1,1-Диметилгидразин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
1,1-Диметилгидразин
1,1-Диметилгидразин
1,1-Диметилгидразин
Общие
Систематическое
наименование
1,1-диметилгидразин
Традиционные названия Несимметричный диметилгидразин (НДМГ), «гептил»
Хим. формула C2H8N2
Рац. формула (CH3)2NNH2
Физические свойства
Состояние жидкое
Молярная масса 60,1 г/моль
Термические свойства
Т. плав. 216 К, -57 °C
Т. кип. 336 К, 61 °C
Классификация
Рег. номер CAS 57-14-7
PubChem 5976
SMILES
Номер ООН 1163
ChemSpider 5756
Безопасность
ЛД50 122 мг/кг (крысы, орально)
100 мг/м3 4 часа (морские свинки, при экспозиции)[1]
Токсичность высокотоксичен
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Несимметри́чный диметилгидрази́н (НДМГ, «гепти́л»[2], 1,1-диметилгидрази́н) — компонент высококипящего (имеющего температуру кипения выше 0 °C) ракетного топлива. В качестве окислителя в паре с НДМГ часто применяется тетраоксид азота (АТ), чистый или в смеси с азотной кислотой, известны случаи применения чистой кислоты и жидкого кислорода. Для улучшения свойств может использоваться в смеси с гидразином, известной как аэрозин.[3]

Широко применяется в ракетной технике. В частности, на российской РН «Протон», российско-украинской РН «Космос», украинских РН «Циклон» и «Днепр»; американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций, а также некоторых баллистических ракет.

Основные сведения[править | править вики-текст]

НДМГ — бесцветная или слегка желтоватая прозрачная жидкость с резким неприятным запахом, характерным для аминов (запах испорченной рыбы, схож с запахом аммиака, очень похож на запах шпрот)[4]. Температура кипения +63 °C, температура кристаллизации −57 °C, плотность 790 кг/м³. Хорошо смешивается с водой, этанолом, большинством нефтепродуктов и многими органическими растворителями. Гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха, что приводит к снижению удельной тяги двигателей (100 Нс/кг на каждые 0,5 % воды в составе смеси).

Самовоспламеняется при контакте с окислителями на основе азотной кислоты и тетраоксида азота, что упрощает конструкцию и обеспечивает легкий запуск и возможность многократного включения ракетных двигателей.

Взаимодействие НДМГ и его водных растворов с азотной кислотой протекает бурно. Воспламенение происходит до 50%-й концентрации водного раствора. Растворы меньшей концентрации реагируют с образованием соли азотной кислоты. НДМГ термически стабилен до 350 °C. В интервале 350—1000 °C продуктами разложения являются аммиак, амины, синильная кислота, водород, азот, метан, этан, смолистые и другие вещества.

Обладает сильным токсическим действием, вызывает: раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей и легких; сильное возбуждение центральной нервной системы; расстройство желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота), в больших концентрациях может наступить потеря сознания и смерть.

Используется в качестве топлива ракет c окислителем тетраоксидом диазота:

 \mathsf{H_2NN(CH_3)_2 + 2N_2O_4 \rightarrow 2CO_2 + 3N_2 + 4H_2O}

К преимуществам пары НДМГ+АТ относятся:

  • превосходит пару кислород+керосин и пару кислород+водород по плотности (1170 против 1070 и 285 (кг/м³))
  • самовоспламеняемость при контакте топливных компонентов
  • возможность длительного хранения ракет в заправленном виде при нормальных температурах

К недостаткам НДМГ+АТ относятся:

Прочие свойства:

  • большая взрывоопасность по сравнению с кислородно-керосиновой парой, но меньшая по сравнению с парой водород+кислород

Пожароопасные свойства[править | править вики-текст]

Легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки −15 °C; температура самовоспламенения 249 °C; концентрационные пределы распространения пламени 2—95 % об.

Средства тушения: Распыленная вода, возд.-мех. пена, порошки.[6]

Получение в промышленности[править | править вики-текст]

НДМГ получают из диметиламина, являющегося крупнотоннажным продуктом органического синтеза, в две стадии через N-нитрозодиметиламин:

 \mathsf{HN(CH_3)_2 + HNO_2 \rightarrow ONN(CH_3)_2 + H_2O}
 \mathsf{ONN(CH_3)_2 + 2H_2 \rightarrow H_2NN(CH_3)_2 + H_2O}

N-нитрозодиметиламин  \mathsf{ONN(CH_3)_2} тоже является высокотоксичным и канцерогенным веществом.

Хранение НДМГ[править | править вики-текст]

Гидразинные горючие отличаются низкой химической стабильностью в контакте с атмосферой, однако практически не вызывают коррозии конструкционных материалов в паровой и жидкой фазах. Для хранения НДМГ используют резервуары из малоуглеродистых сталей, установленные наземно или заглубленно. Так же, как и тетраоксид азота, НДМГ хранят под давлением азота в насыщенном состоянии.

Транспортирование НДМГ[править | править вики-текст]

Транспортирование НДМГ осуществляют в основном железнодорожным и автотранспортом. Авиационные и водные перевозки в России крайне редки.

Гидразинные горючие транспортируют в железнодорожных и автомобильных цистернах вместимостью 40—60 м³, изготовленных из малоуглеродистых сталей. Для исключения контакта горючего с атмосферой в железнодорожных и автомобильных цистернах поддерживается избыточное давление азота 100—150 кПа.

Нейтрализация проливов НДМГ[править | править вики-текст]

Нейтрализация проливов гидразинных горючих осуществляется в основном химическим способом с помощью растворов гипохлорита кальция — две трети основной соли гипохлорита кальция (ДТС-ГК, 3Ca(OCl)2x2Ca(OH)2) и хлорной извести [7].

Бетон, грунт, различные поверхности обрабатываются кашицей из воды и хлорной извести, взятых в пропорции один к одному, и смываются водой. Расход кашицы — 4 л на квадратный метр. Кашицу на месте пролива выдерживают около 2 часов.

Ссылки[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

  • 2-Диметиламиноэтилазид[en] — новое ракетное топливо, разработанное с целью замены НДМГ. Отличается значительно меньшей токсичностью.

Примечание[править | править вики-текст]

  1. 1,1-Dimethylhydrazine MSDS. // Sigma-Aldrich.
  2. В действительности, гептил — это алкильный радикал C7H15-. Название «гептил», как кодовое, исторически употребляется у военных ракетчиков.
  3. 1 2 Космонавтика. Энциклопедия. — М., 1985.
  4. В. Г. Ушакова, О. Н. Шпигун, О. И. Старыгин. Особенности химических превращений НДМГ и его поведение в объектах окружающей среды. // Ползуновский вестник, № 4, 2004.
  5. Жидкостный ракетный двигатель#Компоненты топлива
  6. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Асе. "Пожнаука", 2004. — С. 436.
  7. Голуб С. Л. Хромато-масс-спектрометрия продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на поверхности шунгитового материала. — М: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, 2007.