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四氧化二氮
重要的火箭推進(jìn)劑之一
四氧化二氮，分子式為N?O?，無(wú)色的氣體，強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。劇毒，且有腐蝕性。易分解為二氧化氮為紅棕色的氣體，具有神經(jīng)麻醉的毒性。四氧化二氮在早期的液體燃料洲際導(dǎo)彈（洲際導(dǎo)彈必須能夠隨時(shí)發(fā)射，其推進(jìn)劑要求可以長(zhǎng)期貯存而不是臨時(shí)加注）中被廣泛應(yīng)用，如美國(guó)的大力神式洲際導(dǎo)彈。
基本信息
| 中文名 | 四氧化二氮 |
| 外觀 | 無(wú)色氣體或液體 |
| 別名 | 四氧化氮 |
| 化學(xué)式 | N?O? |
| 分子量 | 92 |
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基本資料
四氧化二氮（分子式：N2O4）
四氧化二氮
[別]四氧化氮
[縮]SYHE
氮和氧的化合物，具有強(qiáng)烈氧化性，常被用于作為火箭推進(jìn)劑組分中的氧化劑。
【性質(zhì)】N2O4是由二氧化氮疊合而成。其固體和液體及氣體均無(wú)色。隨著溫度升高，二氧化氮增多，顏色加深，由褐色到赤紅色。在大氣壓下,N2O4的沸點(diǎn)為21.2℃,熔點(diǎn)-11.2℃。密度(20℃)1.446g/cm3。由于N2O4的分子成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故較為穩(wěn)定。溶于水、二硫化碳等。但其與水只是有限的互溶。0℃時(shí)，有含量為47%和98%(質(zhì)量)的兩層液體，摻和的臨界溫度為67℃,此時(shí)不再分層，液體中N2O4的含量為89%(質(zhì)量)。易與水反應(yīng)生成等摩爾硝酸和亞硝酸混合物。當(dāng)溫度升高，亞硝酸分解為硝酸和氧化氮。是強(qiáng)氧化劑。其與氨混合，在低溫下發(fā)生爆炸。N2O4與許多有機(jī)溶劑如酯、醚、酮、腈形成分子加合物。液體N2O4腐蝕某些金屬(堿金屬、堿土金屬、鋅、鎘和汞等),生成金屬鹽，放出一氧化氮。
【火災(zāi)危險(xiǎn)】
【處置方法】
四氧化二氮
物理外觀
四氧化二氮?jiǎng)《?，且有腐蝕性。其分子量為92.011，凝固/熔化點(diǎn)-11.23°C，沸點(diǎn)21.5°C，蒸汽壓96kPa（20°C時(shí)）。純四氧化二氮是無(wú)色的，但通常見(jiàn)到的制成品是黃褐色高密度液體，這是由于其中混有二氧化氮。
分子結(jié)構(gòu)
分子結(jié)構(gòu)N原子以sp2雜化軌道成鍵，分子為平面形分子。
化學(xué)性質(zhì)
四氧化二氮與二氧化氮按下面的方程式相互轉(zhuǎn)化：
四氧化二氮
當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)向生成二氧化氮的方向進(jìn)行；所以實(shí)際上四氧化二氮成品都是與二氧化氮的平衡態(tài)混合物。四氧化二氮與水反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸：
工業(yè)上制取四氧化二氮的方法是氨的催化氧化。
主要用途
四氧化二氮能與許多燃料自燃，是一種優(yōu)良的氧化劑。但它的液態(tài)溫度范圍很窄，極易凝固和蒸發(fā)。常溫下的四氧化二氮處于不斷汽化的狀態(tài)之中。懸浮于空氣中的四氧化二氮減壓立刻分解為二氧化氮?dú)怏w。二氧化氮?dú)怏w為棕紅色，有神經(jīng)麻醉性毒性。
四氧化二氮是最重要的火箭推進(jìn)劑之一。因?yàn)楸容^容易保持在液態(tài)，它主要用于組成可貯存液體推進(jìn)劑。四氧化二氮在早期的液體燃料洲際導(dǎo)彈（洲際導(dǎo)彈必須能夠隨時(shí)發(fā)射，其推進(jìn)劑要求可以長(zhǎng)期貯存而不是臨時(shí)加注）中被廣泛應(yīng)用，如美國(guó)的大力神式洲際導(dǎo)彈。四氧化二氮可以與許多火箭燃料組成雙組元自燃推進(jìn)劑：四氧化二氮/混肼、四氧化二氮/偏二甲肼、四氧化二氮/一甲基肼等。最常見(jiàn)的組合是四氧化二氮/偏二甲肼，蘇聯(lián)的質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭和中國(guó)的長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭應(yīng)用的就是這種組合。美國(guó)大力神-3運(yùn)載火箭采用的是四氧化二氮/混肼50
純N?O?無(wú)色，在常溫下部分離解為NO?，為紅棕色液體。沸點(diǎn)21.15℃。凝固點(diǎn)-11.23℃。密度(20℃)1.446g/cm3。屬?gòu)?qiáng)氧化劑，與胺、肼等接觸能自燃。從直接合成法生產(chǎn)濃硝酸的流程中取得氣體NO?，進(jìn)行冷凝和蒸餾后制得液體N?O?。為最常用的可貯存氧化劑之一，常與肼類燃料組成雙組元液體推進(jìn)劑，用于發(fā)射通訊衛(wèi)星、戰(zhàn)略導(dǎo)彈等的運(yùn)載火箭中。
存運(yùn)方法
危害問(wèn)題
身體健康
1、毒理學(xué)
急性毒性：LC50126mg/m3，4小時(shí)（大鼠吸入）。
生殖毒性：大鼠吸入最低中毒濃度(TCL0)：8.5μg/m3，24小時(shí)(孕1-22天)，引起胚胎毒性和死胎。
2、侵入途徑：吸入。
環(huán)境問(wèn)題
1、危險(xiǎn)特性：本品不燃燒，但可助燃。具有強(qiáng)氧化性，遇衣物、鋸末、棉花或其它可燃物能立即燃燒。與一般燃料或火箭燃料以及氯代烴等猛烈反應(yīng)引起爆炸。遇水有腐蝕性，腐蝕作用隨水分含量增加而加劇。
2、燃燒（分解）產(chǎn)物：氮氧化物。
3、對(duì)環(huán)境的影響：四氧化二氮等火箭助燃劑不完金燃燒產(chǎn)生的一氧化碳及剩余的燃料或氧化劑都是大氣污染物。其中N?O?會(huì)部分分解為NO?。NO?等氮氧化物在紫外線的作用下能強(qiáng)烈地破壞臭氧層，破壞力不低于氟氯代烷。因此，中國(guó)將于2014年發(fā)射的長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭將全部使用無(wú)毒無(wú)污染的新型環(huán)保燃料，而不再使用對(duì)環(huán)境有污染的偏二甲肼與四氧化二氮。
4、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
（1）、中國(guó)（TJ36-79）車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度5mg/m（NO?）
一級(jí)0.04；二級(jí)0.04；三級(jí)0.08（年平均）
一級(jí)0.08；二級(jí)0.08；三級(jí)0.12（日平均）
一級(jí)0.12；二級(jí)0.12；三級(jí)0.24（小時(shí)平均）
①、最高允許排放濃度(mg/m3)：420——1700；240——1400
②、最高允許排放速率（kg/h）：二級(jí)0.91——612（表1）；0.77——52（表2）；三級(jí)0.14——92（表1）；1.2——78（表2）。
③無(wú)組織排放監(jiān)控濃度限值（mg/m3）：0.12；0.15
應(yīng)急處理
泄漏應(yīng)急
1、迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。
2、建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。
3、盡可能切斷泄漏源。
若是氣體，合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。
若是液體，用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。若大量泄漏，構(gòu)筑圍堤或挖坑收容；噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣。
4、用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車(chē)或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。
防護(hù)措施
四氧化二氮全面罩防毒面具
2、眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。
3、身體防護(hù)：穿膠布防毒衣。
4、手防護(hù)：戴橡膠手套。
5、其它：工作現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護(hù)。
急救措施
1、皮膚接觸：脫去污染的衣著，用流動(dòng)清水沖洗。
2、眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動(dòng)清水沖洗。
3、吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
4、食入：飲足量溫水，催吐，就醫(yī)。
滅火方法
滅火劑：干粉、二氧化碳、禁止用水、鹵代烴滅火劑滅火。
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