Lompat ke isi

Dinitrogen tetroksida

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
(Dialihkan dari Dinitrogen tetroxide)

Nitrogen tetroksida (atau dinitrogen tetroksida) adalah senyawa kimia N2O4. Ini adalah reagen yang berguna dalam sintesis kimia. Ia membentuk sebuah campuran kesetimbangan dengan nitrogen dioksida.

Dinitrogen tetroksida merupakan oksidator kuat yang hypergolic (spontan bereaksi) pada kontak dengan berbagai bentuk hidrazin, yang membuat sepasang bipropellant populer bagi roket.

Struktur dan properti

[sunting | sunting sumber]

Dinitrogen tetroksida dapat dianggap sebagai dua gugus nitro (-NO2) yang terikat bersama. Ia membentuk campuran kesetimbangan dengan nitrogen dioksida . Molekulnya planar dengan jarak ikatan NN sebesar 1,78 Å dan jarak NO sebesar 1,19 Å. Jarak NN sesuai dengan ikatan lemah, karena jaraknya secara signifikan lebih panjang daripada panjang ikatan tunggal NN rata-rata sebesar 1,45 Å. Ikatan σ yang luar biasa lemah ini (yang menyebabkan tumpang tindih orbital hibrida sp2 dari dua unit NO2 ) dihasilkan dari delokalisasi pasangan elektron ikatan secara bersamaan di seluruh molekul N2O4 , dan tolakan elektrostatik yang cukup besar dari orbital molekul yang terisi ganda dari setiap unit NO2.[1][2][3][4]

Tidak seperti NO2, N2O4 bersifat diamagnetik karena tidak memiliki elektron yang tidak berpasangan. Cairannya juga tidak berwarna tetapi dapat muncul sebagai cairan kuning kecoklatan karena adanya NO2 menurut kesetimbangan berikut: [5]

N2O4 ⇌ 2 NO2 (ΔH = +57.23 kJ/mol)

Suhu yang lebih tinggi mendorong kesetimbangan ke arah nitrogen dioksida. Tak pelak lagi, sejumlah dinitrogen tetroksida merupakan komponen kabut asap yang mengandung nitrogen dioksida.

Padatan N
2O
4 berwarna putih, dan meleleh pada suhu −11,2 °C.

Produksi

[sunting | sunting sumber]

Nitrogen tetroksida dibuat melalui oksidasi katalitik amonia ( proses Ostwald ): uap digunakan sebagai pengencer untuk menurunkan suhu pembakaran. Pada langkah pertama , amonia dioksidasi menjadi oksida nitrat :

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O

Sebagian besar air terkondensasi keluar, dan gas didinginkan lebih lanjut; oksida nitrat yang dihasilkan dioksidasi menjadi nitrogen dioksida, yang kemudian dimerisasi menjadi nitrogen tetroksida:

2 NO + O2 → 2 NO2
2 NO2 ⇌ N2O4

dan sisa airnya dikeluarkan sebagai asam nitrat . Gas tersebut pada dasarnya adalah nitrogen dioksida murni, yang dikondensasikan menjadi dinitrogen tetroksida dalam pencair air garam.

Dinitrogen tetroksida juga dapat dibuat melalui reaksi asam nitrat pekat dan tembaga metalik. Sintesis ini praktis dilakukan di laboratorium. Dinitrogen tetroksida juga dapat diproduksi dengan memanaskan nitrat logam. Oksidasi tembaga oleh asam nitrat merupakan reaksi kompleks yang membentuk berbagai oksida nitrogen dengan stabilitas yang bervariasi yang bergantung pada konsentrasi asam nitrat, keberadaan oksigen, dan faktor-faktor lainnya. Spesies yang tidak stabil selanjutnya bereaksi membentuk nitrogen dioksida yang kemudian dimurnikan dan dikondensasikan untuk membentuk dinitrogen tetroksida.[6][7]

Penggunaan sebagai propelan roket

[sunting | sunting sumber]

Dinitrogen oksida merupakan salah satu propelan utama yang digunakan saat ini dalam propulsi luar angkasa . Bahan bakar ini menggantikan asam nitrat yang awalnya digunakan sebagai oksidator dalam propelan mesin roket dengan bahan bakar seperti RP-1 , UDMH, atau MMH . Mesin dilindungi dari keasaman oksidator dengan menambahkan 0,6% hidrogen fluorida HF, yang agak mahal, sangat beracun dan berbahaya untuk ditangani. Asam nitrat digantikan oleh oksidan lain, terutama nitrogen peroksida. Peluncur ruang angkasa dan rudal balistik mulai menggunakannya pada akhir 1950-an, ketika Amerika Serikat dan Uni Soviet memilihnya sebagai oksidator, membentuk propelan cair hipergolik yang dapat disimpan dengan hidrazin dan turunannya — terutama hidrazin hidrat , MMH, UDMH, Aerozine 50 dan UH 25 .

Disebut NTO (untuk Nitrogen Tetroksida ) dalam konteks propulsi ruang angkasa , nitrogen peroksida adalah oksidator yang paling sering digunakan dalam mesin hipergolik . Oleh karena itu, ia digunakan pada sejumlah besar tahap bawah yang dirancang pada tahun 1960-an, seperti peluncur Proton Rusia, tahap Fregat pada peluncur Soyuz dan Zenit Rusia, dan roket Long March Cina . Pada tahap ini, oksigen cair digantikan oleh oksigen cair pada peluncur yang dirancang kemudian. Ia masih sangat sering digunakan pada tahap atas yang, meskipun bersifat toksisitas , tetap mempertahankan propelan hipergolik karena mudah disimpan dalam tangki peluncur dan memungkinkan penyalaan berulang kali, seperti mesin manuver orbital (OMS) pesawat ulang-alik NASA , tahap propelan yang dapat disimpan (EPS) Ariane 5 , atau peluncur GSLV India , mesin yang memungkinkan penyisipan ke orbit wahana antariksa , dll.

Bila digunakan sebagai propelan pengoksidasi (oxidizer), nitrogen peroksida umumnya dicampur dengan persentase kecil nitrogen monoksida N≡O untuk membatasi efek korosifnya pada paduan titanium yang digunakan dalam sistem propulsi pesawat ruang angkasa  : ini disebut MON ( untuk Campuran Oksida Nitrogen ) ; Pesawat ulang alik WHO, misalnya, menggunakan MON-3, pada 3% N≡O (fraksi berat).

Nitrogen tetroksida digunakan sebagai oksidator dalam salah satu sistem propelan roket yang paling penting karena dapat disimpan sebagai cairan pada suhu kamar. Pedro Paulet , seorang polymath Peru , melaporkan pada tahun 1927 bahwa ia telah bereksperimen pada tahun 1890-an dengan mesin roket yang menggunakan nosel pegas yang secara berkala memasukkan nitrogen tetroksida yang diuapkan dan bensin minyak bumi ke busi untuk pengapian, dengan mesin mengeluarkan 300 ledakan berdenyut per menit. Paulet akan terus mengunjungi asosiasi roket Jerman Verein für Raumschiffahrt (VfR) dan pada tanggal 15 Maret 1928, Valier memuji desain roket berbahan bakar cairan Paulet dalam publikasi VfR Die Rakete , dengan mengatakan mesin itu memiliki "kekuatan yang luar biasa". Paulet segera didekati oleh Nazi Jerman untuk membantu mengembangkan teknologi roket, meskipun ia menolak untuk membantu dan tidak pernah membagi formula untuk propelannya.

Pada awal 1944, penelitian tentang kegunaan dinitrogen tetroksida sebagai agen pengoksidasi untuk bahan bakar roket dilakukan oleh ilmuwan Jerman, meskipun Jerman hanya menggunakannya dalam jumlah yang sangat terbatas sebagai aditif untuk S-Stoff (asam nitrat berasap). Ini menjadi oksidator pilihan yang dapat disimpan untuk banyak roket di Amerika Serikat dan Uni Soviet pada akhir 1950-an. Ini adalah propelan hipergolik dalam kombinasi dengan bahan bakar roket berbasis hidrazin . Salah satu penggunaan paling awal dari kombinasi ini adalah pada keluarga roket Titan yang awalnya digunakan sebagai ICBM dan kemudian sebagai kendaraan peluncur untuk banyak pesawat ruang angkasa. Digunakan pada pesawat ruang angkasa Gemini dan Apollo AS dan juga pada Pesawat Ulang Alik , ini terus digunakan sebagai propelan penjaga stasiun pada sebagian besar satelit geostasioner, dan banyak wahana antariksa dalam. Ini juga merupakan oksidator utama untuk roket Proton Rusia .

Ketika digunakan sebagai propelan, dinitrogen tetroksida biasanya disebut sebagai nitrogen tetroksida dan singkatan NTO digunakan secara luas. Selain itu, NTO sering digunakan dengan penambahan persentase kecil oksida nitrat yang bereaksi membentuk dinitrogen trioksida , yang menghambat retak korosi tegangan pada paduan titanium, dan dalam bentuk ini, NTO tingkat propelan disebut sebagai oksida nitrogen campuran ( MON ) dan dapat dibedakan dengan warna hijau-birunya. Penambahan oksida nitrat yang lebih besar, hingga 25-30%, juga menurunkan titik beku NTO, meningkatkan daya simpan dalam kondisi ruang angkasa. Sebagian besar wahana antariksa sekarang menggunakan MON sebagai ganti NTO; misalnya, sistem kendali reaksi Pesawat Ulang Alik menggunakan MON3 (NTO yang mengandung 3% NO menurut beratnya). [8][9][10][11][12][13]

Kecelakaan Apollo-Soyuz

[sunting | sunting sumber]

Pada tanggal 24 Juli 1975, keracunan NTO memengaruhi tiga astronot AS saat pendaratan terakhir ke Bumi setelah penerbangan Proyek Uji Apollo-Soyuz. Hal ini disebabkan oleh sakelar yang secara tidak sengaja tertinggal di posisi yang salah, yang memungkinkan pendorong kendali sikap menyala setelah pemasukan udara segar kabin dibuka, yang memungkinkan asap NTO masuk ke kabin. Satu anggota kru kehilangan kesadaran saat turun. Setelah mendarat, kru dirawat di rumah sakit selama lima hari karena pneumonia yang disebabkan oleh bahan kimia dan edema paru.[14][15]

Pembangkitan listrik menggunaka N2O4

[sunting | sunting sumber]

Kecenderungan N2O4 untuk terurai secara reversibel menjadi NO2 telah menyebabkan penelitian tentang penggunaannya dalam sistem pembangkit daya tingkat lanjut sebagai apa yang disebut gas terdisosiasi. Dinitrogen tetroksida "dingin" dikompresi dan dipanaskan, menyebabkannya terdisosiasi menjadi nitrogen dioksida dengan berat molekul setengahnya. Nitrogen dioksida panas ini diekspansi melalui turbin, mendinginkannya dan menurunkan tekanan, lalu didinginkan lebih lanjut dalam heat sink, menyebabkannya bergabung kembali menjadi nitrogen tetroksida dengan berat molekul awal. Kemudian, gas ini jauh lebih mudah dikompresi untuk memulai seluruh siklus lagi. Siklus Brayton gas terdisosiasi seperti itu berpotensi untuk meningkatkan efisiensi peralatan konversi daya secara signifikan.

Berat molekul yang tinggi dan rasio ekspansi volumetrik yang lebih kecil dari nitrogen dioksida dibandingkan dengan uap memungkinkan turbin menjadi lebih kompak.

N2O4 merupakan komponen utama fluida kerja "nitrin" pada reaktor nuklir portabel Pamir-630D yang sudah tidak beroperasi lagi dan beroperasi dari tahun 1985 hingga 1987.[16][17][18][19]

Reaksi kimia

[sunting | sunting sumber]

Perantara dalam pembuatan asam nitrat

[sunting | sunting sumber]

Asam nitrat diproduksi dalam skala besar melalui N2O4. Spesies ini bereaksi dengan air menghasilkan asam nitrous dan asam nitrat :

N2O4 + H2O → HNO2 + HNO3

Produk sampingan HNO2 setelah pemanasan tidak sebanding dengan NO dan lebih banyak asam nitrat. Ketika terpapar oksigen, NO diubah kembali menjadi nitrogen dioksida:

2 NO + O2 → 2 NO2

NO2 dan N2O4 yang dihasilkan dapat dikembalikan ke siklus untuk menghasilkan campuran nitrat dan asam nitrat lagi.

Sintesis logam nitrat

[sunting | sunting sumber]

N2O4 mengalami autoionisasi molekuler untuk menghasilkan [NO+] [NO3−], dengan ion nitrosonium sebelumnya menjadi oksidan kuat. Berbagai kompleks nitrat logam transisi anhidrat dapat dibuat dari N2O4 dan logam dasar.[20]

2 N2O4 + M → 2 NO + M(NO3)2

di mana M = Cu, Zn, or Sn.

Jika nitrat logam dibuat dari N2O4 dalam kondisi yang sama sekali tidak mengandung air, berbagai nitrat logam kovalen dapat dibentuk dengan banyak logam transisi. Hal ini karena ada preferensi termodinamika bagi ion nitrat untuk berikatan secara kovalen dengan logam tersebut daripada membentuk struktur ionik. Senyawa tersebut harus dibuat dalam kondisi tidak mengandung air, karena ion nitrat merupakan ligan yang jauh lebih lemah daripada air, dan jika air hadir, nitrat sederhana dari ion logam terhidrasi akan terbentuk. Nitrat anhidrat yang dimaksud sendiri bersifat kovalen, dan banyak, misalnya tembaga nitrat anhidrat, bersifat mudah menguap pada suhu kamar. Titanium nitrat anhidrat menyublim dalam vakum hanya pada suhu 40 °C. Banyak nitrat logam transisi anhidrat memiliki warna yang mencolok. Cabang kimia ini dikembangkan oleh Cliff Addison dan Norman Logan di Universitas Nottingham di Inggris selama tahun 1960-an dan 1970-an ketika pengering dan kotak kering yang sangat efisien mulai tersedia.

Dengan senyawa organik

[sunting | sunting sumber]

Bahkan dalam pelarut yang sedikit basa, N2O4 bereaksi secara radikal dengan alkena, menghasilkan campuran senyawa nitro dan ester nitrit. Dalam pelarut murni atau yang sama sekali tidak basa, senyawa tersebut mengalami autoionisasi seperti di atas, menghasilkan senyawa nitroso dan ester nitrat.[21]

Pasar Dinitrogen Tetroksida (N2O4)

[sunting | sunting sumber]

Ukuran pasar Dinitrogen Tetroksida (N2O4) global bernilai sekitar USD 1,2 miliar pada tahun 2023 dan diperkirakan akan mencapai sekitar USD 2,3 miliar pada tahun 2032 . Faktor pertumbuhan utama yang mendorong pasar ini adalah meluasnya penerapan N2O4 di bidang kedirgantaraan sebagai propelan roket, di samping meningkatnya penggunaannya dalam sintesis kimia dan pengaturan laboratorium.

Salah satu faktor pertumbuhan yang signifikan bagi pasar Dinitrogen Tetroksida adalah perannya yang krusial dalam industri kedirgantaraan. Sebagai propelan hipergolik, N2O4 digunakan secara luas dalam sistem propulsi roket karena kemampuannya untuk menyala secara spontan dengan bahan bakar berbasis hidrazin. Minat baru dalam eksplorasi ruang angkasa dan meningkatnya jumlah peluncuran satelit diharapkan dapat mendorong permintaan N2O4. Pemerintah dan perusahaan swasta berinvestasi besar dalam teknologi ruang angkasa, yang diproyeksikan akan meningkatkan pasar secara signifikan. Misalnya, program Artemis NASA dan misi Mars SpaceX adalah contoh penting dari inisiatif yang kemungkinan akan berkontribusi pada pertumbuhan pasar.

Dalam industri kimia, Dinitrogen Tetroksida berfungsi sebagai agen pengoksidasi yang kuat dan digunakan dalam berbagai proses sintesis kimia. Kegunaan senyawa ini sebagai perantara dalam produksi asam nitrat dan bahan kimia berbasis nitrogen lainnya telah memperluas cakupan pasarnya. Meningkatnya permintaan akan pupuk dan produk kimia lainnya yang berasal dari asam nitrat merupakan faktor penting lainnya yang mendorong pasar. Selain itu, N2O4 sangat penting dalam pembuatan obat-obatan tertentu dan bahan kimia khusus, yang selanjutnya memperluas spektrum aplikasinya dan mendorong pertumbuhan.

Segmen reagen laboratorium juga menjadi pendorong pertumbuhan pasar Dinitrogen Tetroksida. Dalam lingkungan penelitian akademis dan industri, N2O4 digunakan untuk berbagai prosedur analitis. Keandalan dan efektivitasnya dalam analisis kimia kuantitatif membuatnya sangat diperlukan bagi laboratorium yang berfokus pada penelitian kimia tingkat lanjut. Selain itu, peningkatan pendanaan pemerintah untuk penelitian dan pengembangan ilmiah, seiring dengan meningkatnya tren lembaga akademis yang bekerja sama dengan industri, diproyeksikan akan meningkatkan permintaan Dinitrogen Tetroksida di tahun-tahun mendatang.

Secara regional, Amerika Utara merupakan pasar yang signifikan untuk Dinitrogen Tetroksida, didorong oleh industri kedirgantaraan dan kimia yang kuat. Kehadiran perusahaan kedirgantaraan besar seperti Boeing dan Lockheed Martin, bersama dengan raksasa kimia seperti Dow Chemical, menjadikan wilayah ini sebagai konsumen utama N2O4. Infrastruktur penelitian yang canggih di wilayah ini dan pendanaan pemerintah yang substansial untuk proyek eksplorasi ruang angkasa juga berkontribusi terhadap pertumbuhan pasar. Selain itu, meningkatnya jumlah misi ruang angkasa dan peluncuran satelit di Amerika Utara diantisipasi akan semakin mendorong permintaan Dinitrogen Tetroksida.

Selain berbagai aplikasinya, industri kimia juga telah melihat peningkatan minat pada senyawa seperti 2-Nitropropana . Senyawa ini dikenal karena kegunaannya dalam aplikasi industri, khususnya sebagai pelarut dan perantara dalam sintesis kimia. Perannya dalam produksi pelapis, perekat, dan tinta menyoroti keserbagunaan dan pentingnya senyawa ini dalam proses manufaktur. Karena industri terus berinovasi dan mencari solusi yang efisien, permintaan untuk 2-Nitropropana diperkirakan akan tumbuh, yang berkontribusi pada perluasan pasar kimia yang lebih luas. Sifat unik senyawa ini menjadikannya aset berharga dalam mengembangkan material baru dan meningkatkan produk yang sudah ada.

Analisis Aplikasi

[sunting | sunting sumber]

Segmen aplikasi Dinitrogen Tetroksida mencakup propelan roket, zat antara kimia, reagen laboratorium, dan lain-lain. Aplikasi propelan roket khususnya patut diperhatikan. Sebagai oksidator bipropelan, N2O4 bereaksi secara hipergol dengan hidrazin, menjadikannya bahan pokok dalam sistem propulsi roket. Aplikasi ini sangat diuntungkan oleh lonjakan aktivitas eksplorasi ruang angkasa, penyebaran satelit, dan aplikasi militer, yang membutuhkan bahan bakar roket yang andal dan efisien. Masa depan pariwisata ruang angkasa juga menjanjikan akan menjadi pendorong yang signifikan untuk segmen aplikasi ini.

Dalam hal zat antara kimia, peran Dinitrogen Tetroksida tidak dapat diremehkan. Zat ini berfungsi sebagai bahan penting dalam sintesis asam nitrat dan senyawa berbasis nitrogen lainnya. Meningkatnya permintaan asam nitrat, terutama dalam produksi pupuk dan bahan peledak, menjadikan N2O4 sebagai zat antara kimia yang penting. Perluasan industri kimia, ditambah dengan kemajuan teknologi dalam metode sintesis kimia, diharapkan dapat mempertahankan permintaan Dinitrogen Tetroksida dalam aplikasi ini.

Segmen reagen laboratorium memiliki potensi pertumbuhan yang besar. Di lembaga penelitian dan akademis, N2O4 sering digunakan karena sifat pengoksidasinya dan kemampuannya untuk berpartisipasi dalam berbagai reaksi kimia. Penerapannya dalam kimia analitik, terutama dalam analisis kuantitatif dan spektroskopi, merupakan hal mendasar. Dengan meningkatnya investasi dalam penelitian ilmiah dan meluasnya cakupan studi kimia, permintaan akan reagen laboratorium yang andal seperti Dinitrogen Tetroksida diproyeksikan akan meningkat, menjadikan segmen aplikasi ini menjanjikan.

Aplikasi lain dari Dinitrogen Tetroksida, meskipun dalam skala yang lebih kecil, sama pentingnya. Ini termasuk penggunaannya dalam proses industri khusus dan sintesis kimia khusus. Fleksibilitas N2O4 dalam berpartisipasi dalam berbagai reaksi kimia menjadikannya senyawa yang berharga di berbagai industri kecil. Penemuan aplikasi baru dan perbaikan berkelanjutan dalam teknik rekayasa kimia kemungkinan akan mengungkap penggunaan lebih lanjut untuk Dinitrogen Tetroksida, yang berkontribusi pada pertumbuhan pasar jangka panjangnya.

Analisis Industri Pengguna Akhir

[sunting | sunting sumber]

Pasar Dinitrogen Tetroksida mencakup beberapa industri pengguna akhir, termasuk kedirgantaraan, kimia, lembaga penelitian, dan lain-lain. Dalam industri kedirgantaraan, N2O4 sebagian besar digunakan sebagai propelan roket. Pertumbuhan industri, yang didorong oleh program antariksa pemerintah dan perusahaan swasta, menggarisbawahi peran penting N2O4. Perusahaan seperti SpaceX, Blue Origin, dan badan antariksa nasional merupakan konsumen utama, dan proyek ambisius mereka untuk eksplorasi antariksa dan penyebaran satelit secara signifikan meningkatkan permintaan Dinitrogen Tetroksida.

Industri kimia merupakan pengguna akhir utama Dinitrogen Tetroksida. Sebagai oksidator kuat, N2O4 berperan penting dalam berbagai proses produksi kimia. N2O4 terutama berperan penting dalam produksi asam nitrat, yang merupakan prekursor berbagai senyawa nitrogen. Perluasan sektor kimia, yang didorong oleh meningkatnya permintaan pupuk, farmasi, dan bahan kimia khusus, memastikan permintaan N2O4 yang berkelanjutan. Evolusi industri menuju proses kimia yang lebih efisien dan berkelanjutan juga menjanjikan peningkatan pemanfaatan Dinitrogen Tetroksida.

Lembaga penelitian merupakan segmen pengguna akhir yang signifikan untuk Dinitrogen Tetroksida. Universitas, laboratorium pemerintah, dan fasilitas penelitian swasta mengandalkan N2O4 untuk berbagai keperluan eksperimen dan analitis. Kegunaan senyawa tersebut dalam analisis kimia, termasuk titrasi dan spektroskopi, membuatnya sangat diperlukan dalam lingkungan penelitian akademis dan industri. Peningkatan pendanaan untuk penelitian dan pengembangan, bersama dengan kolaborasi antara akademisi dan industri, diharapkan dapat mendorong permintaan Dinitrogen Tetroksida di segmen ini.

Industri pengguna akhir lainnya, meskipun lebih kecil, juga berkontribusi terhadap pasar. Ini termasuk sektor industri khusus yang memanfaatkan N2O4 dalam aplikasi khusus. Dari sintesis material tingkat lanjut hingga proses kimia yang unik, industri ini memanfaatkan sifat khusus Dinitrogen Tetroksida untuk operasi mereka. Penemuan aplikasi baru yang sedang berlangsung dalam industri yang lebih kecil ini diantisipasi akan semakin mendiversifikasi pasar dan meningkatkan permintaan untuk N2O4.

Prospek Regional

[sunting | sunting sumber]

Amerika Utara memegang posisi penting di pasar Dinitrogen Tetroksida, didorong oleh industri kedirgantaraan yang maju dan investasi signifikan dalam eksplorasi ruang angkasa. Kehadiran perusahaan kedirgantaraan besar seperti Boeing, Lockheed Martin, dan SpaceX, bersama dengan inisiatif pemerintah seperti program Artemis NASA, mendorong permintaan untuk N2O4. Selain itu, ketahanan industri kimia di wilayah ini, yang ditandai oleh perusahaan-perusahaan seperti Dow Chemical dan DuPont, semakin merangsang pertumbuhan pasar. Pasar Amerika Utara diproyeksikan tumbuh pada CAGR sekitar 7,5% selama periode perkiraan, yang mencerminkan potensi pertumbuhannya yang kuat.

Di Eropa, pasar Dinitrogen Tetroksida didukung oleh gabungan kemajuan dirgantara dan aktivitas industri kimia. Negara-negara seperti Prancis, Jerman, dan Inggris berada di garis depan penelitian antariksa dan teknologi satelit, yang mendorong permintaan N2O4 dalam propulsi roket. Sektor manufaktur kimia yang kuat di kawasan tersebut, yang didukung oleh perusahaan-perusahaan seperti BASF dan Bayer, juga berkontribusi terhadap pasar. Pertumbuhan pasar Eropa diperkirakan akan stabil, dengan CAGR sekitar 6,8%, didorong oleh inovasi berkelanjutan dan dukungan pemerintah untuk penelitian dan pengembangan.

Asia Pasifik muncul sebagai pemain penting di pasar Dinitrogen Tetroksida. Industrialisasi yang pesat di kawasan ini, ditambah dengan meningkatnya investasi dalam teknologi antariksa oleh negara-negara seperti Cina, India, dan Jepang, mendorong permintaan untuk N2O4. Program eksplorasi antariksa yang agresif di Cina dan peluncuran satelit yang terus meningkat di India menyoroti potensi kawasan ini. Industri kimia yang berkembang di negara-negara seperti Cina dan India juga mendukung pertumbuhan pasar. Asia Pasifik diperkirakan akan mengalami CAGR tertinggi sekitar 8,2% selama periode perkiraan, yang mencerminkan ekspansi pasar yang cepat.

Prospek Pesaing

[sunting | sunting sumber]

Lanskap persaingan pasar Dinitrogen Tetroksida dicirikan oleh kehadiran beberapa pemain kunci yang mendorong inovasi dan pertumbuhan pasar. Perusahaan yang beroperasi di pasar ini berfokus pada kolaborasi strategis, merger dan akuisisi, serta kemajuan teknologi untuk memperkuat posisi pasar mereka. Pasar ini cukup terfragmentasi, dengan pemain papan atas memegang pangsa pasar yang signifikan, sementara banyak perusahaan kecil berkontribusi pada dinamika pasar secara keseluruhan. Persaingan terutama didorong oleh kebutuhan akan produk N2O4 berkualitas tinggi dan andal, yang melayani berbagai industri pengguna akhir.

Perusahaan-perusahaan besar di pasar Dinitrogen Tetroksida mencakup entitas seperti Northrop Grumman Innovation Systems, Inc. (sebelumnya Orbital ATK), yang merupakan pemasok N2O4 terkemuka untuk aplikasi kedirgantaraan. Keahlian perusahaan dalam sistem propulsi canggih dan keterlibatannya dalam misi luar angkasa yang signifikan menggarisbawahi peran pentingnya di pasar. Pemain kunci lainnya adalah Aerojet Rocketdyne, pemasok terkemuka sistem propulsi dan komponen untuk aplikasi luar angkasa dan pertahanan. Fokus perusahaan pada inovasi dan keandalan menjadikannya kontributor penting bagi pasar N2O4.

Selain itu, perusahaan seperti Sigma-Aldrich (bagian dari Merck Group) dan Fisher Scientific (bagian dari Thermo Fisher Scientific) merupakan pemasok terkemuka Dinitrogen Tetroksida untuk keperluan laboratorium dan penelitian. Perusahaan-perusahaan ini menyediakan N2O4 dengan kemurnian tinggi, yang memenuhi permintaan ketat dari lembaga penelitian akademis dan industri. Jaringan distribusi mereka yang luas dan penekanan pada jaminan kualitas memposisikan mereka sebagai pemain kunci di segmen pasar reagen laboratorium.

Pemain penting lainnya adalah Praxair, Inc. (anak perusahaan Linde plc), yang memasok berbagai gas industri, termasuk Dinitrogen Tetroksida, untuk produksi kimia dan aplikasi industri lainnya. Infrastruktur perusahaan yang kuat dan fokus pada keselamatan dan keberlanjutan menjadikannya kontributor utama bagi pasar. Inisiatif strategis Praxair untuk memperluas portofolio produknya dan meningkatkan kehadiran globalnya semakin memperkuat posisinya di pasar Dinitrogen Tetroksida.

Secara keseluruhan, lanskap persaingan pasar Dinitrogen Tetroksida bersifat dinamis, dengan perusahaan terus berupaya untuk berinovasi dan memperluas jangkauan pasar mereka. Fokus pada kualitas, keamanan, dan keberlanjutan, bersama dengan kemitraan strategis dan kemajuan teknologi, mendefinisikan strategi persaingan para pemain utama di pasar ini.

Perbandingan propelan roket cair di permukaan laut dan dalam ruang hampa

[sunting | sunting sumber]

Data dalam tabel di bawah ini berasal dari buku Huzel & Huang "Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines", 1992, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, (ISBN 1-56347-013- 6); Berisi hasil yang diterbitkan oleh Rocketdyne berdasarkan perhitungan yang dilakukan dengan asumsi pembakaran adiabatik, ekspansi isentropik uniaxial dan penyesuaian berkelanjutan rasio campuran oksidan/bahan bakar sebagai fungsi ketinggian. Perhitungan ini dilakukan untuk tekanan ruang bakar sebesar 1.000 PSI, yaitu 1.000 "pon per inci persegi", yang dalam satuan internasional (SI) setara dengan 6.894.757 Pa. Kecepatan ejeksi pada tekanan yang lebih rendah dapat diperkirakan dengan menerapkan koefisien dari grafik seberang.

Besaran yang ditampilkan dalam tabel ini adalah sebagai berikut:

  • ratio, perbandingan pencampuran (laju aliran massa oksidan terhadap laju aliran massa bahan bakar)
  • v e, kecepatan ejeksi gas buang, dinyatakan dalam meter per detik
  • ρ, kepadatan nyata propelan, dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik
  • T C, suhu keseimbangan di ruang bakar, dinyatakan dalam °C
  • C*, kecepatan karakteristik, dinyatakan dalam meter per detik

Tujuan tabel ini adalah untuk menjelaskan evolusi parameter antara lepas landas dan kedatangan di orbit: di sebelah kiri, nilai di permukaan laut; di sebelah kanan, sama dalam kehampaan. Ini adalah nilai nominal yang dihitung untuk sistem ideal, dibulatkan dalam satuan SI (komposisi dinyatakan dalam persentase massa):

Oksidan Bahan bakar reduktor Hiprg Kriyo Ekspansi optimal pada 6.895 kPa
di permukaan laut 		Ekspansi optimal pada 6.895 kPa
dalam ruang hampa
Bipropelan kriogenik pengoksidasi LOX, LF2 atau FLOX ratio
Ox/Red 		v e
m/s 		ρ
/cm 3 		T C
°C 		C*
m/s 		ratio
Ox/Red 		v e
m/s 		ρ
/cm 3 		T C
°C 		C*
m/s
O2 H2 Tidak Ya 4.13 3.816 0,29 2.740 2.416 4.83 4.462 0,32 2.978 2.386
CH4 Tidak Ya 3.21 3.034 0,82 3.260 1.857 3.45 3.615 0,83 3.290 1.838
C2H6 Tidak Ya 2.89 3.006 0,90 3.320 1.840 3.10 3.584 0,91 3.351 1.825
RP-1 Tidak Ya 2.58 2.941 1.03 3.403 1.799 2.77 3.510 1.03 3.428 1.783
N2H4 Tidak Ya 0,92 3.065 1.07 3.132 1.892 0,98 3.460 1.07 3.146 1.878
B2H6 Tidak Ya 1.96 3.351 0,74 3.489 2.041 2.06 4.016 0,75 3.563 2.039
70% O2+ 30 F2 H2 Tidak Ya 4.80 3.871 0,32 2.954 2.453 5.70 4.520 0,36 3.195 2.417
RP-1 Tidak Ya 3.01 3.103 1.09 3.665 1.908 3.30 3.697 1.10 3.692 1.889
70 F2+ 30% O2 RP-1 Ya Ya 3.84 3.377 1.20 4.361 2.106 3.84 3.955 1.20 4.361 2.104
87,8 F2+ 12,2% O2 MMH Ya Ya 2.82 3.525 1.24 4.454 2.191 2.83 4.148 1.23 4.453 2.186
F2 H2 Ya Ya 7.94 4.036 0,46 3.689 2.556 9.74 4.697 0,52 3.985 2.530
34,8% Li 65,2% H2 Ya Ya 0,96 4.256 0,19 1.830 2.680
39,3% Li + 60,7 H2 Ya Ya 1.08 5.050 0,21 1.974 2.656
CH4 Ya Ya 4.53 3.414 1.03 3.918 2.068 4.74 4.075 1.04 3.933 2.064
C2H6 Ya Ya 3.68 3.335 1.09 3.914 2.019 3.78 3.987 1.10 3.923 2.014
MMH Ya Ya 2.39 3.413 1.24 4.074 2.063 2.47 4.071 1.24 4.091 1.987
N2H4 Ya Ya 2.32 3.580 1.31 4.461 2.219 2.37 4.215 1.31 4.468 2.122
NH3 Ya Ya 3.32 3.531 1.12 4.337 2.194 3.35 4.143 1.12 4.341 2.193
Bipropelan kriogenik dengan pengoksidasi oksigen fluorida Hiprg Kriyo Rasio

Ox/Red

v e

m/s

ρ

/cm 3

T C

°C

C*

m/s

Rasio

Ox/Red

v e

m/s

ρ

/cm 3

T C

°C

C*

m/s

OF2 H2 Ya Ya 5.92 4.014 0,39 3.311 2.542 7.37 4.679 0,44 3.587 2.499
CH4 Ya Ya 4.94 3.485 1.06 4.157 2.160 5.58 4.131 1.09 4.207 2.139
C2H6 Ya Ya 3.87 3.511 1.13 4.539 2.176 3.86 4.137 1.13 4.538 2.176
RP-1 Ya Ya 3.87 3.424 1.28 4.436 2.132 3.85 4.021 1.28 4.432 2.130
N2H4 Ya Ya 1.51 3.381 1.26 3.769 2.087 1.65 4.008 1.27 3.814 2.081
MMH Ya Ya 2.28 3.427 1.24 4.075 2.119 2.58 4.067 1.26 4.133 2.106
50,5% MMH + 29,8% N2H4+ 19,7 H2O Ya Ya 1.75 3.286 1.24 3.726 2.025 1.92 3.908 1.25 3.769 2.018
B2H6 Ya Ya 3,95 3.653 1.01 4.479 2.244 3,98 4.367 1.02 4.486 2.167
Bipropelan tersimpan dengan oksidan nitrogen Hiprg Kriyo Rasio

Ox/Red

v e

m/s

ρ

/cm 3

T C

°C

C*

m/s

Rasio

Ox/Red

v e

m/s

ρ

/cm 3

T C

°C

C*

m/s

IRFNA III a MMH Ya Tidak 2.59 2.690 1.27 2.849 1.665 2.71 3.178 1.28 2.841 1.655
UDMH Ya Tidak 3.13 2.668 1.26 2.874 1.648 3.31 3.157 1.27 2.864 1.634
60% UDMH + 40% DETA Ya Tidak 3.26 2.638 1.30 2.848 1.627 3.41 3.123 1.31 2.839 1.617
IRFNA IV HDA MMH Ya Tidak 2.43 2.742 1.29 2.953 1.696 2.58 3.242 1.31 2.947 1.680
UDMH Ya Tidak 2.95 2.719 1.28 2.983 1.676 3.12 3.220 1.29 2.977 1.662
60% UDMH + 40% DETA Ya Tidak 3.06 2.689 1.32 2.903 1.656 3.25 3.187 1.33 2.951 1.641
N2O4 N2H4 Ya Tidak 1.36 2.862 1.21 2.992 1.781 1.42 3.369 1.22 2.993 1.770
MMH Ya Tidak 2.17 2.827 1.19 3.122 1.745 2.37 3.347 1.20 3.125 1.724
50% UDMH + 50% N2H4 Ya Tidak 1,98 2.831 1.12 3.095 1.747 2.15 3.349 1.20 3.096 1.731
Bipropelan tersimpan dengan oksidan terhalogenasi Hiprg Kriyo Rasio

Ox/Red

v e

m/s

ρ

/cm 3

T C

°C

C*

m/s

Rasio

Ox/Red

v e

m/s

ρ

/cm 3

T C

°C

C*

m/s

ClF3 N2H4 Ya Tidak 2.81 2.885 1.49 3.650 1.824 2.89 3.356 1,50 3.666 1.822
ClF5 N2H4 Ya Tidak 2.66 3.069 1.47 3.894 1.935 2.71 3.580 1.47 3.905 1.934
MMH Ya Tidak 2.82 2.962 1.40 3.577 1.837 2.83 3.488 1.40 3.579 1.837
86% MMH + 14% N2H4 Ya Tidak 2.78 2.971 1.41 3.575 1.844 2.81 3.498 1.41 3.579 1.844

Lihat pula

[sunting | sunting sumber]

Referensi

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ Bent, Henry A. (1963). "Dimers of Nitrogen Dioxide. II. Structure and Bonding". Inorganic Chemistry. 2 (4): 747–752. doi:10.1021/ic50008a020. 
  2. ^ Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). General chemistry: principles and modern applicationsPerlu mendaftar (gratis) (edisi ke-8th). Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall. hlm. 420. ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331. OCLC 46872308. 
  3. ^ Rayner-canham, Geoff (2013). Descriptive inorganic chemistry (edisi ke-6th). hlm. 400. ISBN 978-1-319-15411-0. OCLC 1026755795. 
  4. ^ Ahlrichs, Reinhart; Keil, Frerich (1974-12-01). "Structure and bonding in dinitrogen tetroxide (N2O4)". Journal of the American Chemical Society. 96 (25): 7615–7620. doi:10.1021/ja00832a002. ISSN 0002-7863. 
  5. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001) Inorganic Chemistry. Academic Press: San Diego. ISBN 978-0-12-352651-9.
  6. ^ Hebry, TH; Inskeep, GC (1954). Modern Chemical Processes: A Series of Articles Describing Chemical Manufacturing Plants (dalam bahasa Inggris). New York: Reinhold. hlm. 219. 
  7. ^ Rennie, Richard (2016). A Dictionary of Chemistry (dalam bahasa Inggris). Oxford University Press. hlm. 178. ISBN 978-0-19-872282-3. 
  8. ^ Gonzales Obando, Diana (2021-07-22). "Pedro Paulet: el genio peruano que se adelantó a su época y fundó la era espacial". El Comercio (dalam bahasa Spanyol). Diakses tanggal 2022-03-13. 
  9. ^ "Un peruano Pedro Paulet reclama la propiedad de su invento". El Comercio (dalam bahasa Spanyol). 25 August 1927. Diakses tanggal 2022-03-13. 
  10. ^ Mejía, Álvaro (2017). Pedro Paulet, sabio multidisciplinario (dalam bahasa Spanyol). Universidad Católica San Pablo. hlm. 95–122. 
  11. ^ "El peruano que se convirtió en el padre de la astronáutica inspirado por Julio Verne y que aparece en los nuevos billetes de 100 soles". BBC News (dalam bahasa Spanyol). Diakses tanggal 2022-03-11. 
  12. ^ Schmidt, Eckart W. (2022). "N2O4/N2O3 Mixtures". Dinitrogen Tetroxide. Encyclopedia of Oxidizers. 1. De Gruyter. hlm. 437–453. doi:10.1515/9783110750294-005. ISBN 978-3-11-075029-4. 
  13. ^ "Rocket Propellant Index". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-05-11. Diakses tanggal 2005-03-01. 
  14. ^ "Brand Takes Blame For Apollo Gas Leak", Florence, AL - Times Daily newspaper, August 10, 1975
  15. ^ Sotos, John G., MD. "Astronaut and Cosmonaut Medical Histories", May 12, 2008, accessed April 1, 2011.
  16. ^ Stochl, Robert J. (1979). Potential performance improvement by using a reacting gas (nitrogen tetroxide) as the working fluid in a closed Brayton cycle (PDF) (Laporan teknis). NASA. TM-79322. 
  17. ^ Ragheb, R. "Nuclear Reactors Concepts and Thermodynamic Cycles" (PDF). Diakses tanggal 1 May 2013. 
  18. ^ Binotti, Marco; Invernizzi, Costante M.; Iora, Paolo; Manzolini, Giampaolo (March 2019). "Dinitrogen tetroxide and carbon dioxide mixtures as working fluids in solar tower plants". Solar Energy (dalam bahasa Inggris). 181: 203–213. doi:10.1016/j.solener.2019.01.079. 
  19. ^ Paliukhovich, V.M. (7 May 2023). "Safe Decommissioning of Mobile Nuclear Power Plant" (PDF). International Atomic Energy Agency. Minsk, Belarus: Department for Supervision of Industrial and Nuclear Safety. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 7 May 2023. Diakses tanggal 7 May 2023. 
  20. ^ Addison, C. Clifford (February 1980). "Dinitrogen tetroxide, nitric acid, and their mixtures as media for inorganic reactions". Chemical Reviews. 80 (1): 21–39. doi:10.1021/cr60323a002. 
  21. ^ Williams, D. L. H. (1988). NitrosationPerlu mendaftar (gratis). Cambridge, UK: Cambridge University. hlm. 49–50. ISBN 0-521-26796-X. 
Ikon rintisan

Artikel bertopik senjata ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dinitrogen_tetroksida&oldid=26998126"