Промышленность и энергетика РФ

Топливно-энергетический комплекс России - промышленный портал

Метки: Пентаборан 9 получение, пентаборан купить, пентаборан англійською.

Пентаборан
Общие
Химическая формула B5H9
Физические свойства
Молярная масса 63.13 г/моль
Термические свойства

«Пента́боран» — также называемый «пента́боран но́нагидрид», «стабильный пента́боран» и «Пента́боран(9)» для того, чтобы отличать его от соединения бора B5H11 — химическое соединение, которое рассматривалось военными 1950-х годов в США и СССР, в качестве перспективного ракетного/самолетного топлива, называемого также «экзотическим горючим». Молекула состоит из пяти атомов бора и девяти атомов водорода (B5H9) и является одним из бороводородов. В обычных условиях имеет вид бесцветной жидкости с едким чесночно-ацетонным запахом, которая экзотермично реагирует с водой при температуре выше 30°C и в виде образовавшихся паров - с воздухом. Точка замерзания составляет −46.8°C, кипения 60,1°C, молярная масса 63.13 г/Моль и обладает низкой плотностью 0.618 г/мл. Из-за того, что бо́ровая составляющая сгорает с характерным зеленым цветом, в США это соединение имеет неформальное имя «Зеленый дракон».


Содержание

Обзор свойств

Высокорастворимое вещество в «Химической компанией Каллери» (en). Архивировано из первоисточника 31 марта 2012. В 1985 году Каллери выкупила часть резервного топлива и переработала его на составляющие бор и водород.

Пожароопасность

Пары пентаборана тяжелее воздуха, являются пирофорными, то есть могут внезапно воспламениться при контакте с воздухом даже при незначительном загрязнении. Легко формирует взрывоопасные соединения, детонирующие при ударе, активно горит и взрывается при контакте с многими средствами пожаротушения, в частности при контакте с водой и галоидуглеродами. При температуре выше 150°C распадается с выделением водорода, что может представлять опасность при хранении в закрытом контейнере из-за роста давления. Нестабилен при наличии диборана.

Токсичность

Пары чрезвычайно токсичны при вдыхании, попадании на кожу, слизистые оболочки, в глаза и пищеварительный тракт. К поражениям внутренних органов пентабораном относятся поражения печени, почек и нервной системы. Ранние симптомы слабого отравления могут проявиться через 48 часов. Попадание пентаборана на кожу по внешнему виду схоже с симптомами обморожения. Кроме общей токсичности, это вещество поражает нервную систему и обладает нервно-паралитическим действием, которое по силе сравнимо с боевыми отравляющими веществами.

Топливо

Водород является наиболее эффективным топливом при использовании таких окислителей как кислород и фтор, но имеет вид жидкости при очень низких температурах с дополнительным недостатком в виде низкой плотности. Таким образом, производились и производятся поиски химического соединения водорода с как можно более плотным содержанием водорода на долю вещества. Пентаборан имеет преимущество в качестве эффективного топлива по сравнению с углеводородами по причине ме́ньшей атомной массы бора (основной изотоп B10) по сравнению с углеродом (изотопы от C12). Таким образом, бор как правило легче на две атомные единицы массы, а некоторые бороводороды содержат больше атомов водорода по сравнению с углеводородными эквивалентами. Кроме этого рассматривается также легкость разрушения химических связей соединения.

Первоначальный интерес к этому веществу возник в связи с поиском топлива для сверхзвуковых самолетов. Считается, что наибольший удельный импульс в результате сжигания топлива и окислителя может быть получен при использовании пары компонентов Пентаборан/OF2 (дифторид кислорода). В ходе первых лет космической гонки и холодной войны, инженеры были вынуждены искать способы увеличения эффективности двигателей для уменьшения затрат при эксплуатации авиационной и ракетной техники. Например, рассматривались варианты с очень токсичными, но эффективными третьими ступенями ракет-носителей (см. РН «УР-700»). Необходимость увеличения эффективности двигателей стала причиной исследования этого химиката.

Проблемы с данным топливом заключались в его токсичности, в его свойстве вспыхивать при контакте с воздухом и токсичности продуктов горения. Безопасный и дешевый способ утилизации химиката был изобретен только в 2000 году — он основан на совместном гидролизе пентаборана и пара, результатом которого является газообразный водород и раствор борной кислоты (Н33). Это позволило избавиться от накопленных запасов B5H9 в США, за что эта технология получила неформальное название «Убийцы дракона».[1]

Среди реализованных проектов, которые использовали данный химикат в качестве топлива, следует отметить проект американского военного сверхзвукового бомбардировщика «Валькирия» (XB-70), который не был принят на вооружение по причине прекращения экспериментов с использованием этого вида топлива в США в 1959 году.[2] Также пентаборан исследовался в качестве топлива-кандидата с окислителем N2О4 (или ТА).[3] Академик В. П. Глушко в СССР использовал его в версии экспериментального ЖРД РД-270РД-270M») в ходе разработки двигателя в период 1962-1970 гг.[4]

Пентаборан с разными окислителями

В зависимости от выбранного окислителя, пентаборан обладает различной эффективностью в качестве топлива. Ниже приведена таблица для сравнения этой характеристики.

См. также


Примечания

  1. «Убийца дракона» нейтрализует сверхтопливо. (en). "Engineer Update", издательство "Инженерные войска США" (en) (Февраль 2001).(недоступная ссылка)
  2. "From Missiles to Medicine: The development of boron hydrides"
  3. N2O4/Пентаборан (en). Encyclopedia Astronautica. Архивировано из первоисточника 31 марта 2012. Проверено 11 августа 2007.
  4. РД-270М (en). Encyclopedia Astronautica. Архивировано из первоисточника 31 марта 2012. Проверено 11 августа 2007.


Tags: Пентаборан 9 получение, пентаборан купить, пентаборан англійською.