Бороводороды
Бороводороды — химические соединения бора с водородом. Отличаются высокой химической активностью и чрезвычайно большой теплотой сгорания. Представляют интерес как ракетное топливо, и используются как ракетное топливо и высокоэнергетические добавки к ракетному и моторному топливу, а так же как компоненты мощных смесевых взрывчатых веществ.
Получение бороводородов[править | править код]
Бороводороды являются недостаточно устойчивыми термодинамически соединениями бора и водорода, и в этой связи, главными методами их производства являются косвенные методы. На сегодняшний день одним из основных способов получения бороводородов является т.наз «магниевый метод» или «Способ Стока», то есть получение борида магния и последующее разложение последнего соляной кислотой. Полученные бораны(бороводороды) подвергают вакуумной разгонке, очистке и накапливают разделенные отдельные бороводороды в соответствующих условиях для сохранения и дальнейшего использования. Другим важным промышленным способом получения бороводородов является способ предложенный впервые Шлезингером и Бургом. Способ заключается в реакции треххлористого бора с с водородом в Вольтовой дуге высокого напряжения. Полученный в нем гидрохлороборан подвергают диспропорционированию при охлаждении до комнатной температуры, и разделению диборана и треххлористого бора. Выход диборана приближается к 55 % вес. В дальнейшем Шлезингер и Браун предложили новый способ эффективного получения бороводородов путем реакции обмена между боргидридом натрия и трехфтористым бором. Все высшие «бораны» получают исключительно путем термического крекинга диборана.
Свойства бороводородов[править | править код]
| Формула | Температура плавления °С | Температура кипения °С | Плотность г/см3 | Теплота обр,298,15°К, ккал/моль | Терм.стабильность. | Реакция с воздухом. | Реакция с Н2О. |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| В2Н6 | −165,5 °C | −92,5 °C | тв.0,577-183, ж.0,447-112 | +9,8(газ) | Стаб при 25 °C | Самовоспл | Мгновенно гидролизуется |
| В4Н10 | −120,0 °C | +18 °C | ж.0,56-36 | +7,53(газ) | Разл при 25 °C | Самовоспл в прис воды | Гидролизуется 24 ч |
| В5Н9 | −46,81 °C | +62 °C | ж.0,610 | +10,240(жидк) +17,5(газ) | Стаб при 25 °C | Самовоспл | Гидролизуется при нагревании |
| В5Н11 | −123 °C | +63 °C | +22,2(газ) | Медл разл при 150 °C | Самовоспл | Гидролизуется быстро | |
| В6Н10 | −62,3 °C | 110 °C | ж.0,69о | +19,6(газ) | Разл при 25 °C | Стабилен | Гидролизуется при нагревании |
| В6Н12 | −90 °C | °С | Разл при 25 °C | Стабилен | Гидролизуется при нагревании | ||
| В9Н15 | +2,6 °C | °С | Разл при 25 °C | Стабилен | Гидролизуетс при нагревании | ||
| В10Н14 | +98,78 °C | +219 °C | тв.0,9425, ж.0,78100 | −6,9(тв) −1,7(жидк) +11,3(газ) | Стаб при 150 °C | Очень стабилен | Медленно гидролизуется |
Бороорганические соединения в качестве ракетного топлива[править | править код]
В качестве ракетного топлива используются различные бороорганические соединения, некоторые из которох наиболее предпочтительны в качестве ракетного топлива. Наибольший интерес представляют следующие бороорганические соединения: Наиболее удобен для синтеза и применения Пентаборан—9. Остальные бороводороды интенсивно изучаются и их применение в настоящее время ограничено.
| Окислитель | Удельная тяга(Р1,сек) | Температура сгорания °С | Плотность топлива г/см3 | Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек | Весовое содерж.горючего % |
|---|---|---|---|---|---|
| Фтор | 360,9 сек | 4807 °C | 1,199 | 4900м/сек | 18 % |
| Тетрафторгидразин | 334 сек | 4567 °C | 1,027 | 4164м/сек | 13 % |
| ClF3 | 290,3 сек | 4174 °C | 1,493 | 4423м/сек | 12 % |
| ClF5 | 308,6 сек | 4383 °C | 1,413 | 4572м/сек | 13 % |
| Перхлорилфторид | 299,3 сек | 3969 °C | 1,239 | 4136м/сек | 21 % |
| Окись фтора | 361,6 сек | 4736 °C | 1,179 | 4866м/сек | 20 % |
| Кислород | 319,7 сек | 3887 °C | 0,897 | 3686м/сек | 32 % |
| Перекись водорода | 309,1 сек | 2696 °C | 1,021 | 3839м/сек | 31 % |
| N2O4 | 299,3 сек | 3640 °C | 1,084 | 3846м/сек | 25 % |
| Азотная кислота | 293,7 сек | 3315 °C | 1,107 | 3820м/сек | 25 % |
Токсичность и огнеопасность[править | править код]
Бороводороды — ядовитые вещества, имеющими помимо общетоксической составляющей, так же особое, но довольно сильно выраженное нервнопаралитическое воздействие на человека и животных. Как огнеопасные вещества, бороводороды представляют собой в основном вещества с наивысшей категорией огнеопасности и способны к самовоспламенению не только на воздухе но и и при контактах с водой и рядом галогенопроизводных углеводородов. При горении их на воздухе развиваются высокие температуры.