Publikace: Crystal structure and thermal behaviors of the tetrapotassium salt of octahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonic acid (TACOS-K)
Článekopen accesspeer-reviewedpostprint| dc.contributor.author | Zeman, Svatopluk | cze |
| dc.contributor.author | Růžička, Aleš | cze |
| dc.contributor.author | Moncol, Ján | cze |
| dc.contributor.author | Yan, Qi Long | cze |
| dc.contributor.author | Šelešovský, Jakub | cze |
| dc.contributor.author | Dudek, Kamil | cze |
| dc.date.accessioned | 2017-05-11T11:05:09Z | |
| dc.date.available | 2017-05-11T11:05:09Z | |
| dc.date.issued | 2016 | eng |
| dc.description.abstract | 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. | eng |
| dc.description.abstract-translated | 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. | cze |
| dc.format | p. 391-397 | eng |
| dc.identifier.doi | 10.1007/s10973-016-5528-1 | |
| dc.identifier.issn | 1388-6150 | eng |
| dc.identifier.obd | 39876926 | eng |
| dc.identifier.scopus | 2-s2.0-84969749415 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10195/67523 | |
| dc.identifier.wos | 000385246400004 | |
| dc.language.iso | eng | eng |
| dc.peerreviewed | yes | eng |
| dc.publicationstatus | postprint | eng |
| dc.relation.ispartof | Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, volume 126, issue: 2 | eng |
| dc.rights | open access | eng |
| dc.subject | DSC | eng |
| dc.subject | TGA | eng |
| dc.subject | Decomposition Kinetics | eng |
| dc.subject | Energetic Material | eng |
| dc.subject | Crystal Structure | eng |
| dc.subject | Octahydroimidazo[4,5-d]imidazole | eng |
| dc.subject | Potassium Salt | eng |
| dc.subject | Thermal Behavior | eng |
| dc.subject | DSC | cze |
| dc.subject | TGA | cze |
| dc.subject | kinetika rozkladu | cze |
| dc.subject | energetické materiály | cze |
| dc.subject | krystalová struktura | cze |
| dc.subject | Oktahydroimidazo[4,5-d]imidazol | cze |
| dc.subject | draselná sůl | cze |
| dc.subject | tepelné chování | cze |
| dc.title | Crystal structure and thermal behaviors of the tetrapotassium salt of octahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonic acid (TACOS-K) | eng |
| dc.title.alternative | Krystalická struktura a tepelné chování tetradraselné soli kyseliny oktahydroimidazo-[4,5-d]imidazol-1,3,4,6-tetrasulfonové (TACOS-K) | cze |
| dc.type | Article | eng |
| dspace.entity.type | Publication |
Soubory
Původní svazek
1 - 1 z 1
Načítá se...
- Název:
- TACOS submis rev.doc
- Velikost:
- 143.5 KB
- Formát:
- Microsoft Word