Klorin pentafluorida

Klorin pentafluorida adalah senyawa interhalogen dengan rumus ClF5. Gas tak berwarna ini merupakan oksidator kuat yang pernah menjadi calon oksidator roket. Molekul ini mengadopsi struktur piramida persegi dengan simetri C4v, sebagaimana dikonfirmasi oleh spektrum NMR 19F beresolusi tinggi. Senyawa ini pertama kali disintesis pada tahun 1963.

 Persiapan 
Beberapa penelitian paling awal tentang persiapan ini diklasifikasikan.Pertama kali disiapkan dengan fluorinasi klorin trifluorida pada suhu tinggi dan tekanan tinggi:

ClF3  +  F2   →   ClF5
ClF  +  2F2   →   ClF5
Cl2  +  5F2   →   2ClF5
CsClF4  +  F2   →   CsF  +  ClF5
NiF 2 mengkatalisis reaksi ini.

Fluorida logam tertentu, MClF4 (yaitu KClF4, RbClF4, CsClF4), bereaksi dengan F2 untuk menghasilkan  ClF5 dan fluorida logam alkali yang sesuai.

 Reaksi 
Dalam reaksi yang sangat eksotermik,  ClF5 bereaksi dengan air menghasilkan kloril fluorida dan hidrogen fluorida :

 + 2  →  + 4 

Ia juga merupakan agen fluorinasi yang kuat. Pada suhu kamar, ia bereaksi dengan mudah dengan semua elemen (termasuk elemen "inert" seperti platinum dan emas) kecuali gas mulia, nitrogen, oksigen, dan fluor.

 Penggunaan 
 Bahan bakar roket 
Klorin pentafluorida pernah dipertimbangkan untuk digunakan sebagai oksidator roket. Sebagai propelan, ia memiliki impuls spesifik maksimum yang lebih tinggi daripada ClF3, tetapi dengan kesulitan yang sama dalam penanganannya. Karena sifat klorin pentafluorida yang berbahaya, ia belum digunakan dalam sistem propulsi roket skala besar.

 Perbandingan propelan roket cair di permukaan laut dan dalam ruang hampa 
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  kPadi permukaan laut Ekspansi optimal pada 6.895  kPadalam ruang hampa Bipropelan kriogenik pengoksidasi LOX, LF2 atau FLOX ratioOx/Red v em/s ρ/cm 3 T C°C C*m/s ratioOx/Red v em/s ρ/cm 3 T C°C C*m/sTidakYa4.133.8160,292.7402.4164.834.4620,322.9782.386TidakYa3.213.0340,823.2601.8573.453.6150,833.2901.838TidakYa2.893.0060,903.3201.8403.103.5840,913.3511.825RP-1TidakYa2.582.9411.033.4031.7992.773.5101.033.4281.783TidakYa0,923.0651.073.1321.8920,983.4601.073.1461.878TidakYa1.963.3510,743.4892.0412.064.0160,753.5632.03970% + 30 TidakYa4.803.8710,322.9542.4535.704.5200,363.1952.417RP-1TidakYa3.013.1031.093.6651.9083.303.6971.103.6921.88970 + 30% RP-1YaYa3.843.3771.204.3612.1063.843.9551.204.3612.10487,8 + 12,2% MMHYaYa2.823.5251.244.4542.1912.834.1481.234.4532.186YaYa7.944.0360,463.6892.5569.744.6970,523.9852.53034,8% Li 65,2% YaYa0,964.2560,191.8302.68039,3% Li + 60,7 YaYa1.085.0500,211.9742.656YaYa4.533.4141.033.9182.0684.744.0751.043.9332.064YaYa3.683.3351.093.9142.0193.783.9871.103.9232.014MMHYaYa2.393.4131.244.0742.0632.474.0711.244.0911.987YaYa2.323.5801.314.4612.2192.374.2151.314.4682.122YaYa3.323.5311.124.3372.1943.354.1431.124.3412.193Bipropelan kriogenik dengan pengoksidasi oksigen fluoridaHiprgKriyoRasio
Ox/Redv e
m/sρ
/cm 3T C
°CC*
m/sRasio
Ox/Redv e
m/sρ
/cm 3T C
°CC*
m/sYaYa5.924.0140,393.3112.5427.374.6790,443.5872.499YaYa4.943.4851.064.1572.1605.584.1311.094.2072.139YaYa3.873.5111.134.5392.1763.864.1371.134.5382.176RP-1YaYa3.873.4241.284.4362.1323.854.0211.284.4322.130YaYa1.513.3811.263.7692.0871.654.0081.273.8142.081MMHYaYa2.283.4271.244.0752.1192.584.0671.264.1332.10650,5% MMH + 29,8% + 19,7 YaYa1.753.2861.243.7262.0251.923.9081.253.7692.018YaYa3,953.6531.014.4792.2443,984.3671.024.4862.167Bipropelan tersimpan dengan oksidan nitrogenHiprgKriyoRasio
Ox/Redv e
m/sρ
/cm 3T C
°CC*
m/sRasio
Ox/Redv e
m/sρ
/cm 3T C
°CC*
m/sIRFNA III aMMHYaTidak2.592.6901.272.8491.6652.713.1781.282.8411.655UDMHYaTidak3.132.6681.262.8741.6483.313.1571.272.8641.63460% UDMH + 40% DETAYaTidak3.262.6381.302.8481.6273.413.1231.312.8391.617IRFNA IV HDA MMHYaTidak2.432.7421.292.9531.6962.583.2421.312.9471.680UDMHYaTidak2.952.7191.282.9831.6763.123.2201.292.9771.66260% UDMH + 40% DETAYaTidak3.062.6891.322.9031.6563.253.1871.332.9511.641YaTidak1.362.8621.212.9921.7811.423.3691.222.9931.770MMHYaTidak2.172.8271.193.1221.7452.373.3471.203.1251.72450% UDMH + 50% YaTidak1,982.8311.123.0951.7472.153.3491.203.0961.731Bipropelan tersimpan dengan oksidan terhalogenasiHiprgKriyoRasio
Ox/Redv e
m/sρ
/cm 3T C
°CC*
m/sRasio
Ox/Redv e
m/sρ
/cm 3T C
°CC*
m/sYaTidak2.812.8851.493.6501.8242.893.3561,503.6661.822YaTidak2.663.0691.473.8941.9352.713.5801.473.9051.934MMHYaTidak2.822.9621.403.5771.8372.833.4881.403.5791.83786% MMH + 14% YaTidak2.782.9711.413.5751.8442.813.4981.413.5791.844

 Referensi 

Kategori:Zat yang ditemukan pada tahun 1960-an
Kategori:Senyawa klorin anorganik
Kategori:Senyawa antarhalogen
Kategori:Oksidator roket
Kategori:Agen fluorinasi
Kategori:Oksidator
Kategori:Senyawa klorin(V)