Ácido nítrico fumante rojo

El ácido nítrico fumante rojo (RFNA) es un oxidante almacenable que se utiliza como propulsor de cohetes. Consta de 84 % de ácido nítrico (HNO₃), 13 % de tetróxido de dinitrógeno (N₂O₄) y 1–2 % agua. El color rojo del ácido nítrico fumante se debe al tetróxido de dinitrógeno, que se descompone parcialmente para formar dióxido de nitrógeno. El dióxido de nitrógeno se disuelve hasta saturar el líquido y produce humos tóxicos con un olor sofocante. RFNA aumenta la inflamabilidad de los materiales combustibles y es altamente exotérmico cuando reacciona con el agua.

Por lo general, se usa con un inhibidor (con varias sustancias, a veces secretas, incluido el fluoruro de hidrógeno; cualquier combinación de este tipo se denomina RFNA inhibida, IRFNA) porque el ácido nítrico ataca a la mayoría de los materiales de los contenedores. El fluoruro de hidrógeno, por ejemplo, pasivará el metal del recipiente con una fina capa de fluoruro metálico, haciéndolo casi impermeable al ácido nítrico.

También puede ser un componente de un monopropelente; con sustancias como nitratos de amina disueltos en él, puede usarse como único combustible en un cohete. Esto es ineficiente y normalmente no se usa de esta manera.

Durante la Segunda Guerra Mundial, el ejército alemán utilizó RFNA en algunos cohetes. Las mezclas utilizadas se denominaron S-Stoff (96% de ácido nítrico con 4% de cloruro férrico como catalizador de ignición) y SV-Stoff (94% de ácido nítrico con 6% de dinitrógeno tetróxido) y apodado Salbei (sabio).

Inhibited RFNA fue el oxidante del cohete orbital ligero más lanzado del mundo, el Kosmos-3M.

Otros usos de RFNA incluyen fertilizantes, colorantes intermedios, explosivos y acidificantes farmacéuticos. También se puede utilizar como reactivo de laboratorio en fotograbado y grabado de metales.

Composiciones

• IRFNA IIIa: 83,4% HNO3, 14% NO2, 2% H2O, 0,6% HF
• IRFNA IV HDA54.3% HNO₃, 44% NO₂, 1% H₂O, 0,7% HF
• S-Stoff: 96% HNO₃, 4% FeCl3
• SV-Stoff: 94% HNO₃6% N2O4
• AK20: 80% HNO₃, 20% N₂O₄
• AK20F: 80% HNO₃, 20% N₂O₄, inhibidor fluorino
• AK20I: 80% HNO₃, 20% N₂O₄, inhibidor basado en yodo
• AK20K: 80% HNO₃, 20% N₂O₄, inhibidor fluorino
• AK27I: 73% HNO₃, 27% N₂O₄, inhibidor basado en yodo
• AK27P: 73% HNO₃, 27% N₂O₄, inhibidor fluorino

Experimentos

Contenido de ácido hidrofluorico del IRFNA

Cuando RFNA se utiliza como oxidante para los combustibles de cohetes, generalmente tiene un contenido de HF de aproximadamente 0,6%. El propósito del HF es actuar como inhibidor de la corrosión.

Contenido de agua de RFNA

Para probar el contenido de agua, una muestra de 80% HNO₃, 8-20% NO₂, y el resto H₂O dependiendo de la cantidad variada de NO₂ en la muestra. Cuando la RFNA contenía HF, había un promedio de H₂Entre 2,4% y 4,2%. Cuando la RFNA no contenía HF, había un promedio de H₂Entre 0,1% y 5,0%. Cuando se tuvieron en cuenta las impurezas metálicas de la corrosión, el H₂Increíble, y el H₂O% fue entre 2,2% y 8,8%

Corrosión de metales en RFNA

Acero inoxidable, aleaciones de aluminio, aleaciones de hierro, placas cromadas, estaño, oro y tantalio fueron probados para ver cómo RFNA afectó las tasas de corrosión de cada uno. Los experimentos se realizaron utilizando muestras de RFNA de 16% y 6,5% y las diferentes sustancias enumeradas anteriormente. Muchos diferentes aceros inoxidables mostraron resistencia a la corrosión. Las aleaciones de aluminio no soportaron, así como los aceros inoxidables especialmente a alta temperatura, pero las tasas de corrosión no fueron lo suficientemente altas para prohibir el uso de esto con RFNA. Tinto, oro y tantalio mostraron alta resistencia a la corrosión similar a la de acero inoxidable. Estos materiales son mejores aunque porque a altas temperaturas las tasas de corrosión no aumentaron mucho. Las tasas de corrosión a temperaturas elevadas aumentan en la presencia de ácido fósforo. El ácido sulfúrico disminuyó las tasas de corrosión.