1,1-Диметилгидразин
| 1,1-Диметилгидразин | |
| |
| 1,1-dimethylhydrazine-3D-balls.png | |
| 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, 63 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 57-14-7 |
| SMILES | |
| Номер ООН | 1163 |
| 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 иного. | |
Несимметри́чный диметилгидрази́н (НДМГ, «гепти́л»[2], 1,1-диметилгидрази́н) (англ. Unsymmetrical dimethylhydrazine, UDMH) — 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 ракете-носителе «Протон», российско-украинской ракете-носителе «Космос», украинских ракетах-носителях «Циклон» и «Днепр»; американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций, а также некоторых баллистических ракет.
Содержание
Основные сведения
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 Н·с/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 с окислителем тетраоксидом диазота:
- <math> \mathsf{H_2NN(CH_3)_2 + 2N_2O_4 \rightarrow 2CO_2 + 3N_2 + 4H_2O}</math>
К преимуществам пары НДМГ+АТ относятся:
- превосходит пару кислород + керосин и пару кислород + водород по плотности[5] (1170 кг/м³ против 1070 кг/м³ и 285 кг/м³ соответственно),
- самовоспламеняемость при контакте топливных компонентов,
- возможность длительного хранения ракет в заправленном виде при нормальных температурах.
К недостаткам НДМГ+АТ относятся:
- токсичность,
- канцерогенность,
- вероятность взрыва НДМГ в присутствии окислителя,
- меньший удельный импульс, чем у кислородно-керосиновой пары[6],
- НДМГ заметно дороже керосина, что существенно для больших ракет[3].
Прочие свойства:
- бо́льшая взрывоопасность по сравнению с кислородно-керосиновой парой, но меньшая по сравнению с парой водород + кислород.
Пожароопасные свойства
Легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки −15 °C; температура самовоспламенения 249 °C; концентрационные пределы распространения пламени 2—95 % об.
Средства тушения: распылённая вода, воздушно-механическая пена, порошки[7].
Получение в промышленности
НДМГ получают из диметиламина, являющегося крупнотоннажным продуктом органического синтеза, в две стадии через N-нитрозодиметиламин:
- <math> \mathsf{HN(CH_3)_2 + HNO_2 \rightarrow ONN(CH_3)_2 + H_2O}</math>
- <math> \mathsf{ONN(CH_3)_2 + 2H_2 \rightarrow H_2NN(CH_3)_2 + H_2O}</math>
N-нитрозодиметиламин <math> \mathsf{ONN(CH_3)_2}</math> тоже является высокотоксичным и канцерогенным веществом.
Хранение
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 низкоуглеродистых сталей, установленные наземно или заглублённо. Так же, как и тетраоксид азота, НДМГ хранят под давлением азота в насыщенном состоянии.
Транспортирование
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
Нейтрализация проливов гидразинных горючих осуществляется в основном химическим способом с помощью растворов гипохлорита кальция — две трети основной соли гипохлорита кальция (ДТС-ГК, 3Ca(OCl)2·2Ca(OH)2) и хлорной извести [8].
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.
Напишите отзыв о статье "1,1-Диметилгидразин"
Ссылки
- [www.astronautix.com/props/n2o4udmh.htm N2O4/UDMH]
- [pmep.cce.cornell.edu/issues/intolrisks.html Are pesticides posing intolerable risks?]
См. также
- 2-диметиламиноэтилазид[en] — новое ракетное топливо, разработанное с целью замены НДМГ. Отличается значительно меньшей токсичностью.
Примечание
- ↑ [www.chemblink.com/MSDS/57-14-7_MSDS.htm 1,1-Dimethylhydrazine MSDS]. // Sigma-Aldrich.
- ↑ В действительности, гептил — это алкильный радикал C7H15−. Название «гептил», как кодовое, исторически употребляется у военных ракетчиков.
- ↑ 1 2 Космонавтика. Энциклопедия. — М., 1985.
- ↑ В. Г. Ушакова, О. Н. Шпигун, О. И. Старыгин. [elib.altstu.ru/elib/books/Files/pv2004_04/pdf/177Ushakova.pdf Особенности химических превращений НДМГ и его поведение в объектах окружающей среды]. // Ползуновский вестник, № 4, 2004.
- ↑ Более высокая плотность топлива положительно влияет на габариты ракеты (позволяет их уменьшить).
- ↑ Жидкостный ракетный двигатель#Компоненты топлива
- ↑ 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.
- ↑ Голуб С. Л. [www.phyche.ac.ru/files/Golub.pdf Хромато-масс-спектрометрия продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на поверхности шунгитового материала]. — М: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, 2007.
Отрывок, характеризующий 1,1-Диметилгидразин
В ту минуту, когда Ростов и Ильин проскакали по дороге, княжна Марья, несмотря на отговариванье Алпатыча, няни и девушек, велела закладывать и хотела ехать; но, увидав проскакавших кавалеристов, их приняли за французов, кучера разбежались, и в доме поднялся плач женщин.– Батюшка! отец родной! бог тебя послал, – говорили умиленные голоса, в то время как Ростов проходил через переднюю.
Княжна Марья, потерянная и бессильная, сидела в зале, в то время как к ней ввели Ростова. Она не понимала, кто он, и зачем он, и что с нею будет. Увидав его русское лицо и по входу его и первым сказанным словам признав его за человека своего круга, она взглянула на него своим глубоким и лучистым взглядом и начала говорить обрывавшимся и дрожавшим от волнения голосом. Ростову тотчас же представилось что то романическое в этой встрече. «Беззащитная, убитая горем девушка, одна, оставленная на произвол грубых, бунтующих мужиков! И какая то странная судьба натолкнула меня сюда! – думал Ростов, слушяя ее и глядя на нее. – И какая кротость, благородство в ее чертах и в выражении! – думал он, слушая ее робкий рассказ.
Когда она заговорила о том, что все это случилось на другой день после похорон отца, ее голос задрожал. Она отвернулась и потом, как бы боясь, чтобы Ростов не принял ее слова за желание разжалобить его, вопросительно испуганно взглянула на него. У Ростова слезы стояли в глазах. Княжна Марья заметила это и благодарно посмотрела на Ростова тем своим лучистым взглядом, который заставлял забывать некрасивость ее лица.
– Не могу выразить, княжна, как я счастлив тем, что я случайно заехал сюда и буду в состоянии показать вам свою готовность, – сказал Ростов, вставая. – Извольте ехать, и я отвечаю вам своей честью, что ни один человек не посмеет сделать вам неприятность, ежели вы мне только позволите конвоировать вас, – и, почтительно поклонившись, как кланяются дамам царской крови, он направился к двери.
Почтительностью своего тона Ростов как будто показывал, что, несмотря на то, что он за счастье бы счел свое знакомство с нею, он не хотел пользоваться случаем ее несчастия для сближения с нею.
Княжна Марья поняла и оценила этот тон.
– Я очень, очень благодарна вам, – сказала ему княжна по французски, – но надеюсь, что все это было только недоразуменье и что никто не виноват в том. – Княжна вдруг заплакала. – Извините меня, – сказала она.
Ростов, нахмурившись, еще раз низко поклонился и вышел из комнаты.
– Ну что, мила? Нет, брат, розовая моя прелесть, и Дуняшей зовут… – Но, взглянув на лицо Ростова, Ильин замолк. Он видел, что его герой и командир находился совсем в другом строе мыслей.
Ростов злобно оглянулся на Ильина и, не отвечая ему, быстрыми шагами направился к деревне.
– Я им покажу, я им задам, разбойникам! – говорил он про себя.
Алпатыч плывущим шагом, чтобы только не бежать, рысью едва догнал Ростова.
– Какое решение изволили принять? – сказал он, догнав его.
Ростов остановился и, сжав кулаки, вдруг грозно подвинулся на Алпатыча.
– Решенье? Какое решенье? Старый хрыч! – крикнул он на него. – Ты чего смотрел? А? Мужики бунтуют, а ты не умеешь справиться? Ты сам изменник. Знаю я вас, шкуру спущу со всех… – И, как будто боясь растратить понапрасну запас своей горячности, он оставил Алпатыча и быстро пошел вперед. Алпатыч, подавив чувство оскорбления, плывущим шагом поспевал за Ростовым и продолжал сообщать ему свои соображения. Он говорил, что мужики находились в закоснелости, что в настоящую минуту было неблагоразумно противуборствовать им, не имея военной команды, что не лучше ли бы было послать прежде за командой.
– Я им дам воинскую команду… Я их попротивоборствую, – бессмысленно приговаривал Николай, задыхаясь от неразумной животной злобы и потребности излить эту злобу. Не соображая того, что будет делать, бессознательно, быстрым, решительным шагом он подвигался к толпе. И чем ближе он подвигался к ней, тем больше чувствовал Алпатыч, что неблагоразумный поступок его может произвести хорошие результаты. То же чувствовали и мужики толпы, глядя на его быструю и твердую походку и решительное, нахмуренное лицо.
После того как гусары въехали в деревню и Ростов прошел к княжне, в толпе произошло замешательство и раздор. Некоторые мужики стали говорить, что эти приехавшие были русские и как бы они не обиделись тем, что не выпускают барышню. Дрон был того же мнения; но как только он выразил его, так Карп и другие мужики напали на бывшего старосту.
– Ты мир то поедом ел сколько годов? – кричал на него Карп. – Тебе все одно! Ты кубышку выроешь, увезешь, тебе что, разори наши дома али нет?
– Сказано, порядок чтоб был, не езди никто из домов, чтобы ни синь пороха не вывозить, – вот она и вся! – кричал другой.
– Очередь на твоего сына была, а ты небось гладуха своего пожалел, – вдруг быстро заговорил маленький старичок, нападая на Дрона, – а моего Ваньку забрил. Эх, умирать будем!
– То то умирать будем!
– Я от миру не отказчик, – говорил Дрон.
– То то не отказчик, брюхо отрастил!..
Два длинные мужика говорили свое. Как только Ростов, сопутствуемый Ильиным, Лаврушкой и Алпатычем, подошел к толпе, Карп, заложив пальцы за кушак, слегка улыбаясь, вышел вперед. Дрон, напротив, зашел в задние ряды, и толпа сдвинулась плотнее.
– Эй! кто у вас староста тут? – крикнул Ростов, быстрым шагом подойдя к толпе.
– Староста то? На что вам?.. – спросил Карп. Но не успел он договорить, как шапка слетела с него и голова мотнулась набок от сильного удара.
– Шапки долой, изменники! – крикнул полнокровный голос Ростова. – Где староста? – неистовым голосом кричал он.
– Старосту, старосту кличет… Дрон Захарыч, вас, – послышались кое где торопливо покорные голоса, и шапки стали сниматься с голов.
– Нам бунтовать нельзя, мы порядки блюдем, – проговорил Карп, и несколько голосов сзади в то же мгновенье заговорили вдруг:
– Как старички пороптали, много вас начальства…
– Разговаривать?.. Бунт!.. Разбойники! Изменники! – бессмысленно, не своим голосом завопил Ростов, хватая за юрот Карпа. – Вяжи его, вяжи! – кричал он, хотя некому было вязать его, кроме Лаврушки и Алпатыча.
Лаврушка, однако, подбежал к Карпу и схватил его сзади за руки.
– Прикажете наших из под горы кликнуть? – крикнул он.
Алпатыч обратился к мужикам, вызывая двоих по именам, чтобы вязать Карпа. Мужики покорно вышли из толпы и стали распоясываться.
– Староста где? – кричал Ростов.
Дрон, с нахмуренным и бледным лицом, вышел из толпы.
– Ты староста? Вязать, Лаврушка! – кричал Ростов, как будто и это приказание не могло встретить препятствий. И действительно, еще два мужика стали вязать Дрона, который, как бы помогая им, снял с себя кушан и подал им.
– А вы все слушайте меня, – Ростов обратился к мужикам: – Сейчас марш по домам, и чтобы голоса вашего я не слыхал.
– Что ж, мы никакой обиды не делали. Мы только, значит, по глупости. Только вздор наделали… Я же сказывал, что непорядки, – послышались голоса, упрекавшие друг друга.
– Вот я же вам говорил, – сказал Алпатыч, вступая в свои права. – Нехорошо, ребята!
– Глупость наша, Яков Алпатыч, – отвечали голоса, и толпа тотчас же стала расходиться и рассыпаться по деревне.
Связанных двух мужиков повели на барский двор. Два пьяные мужика шли за ними.
– Эх, посмотрю я на тебя! – говорил один из них, обращаясь к Карпу.
– Разве можно так с господами говорить? Ты думал что?
– Дурак, – подтверждал другой, – право, дурак!
Через два часа подводы стояли на дворе богучаровского дома. Мужики оживленно выносили и укладывали на подводы господские вещи, и Дрон, по желанию княжны Марьи выпущенный из рундука, куда его заперли, стоя на дворе, распоряжался мужиками.
– Ты ее так дурно не клади, – говорил один из мужиков, высокий человек с круглым улыбающимся лицом, принимая из рук горничной шкатулку. – Она ведь тоже денег стоит. Что же ты ее так то вот бросишь или пол веревку – а она потрется. Я так не люблю. А чтоб все честно, по закону было. Вот так то под рогожку, да сенцом прикрой, вот и важно. Любо!
