Ammoniumperchlorat
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Ammoniumperchlorat, NH4ClO4, ist das Salz der Raketentreibstoff für Feststoffraketen, Feuerwerksraketen, Modellraketen oder als Sprengstoff.
Der Grund dafür ist, dass sich Ammoniumperchlorat bei Initialzündung oder Erhitzung über 200 °C nach folgender Gleichung zersetzt:
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:Ammoniumperchlorat zersetzt sich bei Erwärmung über 200°C in Chlor, Sauerstoff, Stickstoff und Wasser.
Es entstehen außer Wasser nur gasförmige Reaktionsprodukte, die sich wegen der entstehenden Reaktionswärme explosionsartig ausdehnen. Das Ammonium-Ion wirkt als Reduktionsmittel, das Perchlorat-Anion als Oxidationsmittel. Der freigesetzte Sauerstoff und das Chlor können noch weiter oxidierend wirken, daher wird noch Aluminium zugesetzt, das dann als eigentlicher Treibstoff dient, und mit seiner hohen Reaktionstemperatur die Reaktion zwischen den Bestandteilen des Ammonimperchlorats in Gang hält. Der spezifische Impuls ist aber trotzdem geringer als bei den meisten Flüssigtreibstoffen, trotzdem wird Ammoniumperchlorat in Gemisch mit anderen brennbaren Substanzen (besonders Aluminium) für Raketenbooster eingesetzt, da diese einfach und billig in der Konstruktion sind, beispielsweise für Ariane 5, Titan- und Delta-Raketen.
Ein weiter Verwendung findet es in Blinksternen (Strobestars) die gelegentlich auf Großfeuerwerken eingebaut in Feuerwerksbomben verschossen werden.
Herstellung
Die industrielle Herstellung erfolgt elektrolytisch in der sogenannten Perchloratzelle. Dabei wird zunächst das Salz Natriumchlorid NaCl in einer wässrige Lösung zum Salz Natriumperchlorat NaClO4 oxidiert. Anschließend wird das Natriumperchlorat mit einem Ammoniumsalz (zum Beispiel Ammoniumchlorid NH4Cl) in einer Ionentauschreaktion umgesetzt. Dabei entsteht das Endprodukt:
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:Natriumperchlorat und Ammoniumchlorid reagieren zu Ammoniumperchlorat und Natriumchlorid.
Durch die verschiedenen Löslichkeiten der Salze lassen sich diese leicht trennen. Das entstandene Natriumchlorid NaCl lässt sich wiederum als Ausgangsprodukt für die Perchloratzelle verwenden.
Gefährlichkeit
Das unkontrollierte Abbrennen von Ammoniumperchlorat ist sehr gefährlich. Am 4. Mai 1988 ereignete sich in Henderson, Nevada ein verheerender Brand in einer Fabrik, die das Ammoniumperchlorat für den Raketentreibstoff der NASA hergestellt hat. Hierbei gab es eine Explosion, die mehr als 25 Meilen weit zu spüren war.[http://gamekeeper.deds.nl/movies/hend_sm.mov Video der Katastrophe]
Weblinks
• Unfallbericht der Henderson-Katastrophe
