Υπερχλωρικό αμμώνιο
Το υπερχλωρικό αμμώνιο (αναγραφόμενο στο εξής ως «ΑΡ») είναι ανόργανη ένωση με τύπο ΝΗ4 ClO4. Είναι λευκωπό στερεό άλας, εύκολα διαλυτό στο νερό και την αιθανόλη, ενώ αποτελεί ένα ισχυρό οξειδωτικό μέσο. Σε συνδυασμό με άλλα καύσιμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προωθητικό πυραύλων. Η χημική αστάθειά του έχει υπάρξει η αιτία για πολλά ατυχήματα, όπως λ.χ. η καταστροφή στις εγκαταστάσεις της PEPCON (Pacific Engineering and Production Company of Nevada) το 1988.
Παρασκευή Επεξεργασία
Το υπερχλωρικό αμμώνιο (ΑΠ) παρασκευάζεται με αντίδραση μεταξύ αμμωνίας και υπερχλωρικού οξέος. Αυτή η διαδικασία είναι η κύρια μέθοδος βιομηχανικής παραγωγής του υπερχλωρικού οξέος. Το άλας μπορεί επίσης να παραχθεί με αντίδραση μετάθεσης αλάτων αμμωνίου με υπερχλωρικό νάτριο. Αυτή η διαδικασία αξιοποιεί τη σχετικά χαμηλή διαλυτότητα του ΝΗ4ClO4, η οποία είναι περίπου 10% εκείνης του υπερχλωρικού νατρίου.
Το AP κρυσταλλώνεται σε άχρωμα ρομβόεδρα.
Αποσύνθεση Επεξεργασία
Όπως τα περισσότερα άλατα αμμωνίου, το υπερχλωρικό αμμώνιο αποσυντίθεται πριν από την τήξη. Η ήπια θέρμανση έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή υδροχλωρίου, αζώτου, οξυγόνου και νερού:
- 4 ΝΗ4ClO4 → 4HCl + 2Ν2 + 5O 2 + 6Η2Ο
Η ανάφλεξη του ΑΡ είναι αρκετά πολύπλοκη και μελετάται ευρέως. Οι κρύσταλλοι ΑΡ αποσυντίθενται πριν από την τήξη, παρόλο που ένα λεπτό στρώμα υγρού έχει παρατηρηθεί στις επιφάνειες των κρυστάλλων κατά τη διάρκεια διαδικασιών καύσης υπό υψηλή πίεση. [1] Η ισχυρή θέρμανση μπορεί να οδηγήσει σε εκρήξεις . Οι πλήρεις αντιδράσεις δεν αφήνουν υπολείμματα. Οι καθαροί κρύσταλλοι δεν μπορούν να διατηρήσουν φλόγα κάτω από την πίεση των 2 MPa .
Το AP είναι οξειδωτικό κατηγορίας 4 (μπορεί να υποστεί εκρηκτική αντίδραση) όταν βρίσκεται σε μεγέθη σωματιδίων άνω των 15 μικρομέτρων [2] και ταξινομείται ως εκρηκτικό για μεγέθη σωματιδίων μικρότερα από 15 μικρόμετρα. [3] [4]
Εφαρμογές Επεξεργασία
Η κύρια χρήση του υπερχλωρικού αμμωνίου είναι στην κατασκευή προωθητικών στερεών καυσίμων. [5] Όταν το AP αναμειγνύεται με καύσιμο, όπως κονιοποιημένο αλουμίνιο και/ή με ελαστομερές συνδετικό, μπορεί να προκαλέσει αυτο-διατηρούμενη καύση σε πιέσεις πολύ κάτω από την ατμοσφαιρική πίεση. Είναι σημαντικός οξειδωτικός παράγοντας με μακρόχρονη ιστορία χρήσης σε συμπαγή πυραυλικά προωθητικά — εκτόξευσης στο διάστημα (συμπεριλαμβανομένου του Space Shuttle Solid Rocket Booster), στρατιωτικούς, αλλά και ερασιτεχνικούς πυραύλους υψηλής ισχύος, καθώς και σε ορισμένα πυροτεχνήματα.
Ορισμένες θραυόμενες εποξειδικές κόλλες περιέχουν εναιωρήματα ΑΡ. Κατά τη θέρμανση στους 300°C, το AP υποβαθμίζει την οργανική κόλλα, θραύοντας τη στερεοποιημένη ένωση.
Τοξικότητα Επεξεργασία
Το υπερχλωρικό αμμώνιο είναι χαμηλής έντονης τοξικότητας. Για παράδειγμα, υπερχλωρικό νάτριο έχει LD50 2-4 g/kg και αποβάλλεται ταχέως μετά την κατάποση. Ωστόσο, η χρόνια έκθεση σε υπερχλωρικά, ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις, έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί διάφορα προβλήματα του θυρεοειδούς, καθώς προσλαμβάνεται στη θέση του ιωδίου.
Βιβλιογραφικές αναφορές Επεξεργασία
Παραπομπές Επεξεργασία
- ↑ Boggs, T. L. (1970). «Deflagration Rate, Surface Structure and Subsurface Profile of Self-Deflagrating Single Crystals of Ammonium Perchlorate». AIAA Journal 8 (5): 867–873. doi:.
- ↑ NFPA 400: Hazardous Materials Code, 2010
- ↑ NFPA 495: Explosive Materials Code, 2010
- ↑ "Development of an Enhanced Hazard Classification System for Oxidizers Research Project, Technical Report", Safety Engineering Laboratories, Inc., The Fire Protection Research Foundation, 13 April 2006
- ↑ "Perchlorate: Overview of Issues, Status, and Remedial Actions" Αρχειοθετήθηκε 2012-03-15 στο Wayback Machine., ITRC, September 2005