло). Даже небольшие количества нитрометана приводит к увеличении мощности выдаваемым двигателем (т. к. раньше ограничитель мощности был приток воздуха)

Взрывчатые свойства

Нитрометан не относили ко взрывчатым веществам до взрыва железнодорожной цистерны 1 июля 1958 года[2]

После множественных тестов стало ясно, что он более энергетическое взрывчатое вещество (ВВ), чем тротил, хотя тротил имеет более высокую скорость детонации и бризантность. Оба взрывчатых вещества имеют отрицательный кислородный баланс и добавки окислителя, такого, как нитрат аммония, усиливают ВВ. Чистый нитрометан - мощная взрывчатка со скоростью детонации приблизительно 6200 м/с, но даже в этом случае добавление ингибиторов может уменьшить опасность. Взрыв бака машины был вызван благодаря адиабатическому сжатию, опасность характерная для всех жидких ВВ. При этом маленькие пузырьки схлопываются, вызывая перегрев с резким возрастанием давления. Считается, что закрывая вентиль, оператор вызвал сильный импульс - как удар молота. Нитрометан может быть сенсебилизирован добавками оснований для поднятия рН. Нитрометан смешивают с нитратом аммония, получая АСДТ. Нитрометан также смешивают с азотной кислотой, получается ВВ сравнимое снитроглицерином по мощности и чувствительности.

Очистка

Нитрометан замораживают, образующиеся кристаллы промывают диэтиловым эфиром, затем перегоняют.

Токсичность

Нитрометан ядовит при вдыхании паров или проглатывании поражает печень и почки, центральную нервную систему. Наркотик, обладающий также судорожным действием и последействием.

ЛД50=950 мг/кг для мышей.

ПДК 30 мг/м³

 



Создан 05 авг 2011



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником
Каталог сайтовvseSdelki.info - товары, услуги, объявления, каталоги Украина онлайн
СЧЕТЧИК КЛИКОВ НА САЙТЕ: