Pentaborane

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 3. september 2021; verifikation kræver 1 redigering .
Pentaborane

Generel
Chem. formel B5H 9 _ _
Fysiske egenskaber
Molar masse 63,13 g/ mol
Massefylde 0,618 g/cm³
Ioniseringsenergi 9,9 ± 0 eV [1]
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning -46,8°C
 •  kogning 60,1°C
 •  blinker 30°C
Eksplosionsgrænser 0,42 ± 0,01 vol.% [1]
Damptryk 171 ± 1 mmHg [en]
Klassifikation
Reg. CAS nummer 19624-22-7
Reg. EINECS nummer 243-194-4
SMIL   [H]1[BH]2[H][BH]3[BH]24[BH]1[H][BH]4[H]3, [BH]123[BH]456[BH]17([BH] ]28([BH]34([H]5)[H]8)[H]7)[H]6
InChI   InChI=1S/B5H9/c6-1-5-2(6)8-4(5)9-3(5)7-1/h1-5H, InChI=1S/B5H9/c6-2-1-3( 2,6)5(1,8-3)4(1,2,7-2)9-5/h1-5HUSBVLEBZPMQADS-UHFFFAOYSA-N, XPIBKKWNZBDJNI-UHFFFAOYSA-N
RTECS RY8925000
CHEBI 33591
ChemSpider 24765156
Sikkerhed
NFPA 704 NFPA 704 firfarvet diamant fire fire fire
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

" Pentaboran " - også kaldet " pentaboran-nonahydrid ", " stabil pentaboran " og " Pentaboran (9) " for at skelne det fra borforbindelsen B 5 H 11  - en kemisk forbindelse , der blev overvejet af militæret i 1950'erne i USA og USSR , som et lovende raket /flybrændstof, også kaldet "eksotisk brændstof". Molekylet består af fem boratomer og ni hydrogenatomer (B 5 H 9 ) og er et af borhydriderne . Under normale forhold har det form af en farveløs væske med en skarp hvidløg-acetone-lugt, som reagerer eksotermt med vand ved temperaturer over 30 ° C og i form af dampe med luft. Frysepunktet er -46,8 °C, kogepunktet er 60,1 °C, molmassen er 63,13 g / mol , og den har en lav massefylde på 0,618 g/ ml . På grund af den karakteristiske grønne farve på flammerne af borforbindelser har pentaboran det uformelle navn " Green Dragon " i USA.

Ejendomsoversigt

Pentaboran er meget opløseligt i kulbrinter  - benzen , cyclohexan og alle smøremidler . Under opbevaring er det udsat for let kemisk nedbrydning med frigivelse af en lille mængde brint og et fast bundfald. Produktionen udføres ved pyrolyse af diboran . I USA blev pentaboran fremstillet af Calleri Chemical Company (en) . Hentet 8. maj 2009. Arkiveret fra originalen 31. marts 2012. I 1985 købte Calleri en del af reservebrændstoffet og forarbejdede det til dets bestanddele - bor og brint .

Brandrisiko

Dampe fra pentaboran er tungere end luft og er pyrofore , hvilket betyder, at de kan antændes pludseligt ved kontakt med luft , selv med let forurening. Danner let eksplosive forbindelser, der detonerer ved stød, brænder og eksploderer aktivt ved kontakt med mange brandslukningsmidler , især ved kontakt med vand og halogencarboner . Ved temperaturer over 150 °C nedbrydes det med frigivelse af brint , hvilket kan være farligt, hvis det opbevares i en lukket beholder på grund af trykopbygning. Ustabil i nærvær af diboran .

Toksicitet

Dampe er ekstremt giftige ved indånding, kontakt med hud , slimhinder , øjne og fordøjelseskanalen . Indre organskader fra pentaboran omfatter skader på leveren , nyrerne og nervesystemet . Tidlige symptomer på mild forgiftning kan forekomme efter 48 timer. Kontakt med pentaboran på huden ligner i udseende til symptomerne på forfrysninger . Ud over generel toksicitet påvirker dette stof nervesystemet og har en nerveparalytisk effekt , som i styrke kan sammenlignes med kemiske krigsførende midler .

Brændstof

Brint er det mest effektive brændstof, når det bruges sammen med oxidationsmidler som oxygen og fluor , men bliver kun flydende ved meget lave temperaturer, med den ekstra ulempe ved lav densitet. Der har således været og bliver søgt efter en kemisk forbindelse af brint med det tættest mulige indhold af brint per fraktion af stoffet. Pentaboran har fordelen som et effektivt brændstof i forhold til kulbrinter på grund af den lavere atommasse af bor (primær isotop 10 B) sammenlignet med kulstof (primær isotop 12 C). Således er bor lettere med to atommasseenheder , og nogle borhydrider indeholder flere hydrogenatomer sammenlignet med deres kulbrinteækvivalenter . Derudover overvejes også letheden ved at bryde forbindelsens kemiske bindinger.

Den første interesse for pentaboran opstod i forbindelse med jagten på brændstof til supersoniske fly. Det menes, at den højeste specifikke impuls som et resultat af forbrændingen af ​​brændstof og oxidationsmiddel kan opnås ved at bruge et par pentaboran/OF 2 -komponenter ( oxygendifluorid ). I løbet af de tidlige år af rumkapløbet og den kolde krig blev ingeniører tvunget til at lede efter måder at øge effektiviteten af ​​motorer for at reducere omkostningerne ved at betjene fly og raketteknologi. For eksempel blev varianter med meget giftige, men effektive tredje trin af løfteraketter overvejet (se LV " UR-700 ").

Problemer med dette brændstof var dets toksicitet, dets egenskab til at blusse op ved kontakt med luft og forbrændingsprodukternes toksicitet . En sikker og billig måde at bortskaffe pentaboran på blev først opfundet i 2000 - den er baseret på hydrolyse af pentaboran med vanddamp , hvilket resulterer i brintgas og en opløsning af borsyre (H 3 BO 3 ) . Dette gjorde det muligt at slippe af med de akkumulerede lagre af B 5 H 9 i USA , for hvilken denne teknologi fik det uformelle navn " Dragon Killers " [2] .

Blandt de gennemførte projekter, der brugte pentaboran som brændstof, skal projektet af den amerikanske supersoniske bombefly "Valkyrie" (XB-70) bemærkes , som ikke blev accepteret i drift på grund af afslutningen af ​​eksperimenter med denne type brændstof i USA stater i 1959 [3] . Pentaboran blev også undersøgt som et kandidatbrændstof med N 2 O 4 (eller TA) oxidant [4] . Akademiker V.P. Glushko i USSR brugte den i versionen af ​​den eksperimentelle RD-270 ("RD-270M") flydende raketmotor under udviklingen af ​​motoren i perioden 1962-1970 [5] .

Pentaboran med forskellige oxidationsmidler

Afhængigt af den valgte oxidant har pentaboran forskellig effektivitet som brændstof. Nedenfor er en tabel til at sammenligne denne egenskab.

Teoretiske karakteristika for brændstoffer dannet af pentaboran-9 med forskellige oxidationsmidler Oxidationsmiddel
Oxidationsmiddel Specifik drivkraft (P1, sek.) Forbrændingstemperatur °C Brændstoftæthed g/cm 3 Hastighedsforøgelse, ΔVid, 25, m/s Vægtindhold af brændstof %
Fluor 360,9 4807 1.199 4900 atten
Tetrafluorhydrazin 334 4567 1,027 4164 13
ClF 3 290,3 4174 1.493 4423 12
ClF 5 308,6 4383 1,413 4572 13
Perchlorylfluorid 299,3 3969 1,239 4136 21
Fluoroxid 361,6 4736 1,179 4866 tyve
Ilt 319,7 3887 0,897 3686 32
Brintoverilte 309,1 2696 1,021 3839 31
N2O4 _ _ _ 299,3 3640 1.084 3846 25
Salpetersyre 293,7 3315 1,107 3820 25

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 3 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0481.html
  2. ↑ "Dragon Slayer" neutraliserer superbrændstof (downlink) . Ingeniøropdatering, US Army Corps of Engineers (februar 2001). Hentet 8. maj 2009. Arkiveret fra originalen 26. oktober 2004. 
  3. ↑ "Fra missiler til medicin: Udviklingen af ​​borhydrider" (utilgængeligt link) . Hentet 18. oktober 2009. Arkiveret fra originalen 23. oktober 2007. 
  4. ↑ N 2 O 4 /Pentaborane . Encyclopedia Astronautica. Hentet 11. august 2007. Arkiveret fra originalen 31. marts 2012.
  5. ↑ RD-270M (da) . Encyclopedia Astronautica. Hentet 11. august 2007. Arkiveret fra originalen 31. marts 2012.
 Borforbindelser _
Borhydrogener
Halogenider
syrer
Andet