赤煙硝酸

紅色發煙硝酸（RFNA）是一種可儲存的氧化劑，可用作火箭推進劑。由84%硝酸（HNO
3）、13%四氧化二氮、1%水組成。^[1]紅色發煙硝酸的顏色是由於四氧化二氮部分分解形成二氧化氮，二氧化氮溶解直至液體飽和，並產生具有紅色窒息有毒煙霧。紅色發煙硝酸增加了可燃材料的可燃性，並且在與水反應時會高度放熱。

赤煙硝酸
IUPAC名 Nitric acid
别名	Red fuming nitric acid 紅色發煙硝酸
识别
CAS号	52583-42-3  Y
ChemSpider	None
性质
化学式	HNO 3 + NO 2
外观	液體、紅色煙霧
密度	隨著游離NO 2含量增加而增加
沸点	83 °C（356 K）
溶解性（水）	混溶於水
危险性
主要危害	皮膚和金屬腐蝕；嚴重眼睛損傷；有毒（口服、皮膚、肺部）；嚴重燒傷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

通常與緩蝕劑（英语：Corrosion inhibitor）一起使用（包括氟化氫，^[2]任何此類組合都稱為inhibited RFNA、IRFNA），因為硝酸會腐蝕大多數容器材料。例如，氟化氫會鈍化帶有金屬氟化物薄層的容器金屬，使其幾乎不受硝酸影響。

在第二次世界大戰期間，德軍在一些火箭使用了紅色發煙硝酸。使用的混合物稱為S-Stoff（英语：Stoffs）（96%硝酸、4%氯化鐵作為點火催化劑^[3]）和SV-Stoff（94%硝酸、6%四氧化二氮），綽號Salbei（鼠尾草）。

用途包括肥料、染料中間體、炸藥、作為酸化劑的藥物助劑。可用作照相製版和金屬蝕刻的實驗室試劑。^[4]

成分

• IRFNA IIIa：83.4% HNO₃, 14% NO₂, 2% H₂O, 0.6% HF
• IRFNA IV HDA：54.3% HNO₃, 44% NO₂, 1% H₂O, 0.7% HF
• S-Stoff：96% HNO₃, 4% FeCl₃
• SV-Stoff：94% HNO₃, 6% N₂O₄
• AK20：80% HNO₃, 20% N₂O₄
• AK20F：80% HNO₃, 20% N₂O₄, fluorine-based inhibitor
• AK20I：80% HNO₃, 20% N₂O₄, iodine-based inhibitor
• AK20K：80% HNO₃, 20% N₂O₄, fluorine-based inhibitor
• AK27I：73% HNO₃, 27% N₂O₄, iodine-based inhibitor
• AK27P：73% HNO₃, 27% N₂O₄, fluorine-based inhibitor

實驗

1. IRFNA氫氟酸含量^[5][6]
   • 當紅色發煙硝酸用作火箭燃料氧化劑時，通常具有約0.6%氟化氫含量。目的是充當腐蝕抑製劑。
2. RFNA水含量^[7]
   • 為了測試水含量，80% HNO₃、8–20% NO₂和其餘H₂O的樣品取決於樣品NO₂的不同含量。當RFNA含有HF時，平均H₂O%介於2.4%和4.2%之間。當RFNA不含HF時平均H₂O%介於0.1%和5.0%之間。考慮腐蝕產生的金屬雜質，H₂O%增加，H₂O%在2.2%~8.8%之間
3. RFNA對金屬的腐蝕^[5]
   • 對不銹鋼、鋁合金、鐵合金、鍍鉻板、錫、金、鉭進行測試以了解腐蝕速率。使用16%和6.5%RFNA樣品以及上面列出的不同物質進行實驗。許多不同的不銹鋼表現出耐腐蝕性。鋁合金的耐受性不如不銹鋼，尤其是在高溫，但腐蝕率不足以禁止將其與RFNA一起使用。錫、金、鉭表現出與不銹鋼相似的高耐腐蝕性。這些材料更好，因為在高溫下腐蝕率不會增加太多。在磷酸存在的情況下，高溫下的腐蝕速率會增加。硫酸降低了腐蝕速率。

參見

• 白色發煙硝酸（英语：White fuming nitric acid）

參考

1. Problems in Storage and Handling of Red Fuming Nitric Acid (PDF). [2013-09-26]. （原始内容 (PDF)存档于September 27, 2013）.
2. Clark, John D. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants. Rutgers University Press. 1972: 62. ISBN 0-8135-0725-1.
3. Clark, John D. 9: What Ivan Was Doing. Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants (PDF). Rutgers University Press. 1972: 116 [2022-12-29]. ISBN 0813507251. （原始内容存档 (PDF)于2017-04-15）.
4. O'Neil, Maryadele J. The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. Merck. 2006: 6576. ISBN 978-0-911910-00-1.
5. Karplan, Nathan; Andrus, Rodney J. Corrosion of Metals in Red Fuming Nitric Acid and in Mixed Acid. Industrial and Engineering Chemistry. October 1948, 40 (10): 1946–1947. doi:10.1021/ie50466a021.
6. Corrosion Studies in Fuming Nitric Acid (PDF). [23 May 2017]. （原始内容 (PDF)存档于July 27, 2018）.
7. Burns, E. A.; Muraca, R. F. Determination of Water in Red Fuming Nitric Acid by Karl Fischer Titration. Analytical Chemistry. 1963, 35 (12): 1967–1970. doi:10.1021/ac60205a055.

外部鏈接

• National Pollutant Inventory – Nitric Acid Fact Sheet
• https://web.archive.org/web/20030429160808/http://www.astronautix.com/props/nitidjpx.htm