warum Ammoniumperchlorat ? und nicht Nitrat?

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Reinraum

  • Gast
warum Ammoniumperchlorat ? und nicht Nitrat?
« am: 01. Oktober 2016, 15:17:48 »
Kann mir jemand sagen warum in Feststofftreibstoff Ammoniumperchlorat und nicht Ammoniumnitrat verwendet wird? NH4NO3 hat ja fast 5% mehr Sauerstoffanteil, und es zerfällt nur in H20, N und 02 und nicht noch wie bei Ammoniumperchlorat zu CI, welches sehr schwer ist, und in der  Stratosphäre zum Ozonabbauende bewirkt.

Schneefüchsin

  • Gast
Re: warum Ammoniumperchlorat ? und nicht Nitrat?
« Antwort #1 am: 01. Oktober 2016, 16:28:17 »
Sie auf Wikipedia in was es genau zerfällt, also auch die Mengen:

Ammoniumperchlorat:    2 NH4ClO4   -->  Cl2 + 4 H2O +    N2 + 2 O2
Ammoniumnitrat:           2  NH4NO3   -->           4 H2O + 2 N2 +     O2

Das Zeug wird als Oxidator genutzt, also wird der Sauerstoff gebraucht, dabei ist der im Wasser nur als Stützmasse, nicht als Reaktionsmasse nützlich.
für die gleiche Menge Sauerstoff aus Ammoniumnitrat brauchst du 36% mehr Masse, als bei Ammoniumperclorat.
Ammoniumperclorat ist mit1,95 g/cm³ gegenüber Ammoniumnitrat mit 1,73 g/cm³ auch viel dichter.
https://de.wikipedia.org/wiki/Ammoniumperchlorat
https://de.wikipedia.org/wiki/Ammoniumnitrat

Würdest du Ammoniumnitrat verwenden müsstest du nicht nur 36% mehr verwenden für die gleiche Menge Brennstoff, sondern der Platzverbrauch des Oxidators würde um etwa 53% ansteigen.
In der Reaktion würde zwar mehr Masse im Antrieb umgesetzt werden aber bei geringerem Isp, dank der größeren Masse von Begleitstoffen. Dies kann sogar unter gewissen Umständen zu einem kleinen Vorteil für Ammoniumnitrat werden.

Nachtrag: Ja, Massemäßig ist der Sauerstoff beim Ammoniumnitrat mit 60% gegenüber knapp 55% etwas höher. Aber der Nützliche Sauerstoffanteil vom Ammoniumnitrat liegt nur bei 20% gegenüber 27%

Nachtrag 2: Chlor selbst ist auch ein Oxidator. was nochmal ein Bonus für Amoniumperclorat ist, damit wird meine Rechnung, wie viel mehr an Ammoniumnitrat wird, noch deutlicher.

Grüße aus dem Schnee.