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Ionic Bonding and Electron Transfer02:48

Ionic Bonding and Electron Transfer

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Ions are atoms or molecules bearing an electrical charge. A cation (a positive ion) forms when a neutral atom loses one or more electrons from its valence shell, and an anion (a negative ion) forms when a neutral atom gains one or more electrons in its valence shell. Compounds composed of ions are called ionic compounds (or salts), and their constituent ions are held together by ionic bonds: electrostatic forces of attraction between oppositely charged cations and anions. 
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The Born-Haber Cycle

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Lattice Energy 
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Gravimetry: Inorganic And Organic Precipitating Agents00:49

Gravimetry: Inorganic And Organic Precipitating Agents

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In gravimetry, the precipitant is chosen carefully to obtain a pure solid that can be easily filtered. Common inorganic precipitants can be used to determine several cations and anions. In some cases, the formation of the same precipitate can be used to determine the cation and the anion. For example, the reaction of barium and chromate ions to give barium chromate is used to determine both barium and chromate. However, precipitates such as hydroxides, oxalates, and metal ammonium phosphates...
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Preparation of Epoxides03:00

Preparation of Epoxides

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Overview
Epoxides result from alkene oxidation, which can be achieved by a) air, b) peroxy acids, c) hypochlorous acids, and d) halohydrin cyclization.
Epoxidation with Peroxy Acids
Epoxidation of alkenes via oxidation with peroxy acids involves the conversion of a carbon–carbon double bond to an epoxide using the oxidizing agent meta-chloroperoxybenzoic acid, commonly known as MCPBA. Since the O–O bond of peroxy acids is very weak, the addition of electrophilic oxygen of...
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Enolate Mechanism Conventions01:15

Enolate Mechanism Conventions

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When a carbonyl compound is treated with a strong base, the α position gets deprotonated to give a resonance-stabilized intermediate called an enolate. Enolates are ambident nucleophiles because they possess two nucleophilic sites that can attack an electrophile owing to the delocalization of the negative charge between the α carbon and oxygen atoms. When the oxygen atom attacks an electrophile, it is called O-attack, whereas electrophilic attack via the α carbon is known as...
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Washing, Drying, and Ignition of Precipitates00:52

Washing, Drying, and Ignition of Precipitates

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After filtration, the precipitate is washed to remove coprecipitated impurities and any remaining mother liquor. Colloidal precipitates, such as silver chloride, are washed with an electrolyte (such as dilute nitric acid) to prevent the peptization of the precipitate. In the case of slightly soluble precipitates, the wash solution contains a common ion to reduce solubility. Lead sulfate, which is slightly soluble in water, is washed with dilute sulfuric acid. Similarly, wash solutions may be...
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Oxidantes energéticos libres de perclorato habilitados por la cocristalización iónica

Andrew J Bennett1, Leila M Foroughi1, Adam J Matzger1,2

  • 1Department of Chemistry, University of Michigan, 930 North University Avenue, Ann Arbor, Michigan 48109, United States.

Journal of the American Chemical Society
|January 5, 2024
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores desarrollaron nuevos cocristales energéticos utilizando la cocristalización iónica para mejorar el nitrato de amonio (AN) y la dinitramida de amonio (ADN) para motores de cohetes sólidos sostenibles. Estos nuevos materiales ofrecen una mayor estabilidad y embalaje, abordando las limitaciones clave de los oxidantes tradicionales.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Ingeniería Química
  • Materiales energéticos

Sus antecedentes:

  • El perclorato de amonio (AP) es el oxidante estándar en los motores de cohetes sólidos, pero enfrenta preocupaciones ambientales.
  • El nitrato de amonio (AN) y la dinitramida de amonio (ADN) son posibles sustitutos verdes, pero tienen poca estabilidad y morfología cristalina.
  • Estos problemas impiden el embalaje denso y limitan el uso generalizado de AN y ADN en propulsores de cohetes.

Objetivo del estudio:

  • Para abordar los desafíos de manejo y procesamiento de AN y ADN para motores de cohetes sólidos sostenibles.
  • Sintetizar y caracterizar nuevos cocristales energéticos de AN y ADN con un coformador energético.
  • Investigar el potencial de la cocristalización iónica para mejorar las propiedades de las sales oxidantes.

Principales métodos:

  • Se empleó la cocristalización iónica para crear cocristales de AN y ADN con 5,5'-dinitro-2H,2H'-3,3′′-bi-1,2,4-triazol (DNBT).
  • Se utilizó calorimetría de barrido diferencial (DSC) para analizar las propiedades térmicas y la estabilidad de los cocristales sintetizados.
  • Se calculó el balance de oxígeno de los cocristales resultantes y se comparó con los materiales energéticos existentes.

Principales resultados:

  • El cocristal 2AN:DNBT se sintetizó con éxito, demostrando la estabilización del AN y mitigando su problemática transición de fase al estado sólido.
  • Se produjo el cocristal 2ADN: DNBT, que exhibe el mayor equilibrio de oxígeno entre todos los cocristales orgánicos conocidos.
  • Estos cocristales representan la primera instancia de sales oxidantes que se cocristalizan con un coformador energético mientras se mantiene un equilibrio de oxígeno positivo.

Conclusiones:

  • La cocristalización iónica es una estrategia eficaz para mejorar la estabilidad y procesamiento del nitrato de amonio y la dinitramida de amonio.
  • Los cocristales desarrollados ofrecen características de rendimiento mejoradas, incluida una mejor estabilidad térmica y un alto equilibrio de oxígeno.
  • Esta investigación allana el camino para el desarrollo de propulsores de cohetes sólidos más sostenibles y eficientes.