Ацетилендинитрил

Ацетилендинитрил

Вещество

Наименование по ИЮПАК:

динитрил ацетилендикарбоновой кислоты

Химическая формула:

C₄N₂

Отн. молек. масса:

76,05628 а.е.м.

Молярная масса:

76,057 г/моль

Плотность:

3,395 г/дм³3,395 кг/м³ <br /> (газ), 0,907г/см³907 кг/м³ <br /> (жидк.)

Термодинамика:

Теплота плавления:

15,54 кДж/моль15540 Дж/моль <br />

Теплота испарения:

28,875 кДж/моль28875 Дж/моль <br />

Теплота сублимации:

44,413 кДж/моль44413 Дж/моль <br />

Образование и разложение:

Теплота образования:

+533,82 кДж/моль533820 Дж/моль <br />127502,907 кал/моль <br />127,503 ккал/моль <br />

Теплота сгорания:

2107,86 кДж/моль2107860 Дж/моль <br /> (в кислороде)

Ацетилендинитри́л — иначе субнитрид углерода, дицианоацетилен C₄N₂, или динитрил ацетилендикарбоновой кислоты, представляет собой легкоплавкое бесцветное или бледно-желтоватое вещество способное легко растворятся в углеводородах. Горит сильно коптящим, ярко светящимся пламенем. Сравнительная токсичность значительно меньше чем у дициана и синильной кислоты.

Физические свойства

Ацетилендинитрил являясь эндотермичным химическим соединением, способен к разложению со взрывом при нагревании.

Давление паров ацетилендинитрила в зависимости от температуры:

Температура, °C	Температура, °К	Давление, мм.ртутн.ст.
−10,6	262,6	16,1
0	273,15	35,4
22,8	296,0	140,4
32,5	305,7	200
76,5	349,7	760 (1 атм)

Химические свойства

Важнейшим химическим свойством ацетилендинитрила, используемое на практике, является способность последнего при сгорании в смеси с кислородом развивать самую большую температуру из всех топлив. Будучи подожжён на воздухе, горит красным коптящим пламенем с зелено-фиолетовой каймой и ярко-белым «ядром». Температура сгорания ацетилендинитрила в кислороде по разным оценкам от 4986,85 °C до 5013 °C (под небольшим давлением), а под давлением 40 атм доходит до 5476,85 °C. Температура сгорания ацетилендинитрила зафиксирована в книге рекордов Гиннеса как одна из наиболее высоких достижимых при сгорании топлива температур. В то же время имелись неоднократные указания на то что при сгорании ацетилендинитрила в атмосфере озона под давлением температура может доходить до 5700 °C при некотором избытке ацетилендинитрила в горючей смеси (реакция представляет собой сильный взрыв). При стехиометрическом соотношении ацетилендинитрила с озоном может быть получена температура 5246,85 — 5250 °C при условии неполного сгорания углерода.

3 C₄N₂ + 4 O₃ → 12 CO + 3 N₂

Получение

Единственным промышленным способом получения ацетилендинитрила является дегидратация диамида ацетилендикарбоновой кислоты фосфорным ангидридом (Р₂О₅).

Применение

Ацетилендинитрил применяется исключительно в качестве мощного ракетного топлива с рекордными^[?] показателями по удельному импульсу и плотности. Так же ограничено применяется для получения сверхвысоких температур в качестве горючего, например в химических газодинамических лазерах. Так например энергосодержание стехиометрических смесей ацетилендинитрила с кислородом соответствует 2459 ккал/кг (10 328 МДж/кг), а с озоном до 2902 ккал/кг (12 185 МДж/кг), при высокой плотности.

Удельный импульс (в вакууме) и температура сгорания ракетного топлива ацетилендинитрил — окислитель:

Удельный импульс и температура сгорания ракетного топлива ацетилендинитрил — окислитель:

Окислитель	Удельный импульс	Температура сгорания °C	Плотность топлива г/см³
Перекись водорода	319 сек	3320 °C	1,3
Четырехокись азота	320 сек	4127 °C	1,24
Трехфтористый хлор	235сек	3404 °C	1,62
Кислород	342 сек	4609 °C	нет.данн
Фтор	292 сек	3891 °C	нет.данн
Окись фтора	320 сек	4061 °C	нет.данн

Меры безопасности

Токсично как само вещество, так и его пары (вплоть до относительно малых концентраций), причем оно представляет опасность как при попадании в легкие, в пищевод и далее (проглатывании), так и при попадании на кожу, обладая слабо выраженным кожно-нарывным действием.

См. также

• Дициан
• Пропиолонитрил
• Азотоуглероды

Ссылки

• Температуры

Литература

• Зильберман Е. Н., Реакции нитрилов, М.,1972;
• Общая органическая химия, пер. с англ., т. 3, М., 1982, с. 677-92;
• The Chemistry of cyanogroup, ch. 9, N. Y., 1970, p. 423—638;