ácido nítrico fumante rojo

El ácido nítrico fumante rojo (RFNA) es un oxidante fuerte y estable durante el almacenamiento. Está compuesto por ácido nítrico (H₃NO₃), tetróxido de dinitrógeno (N₂O₄ ₎ y una pequeña cantidad de agua . Su color se debe al _tetróxido de dinitrógeno , que se descompone parcialmente para formar dióxido de nitrógeno de _color marrón rojizo . El dióxido de nitrógeno se disuelve hasta saturar el líquido y produce humos tóxicos con un olor asfixiante. El RFNA aumenta la inflamabilidad de los materiales combustibles y es altamente exotérmico al reaccionar con agua. ^{[ 1 ]}

Se utiliza comúnmente como oxidante en cohetes bipropelente . También puede formar parte de un monopropelente ; disuelto en él con sustancias como nitratos de amina, puede emplearse como único combustible en un cohete. Sin embargo, este método es ineficiente y no se suele utilizar de esta manera.

Dado que el dióxido de nitrógeno es un producto de la descomposición del ácido nítrico, su adición estabiliza el ácido nítrico de acuerdo con el principio de Le Chatelier . La adición de tetróxido de dinitrógeno también aumenta el poder oxidante y disminuye el punto de congelación. ^{[ 2 ]}

Generalmente se usa con un inhibidor porque el ácido nítrico ataca la mayoría de los materiales de los contenedores. Hay muchos inhibidores que se pueden usar, con diversas sustancias, a veces secretas, incluido el fluoruro de hidrógeno . ^{[ 3 ] : 62} El fluoruro de hidrógeno, por ejemplo, pasivará el metal del contenedor con una capa delgada de fluoruro metálico, haciéndolo casi impermeable al ácido nítrico. Cualquier combinación de RFNA con inhibidor se llama RFNA inhibido o IRFNA .

El RFNA inhibido fue el oxidante del cohete orbital ligero más lanzado del mundo, el Kosmos-3M . En los países de la antigua Unión Soviética, el RFNA inhibido se conoce como Mélange .

Durante la Segunda Guerra Mundial , el ejército alemán utilizó RFNA en algunos cohetes. Las mezclas utilizadas se denominaron S- Stoff (ácido nítrico al 96% con cloruro férrico al 4% como catalizador de ignición ^{[ 3 ] : 115-9} ) y SV-Stoff (ácido nítrico al 94% con tetróxido de dinitrógeno al 6%) y se apodaron Salbei ( salvia ).

Otros usos del RFNA incluyen fertilizantes, intermedios para tintes, explosivos y acidificantes farmacéuticos. También puede utilizarse como reactivo de laboratorio en fotograbado y grabado de metales. ^{[ 4 ]}

• IRFNA IIIa : 83,4% HNO3 , 14% _{NO2 ,} 2 % _H2O , 0,6 % HF
• IRFNA IV HDA : 54,3% HNO₃ , 44% NO₂ _{, 1} % H₂O _, 0,7% HF
• S-Stoff _: 96% HNO3 _, 4% FeCl3
• Stoff SV : 94 % HNO ₃ , 6 % N ₂ O ₄
• AK20 : 80% _{HNO3 ,} 20 % _N2O4
• AK20F : 80 % HNO₃ _, 20 % _N₂O₄ , inhibidor a base _de flúor
• AK20I : 80 % HNO₃ _, 20 % _N₂O₄ , inhibidor a base _de yodo
• AK20K : 80 % HNO₃ _, 20 % N₂O₄ _{, inhibidor} a base de potasio
• AK27I : 73% HNO₃ _, 27% N₂O₄ _, inhibidor a base _de yodo
• AK27P : 73 % HNO₃ _, 27 % N₂O₄ _, inhibidor a base _de fósforo

Contenido de ácido fluorhídrico de IRFNA ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Cuando el RFNA se utiliza como oxidante para combustibles de cohetes, suele tener un contenido de HF de aproximadamente el 0,6 %. El HF forma una capa de fluoruro metálico en la superficie de los recipientes de almacenamiento, lo que inhibe la corrosión.

Contenido de agua de RFNA ^{[ 7 ]}

Para analizar el contenido de agua, se preparó una muestra con una solución de 80 % de HNO₃ _, entre 8 % y 20 % de NO₂ _y el resto de H₂O, _dependiendo de la cantidad de NO₂ presente _{en la muestra. Cuando el RFNA contenía HF, el porcentaje promedio de H₂O} se situó entre el 2,4 % y el 4,2 %. Cuando el RFNA no contenía HF, el porcentaje promedio de H₂O se _situó entre el 0,1 % y el 5,0 %. Al considerar las impurezas metálicas derivadas de la corrosión, el porcentaje _{de H₂O} aumentó, situándose entre el 2,2 % y el 8,8 %.

Corrosión de metales en RFNA ^{[ 5 ]}

Se probaron acero inoxidable, aleaciones de aluminio, aleaciones de hierro, placas de cromo, estaño, oro y tantalio para ver cómo el RFNA afectaba las tasas de corrosión de cada uno. Los experimentos se realizaron con muestras de RFNA al 16 % y al 6,5 % y las diferentes sustancias mencionadas anteriormente. Muchos aceros inoxidables diferentes mostraron resistencia a la corrosión. Las aleaciones de aluminio no resistieron tan bien como los aceros inoxidables, especialmente a altas temperaturas, pero las tasas de corrosión no fueron lo suficientemente altas como para prohibir su uso con RFNA. El estaño, el oro y el tantalio mostraron una alta resistencia a la corrosión similar a la del acero inoxidable. Sin embargo, estos materiales son mejores porque a altas temperaturas las tasas de corrosión no aumentaron mucho. Las tasas de corrosión a temperaturas elevadas aumentan en presencia de ácido fosfórico. El ácido sulfúrico disminuyó las tasas de corrosión.

• ácido nítrico fumante blanco

• Schmidt, Eckart W. (2022). «Ácido nítrico fumante rojo». Enciclopedia de oxidantes . De Gruyter. págs. 3881–3962 . doi : 10.1515/9783110750294-029 . ISBN  978-3-11-075029-4.

• Inventario Nacional de Contaminantes – Hoja informativa sobre el ácido nítrico
• https://web.archive.org/web/20030429160808/http://www.astronautix.com/props/nitidjpx.htm