Publication detail

Crystal structure and thermal behaviors of the tetrapotassium salt of octahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonic acid (TACOS-K)

Year: 2016

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

Page from-to: 391-397

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Krystalická struktura a tepelné chování tetradraselné soli kyseliny oktahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonové (TACOS-K)	Tetrahydrát na tetradraselné soli oktahydroimidazo- [4,5-d] imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonové kyseliny (TACOS-K) je nový energetický materiál, zkoumaný z hlediska své krystalické struktury, spalného tepla, tepelné stability a rozkladné kinetiky. Jeho spalné teplo je -5487 ± 96 J.g-1, ze kterého bylo odhadnuté slučovací teplo -3150 kJ.mol-1. Bylo zjištěno, že tato sloučenina má hexagonální krystalovou strukturu s hustotou 2.026 g.mol-1 při 150 K. Skelet organického aniontu molekuly TACOS-K je výrazně deformovaný. Šest tetraanionů je koordinačně propojeno s kationtů draslíku a vodíkovými můstky s molekulmi vody tvoří hydrofilní i hydrofobní dutiny. Tento meziprodukt pro syntézu cis-1,3,4,6-tetranitro-oktahydroimidazo- [4,5-d] imidazolu (BCHMX) se rozkládá při teplotě okolo 31 ° C, s prvním vrcholem v rozmezí teplot 46.6-94.3 ° C v důsledku ztráty vody a v závislosti na rychlosti ohřevu. Hydrolýza vazeb N-S zde může hrát důležitou roli. Odpařování krystalické vody soutěží s touto hydrolýzou. V TGA má TACOS-K zbytkovou hmotu 46% při vzestupu teploty 2 ° C.min-1, což se zvyšuje s rychlostí ohřevu. Vrchol exotermického procesu se vyskytuje při 235,6 ° C a při stejné rychlosti ohřevu s entalpickou změnou 164 J.g-1. Dehydratace nastává s energetickou bariéru 36,7 kJ mol-1 s následným hromadným procesem ztráty hmotnosti s mnohem vyšší aktivační energie 110,6 kJ mol-1, zatímco aktivační energie pro hlavní exotermní reakci je asi 136,2 kJ mol-1.	DSC; TGA; kinetika rozkladu; energetické materiály; krystalová struktura; Oktahydroimidazo[4,5-d]imidazol; draselná sůl; tepelné chování
eng	Crystal structure and thermal behaviors of the tetrapotassium salt of octahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonic acid (TACOS-K)	The tetrahydrate of the tetrapotassium salt of octahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonic acid (TACOS-K), an new energetic material, was investigated in terms of its crystal structure, heat of combustion, thermal stability and decomposition kinetics. Its heat of combustion is -5487±96 J.g-1 from which a heat of formation of -3150 kJ.mol-1 was estimated. It has been found that this compound has a hexagonal crystal space group with a density of 2.026 g.mol-1/150 K. The organic anionic skeleton of the TACOS-K molecule is distinctly deformed. Six tetraanions interconnected by a coordination to the potassium cations and hydrogen bridges to water molecules form hydrophilic as well as hydrophobic cavities. As an intermediate to synthesize cis-1,3,4,6-tetranitro-octahydroimidazo-[4,5-d]imidazole (BCHMX), it decomposes at around 31°C with a first peak temperature range of 46.6-94.3 °C due to loss of water, depending on the heating rates. Hydrolysis of the N-S bonds might play an important role here. Crystalline water evaporation competes with this hydrolysis. TACOS-K has a residual mass of about 46% at 2°C.min-1, which increases with the heating rate. Peak of the exothermic process occurs at 235.6 °C at the same heating rate with an enthalpy change of 164 J.g-1. Dehydration occurs with an energy barrier of 36.7 kJ mol-1 followed by a shoulder mass loss process with a much higher activation energy 110.6 kJ mol-1, while the activation energy for the main exothermic reaction is about 136.2 kJ mol-1.	DSC; TGA; Decomposition Kinetics; Energetic Material; Crystal Structure; Octahydroimidazo[4,5-d]imidazole; Potassium Salt; Thermal Behavior

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links