Hidroksilamonium nitrat

Hidroksilamonium nitrat atau hidroksilamina nitrat (HAN) adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia [NH
3OH]+
[NO
3]−
. Ini adalah garam yang berasal dari hidroksilamina dan asam nitrat. Dalam bentuk murni, ini adalah padatan higroskopis yang tidak berwarna. Ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai propelan roket baik sebagai larutan dalam monopropelan atau bipropelan. Propelan berbasis hidroksilamonium nitrat (HAN) adalah solusi yang layak dan efektif untuk misi berbasis propelan "hijau" di masa depan, karena menawarkan kinerja 50% lebih tinggi untuk tangki propelan tertentu dibandingkan dengan hidrazin yang digunakan secara komersial.[1][2][3][4]

Properti

[sunting | sunting sumber]

Senyawa ini adalah garam dengan ion hidroksiamonium dan nitrat yang terpisah. Hidroksilamonium nitrat tidak stabil karena mengandung zat pereduksi (kation hidroksilamonium) dan zat pengoksidasi (nitrat), situasinya analog dengan amonium nitrat. Biasanya ditangani sebagai larutan berair dengan sedikit asam nitrat sebagai penstabil. Larutannya korosif dan beracun, dan mungkin karsinogenik. HAN padat tidak stabil, terutama jika terdapat sedikit besi(III).

Rute persiapan laboratorium

[sunting | sunting sumber]
  • Reduksi katalitik oksida nitrat
  • Dekomposisi ganda
  • Elektrolisa
  • Hidrogenasi asam nitrat
  • Pertukaran ion melalui resin
  • Penetralan

Keamanan dan Bahaya

[sunting | sunting sumber]

Identifikasi Bahaya

[sunting | sunting sumber]
  • Mudah meledak; bahaya ledakan massal [Bahaya Bahan Peledak]
  • Berbahaya jika tertelan [Peringatan Toksisitas akut, oral]
  • Beracun jika terkena kulit [Bahaya Toksisitas akut, dermal]
  • Menyebabkan iritasi kulit [Peringatan Korosi/iritasi kulit]
  • Dapat menyebabkan reaksi alergi pada kulit [Peringatan Sensitisasi, Kulit]
  • Menyebabkan iritasi mata yang serius [Peringatan Kerusakan mata yang serius/iritasi mata]
  • Diduga menyebabkan kanker [Peringatan Karsinogenisitas]
  • Dapat menyebabkan kerusakan pada organ melalui paparan yang lama atau berulang [Peringatan Toksisitas organ target tertentu, paparan berulang]
  • Sangat beracun bagi kehidupan akuatik [Peringatan Berbahaya bagi lingkungan akuatik, bahaya akut]

Informasi Toksikologi

[sunting | sunting sumber]

Keracunan nitrat disebabkan oleh konversinya menjadi nitrit setelah berada di dalam tubuh. Nitrit menyebabkan oksidasi autokatalitik oksihemoglobin menjadi hidrogen peroksida dan methemoglobin. Peningkatan kadar methemoglobin ini merupakan kondisi yang dikenal sebagai methemoglobinemia, dan ditandai dengan hipoksia jaringan, karena methemoglobin tidak dapat mengikat oksigen.

Aplikasi

[sunting | sunting sumber]

HAN memiliki aplikasi sebagai komponen propelan roket, baik dalam bentuk padat maupun cair. HAN dan amonium dinitramide (ADN), senyawa ionik energetik lainnya, diteliti sebagai pengganti hidrazin yang kurang beracun untuk roket monopropelan di mana hanya diperlukan katalis untuk menyebabkan dekomposisi. HAN dan ADN akan bekerja sebagai monopropelan dalam larutan air, serta ketika dilarutkan dengan cairan bahan bakar seperti metanol.[5][6][7][8][9][10]

HAN digunakan oleh pencegat fase-pendorong Network Centric Airborne Defense Element yang sedang dikembangkan oleh Raytheon. Sebagai oksidator propelan padat, biasanya diikat dengan polimer glisidil azida (GAP), polibutadiena berujung hidroksil (HTPB), atau polibutadiena berujung karboksi (CTPB) dan memerlukan pemanasan awal hingga 200-300 °C untuk terurai. Ketika digunakan sebagai monopropelan, katalisnya adalah logam mulia, mirip dengan monopropelan lain yang menggunakan perak, paladium, atau iridium.[11][12][13][14][15]

HAN juga memungkinkan pengembangan propelan padat yang dapat dikontrol secara elektrik dan dinyalakan serta dimatikan. Dikembangkan oleh DSSP untuk efek khusus dan microthruster, ini adalah propelan berbasis HAN pertama di luar angkasa; dan di atas Laboratorium Penelitian Angkatan Laut SpinSat, diluncurkan pada tahun 2014.

Itu digunakan dalam campuran bahan bakar/oksidator yang dikenal sebagai "AF-M315E" di mesin daya dorong tinggi dari Green Propellant Infusion Mission, yang awalnya diharapkan diluncurkan pada tahun 2015, dan akhirnya diluncurkan dan disebarkan pada tanggal 25 Juni 2019. Impuls spesifik AF-M315E adalah 257 s. Larutan berair HAN dapat ditambahkan dengan komponen bahan bakar seperti metanol, glisin, TEAN (trietanolammonium nitrat), dan amina untuk membentuk monopropelan kinerja tinggi untuk sistem propulsi ruang angkasa.

China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) meluncurkan demonstrasi pendorong berbasis HAN di atas mikrosatelit pada bulan Januari 2018.[16][17][18][19][20]

Satelit demonstrasi teknologi Jepang Innovative Satellite Technology Demonstration-1, diluncurkan pada bulan Januari 2019, berisi pendorong demonstrasi menggunakan HAN dan dioperasikan dengan sukses di orbit.

HAN terkadang digunakan dalam pemrosesan ulang nuklir sebagai agen pereduksi untuk ion plutonium.

Lihat pula

[sunting | sunting sumber]

Referensi

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ Spores, Ronald A.; Masse, Robert; Kimbrel, Scott; McLean, Chris (15–17 July 2013). "GPIM AF-M315E Propulsion System" (PDF). San Jose, California, USA: 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2014-02-28. 
  2. ^ Rheingold, A. L.; Cronin, J. T.; Brill, T. B.; Ross, F. K. (March 1987). "Structure of hydroxylammonium nitrate (HAN) and the deuterium homolog". Acta Crystallographica Section C. 43 (3): 402–404. Bibcode:1987AcCrC..43..402R. doi:10.1107/S0108270187095593. 
  3. ^ Pembridge, John R.; Stedman, Geoffrey (1979). "Kinetics, mechanism, and stoicheiometry of the oxidation of hydroxylamine by nitric acid". Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (11): 1657–1663. doi:10.1039/dt9790001657. ISSN 0300-9246. 
  4. ^ Schmidt, Eckart W. (2022). "Hydroxylammonium Salts". Encyclopedia of Oxidizers. 3. De Gruyter. hlm. 1589–1816. doi:10.1515/9783110750294-011. ISBN 978-3-11-075029-4. 
  5. ^ Dominic Freudenmann; Helmut K. Ciezki (29 July 2019). "ADN and HAN-Based Monopropellants – A Minireview on Compatibility and Chemical Stability in Aqueous Media". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. Wiley Online Library. 44 (9): 1084–1089. doi:10.1002/prep.201900127 alt=Dapat diakses gratis. 
  6. ^ "Boost phase interceptor". Press Releases. Raytheon. Diarsipkan dari versi asli tanggal May 18, 2007. 
  7. ^ Sawka, Wayne N.; McPherson, Michael (2013-07-12), "Electrical Solid Propellants: A Safe, Micro to Macro Propulsion Technology", 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Joint Propulsion Conferences, American Institute of Aeronautics and Astronautics, doi:10.2514/6.2013-4168, ISBN 978-1-62410-222-6 
  8. ^ "LDI 2014 Award Winners Announced". Live Design Online. 2014-11-23. Diakses tanggal 2019-06-19. 
  9. ^ Nicholas, Andrew; Finne, Ted; Gaylsh, Ivan; Mai, Anthony; Yen, Jim (September 2013). "SpinSat Mission Overview" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal June 19, 2019. 
  10. ^ "SpinSat - Satellite Missions - eoPortal Directory". directory.eoportal.org. Diakses tanggal 2019-06-19. 
  11. ^ "About Green Propellant Infusion Mission (GPIM)". NASA. 2014. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2013-04-24. 
  12. ^ "Green Propellant Infusion Mission (GPIM)". Ball Aerospace. 2014. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2013-04-24. 
  13. ^ Casey, Tina (19 July 2013). "NASA Sets Its Sights On $45 Million Green Fuel Mission". Clean Technica. 
  14. ^ Sempsrott, Danielle (25 June 2019). "NASA's Green Propellant Infusion Mission Deploys". NASA. Diakses tanggal 6 June 2020. 
  15. ^ Wucherer, E.; Christofferson, Stacy; Reed, Brian (2000). Assessment of high performance HAN-monopropellants. 36th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. doi:10.2514/6.2000-3872. 
  16. ^ 航天科技六院801所HAN 基无毒推进发动机研制攻关记 [HAN-based non-toxic propulsion engine research and development of 801 Institute of the Sixth Academy of Space Science and Technology] (dalam bahasa Tionghoa). China Aerospace Science and Technology Corporation. 24 May 2019. Diakses tanggal 14 May 2020. 
  17. ^ "革新的衛星技術実証1号機 PRESS KIT" [Innovative Satellite Technology Demonstration Flight No. 1 PRESS KIT] (PDF). JAXA. Diakses tanggal 15 March 2019. 
  18. ^ 小型実証衛星1号機 RAPIS-1 グリーンプロペラント推進系（GPRCS）世界初の軌道上 HAN系推進薬 実証！ [Small Demonstration Satellite-1 RAPIS-1 Green Propellant Reaction Control System (GPRCS), the world's first on-orbit HAN propulsion system demonstration!] (dalam bahasa Jepang). JAXA. 15 March 2019. Diakses tanggal 15 March 2019. 
  19. ^ Hori, Keiichi; Katsumi, Toshiyuki; Sawai, Shujiro; Azuma, Nobuyuki; Hatai, Keigo; Nakatsuka, Junichi (2019). "HAN-Based Green Propellant, SHP163 – Its R&D and Test in Space". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 44 (9): 1080–1083. doi:10.1002/prep.201900237. ISSN 0721-3115. 
  20. ^ McKibben, J. M.; Bercaw, J. E. (1971-01-01). Hydroxylamine nitrate as a plutonium reductant in the PUREX solvent extraction process (Laporan teknis). Du Pont de Nemours (E. I.) and Co., Aiken, S. C. Savannah River Lab. doi:10.2172/4065655. DP-1248. 
  • Donald G. Harlow et al. (1998). "Technical Report on Hydroxlyamine Nitrate". U.S. Department of Energy. DOE/EH-0555
  • Gösta Bengtsson et al. (2002) "The kinetics and mechanism of oxidation of hydroxylamine by iron(III)". J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2002, 2548–2552. DOI:10.1039/B201602H
  • Schmidt, Eckart W. (2022). "Hydroxylammonium Salts". Encyclopedia of Oxidizers. 3. De Gruyter. hlm. 1589–1816. doi:10.1515/9783110750294-011. ISBN 978-3-11-075029-4. 
  • Schmidt, Eckart W. (2023). "Hydroxylammonium Nitrate-Based Monopropellants". Encyclopedia of Monopropellants. 2. De Gruyter. hlm. 807–1194. doi:10.1515/9783110751390-007. ISBN 978-3-11-075139-0.