Химическая физика, 2024, № 7

Российская академия наук
Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН 
ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
№ 7    2024     Июль
Выходит 12 раз в год
ISSN 0207-401X
Журнал издается под руководством
Отделения химии и наук о материалах РАН
И.о. главного редактора 
М.Г. Голубков 
Федеральный исследовательский центр 
химической  
физики им. Н.Н. Семёнова РАН 
Ответственный секретарь  
М.В. Гришин 
Федеральный исследовательский центр 
химической  
физики им. Н.Н. Семёнова РАН
Р.Б. Моргунов (Федеральный исследовательский центр 
проблем химической физики и медицинской химии РАН)
В.А. Надточенко (Федеральный исследовательский центр 
химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН) 
А.И. Никитин (Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН)
А.Ю. Семенов (МГУ, Институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского)
А.А. Скатова (Институт металлоорганической химии 
им. Г.А. Разуваева РАН)
В.Л. Столярова (Санкт-Петербургский государственный 
университет)
Л.И. Трахтенберг (Федеральный исследовательский центр 
химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН)
С.М. Фролов (Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН)
V. 
Aquilanti 
(Перуджийский 
университет, 
Италия), 
L.V. Eppel 
baum (Тель-Авивский университет, Израиль), 
S. Iij
 ima (Мейджо университет, Нагоя, Япония), E. Nikitin 
(Технион, Хайфа, Израиль), B. Norden (Гетеборгский университет, Швеция), E. Shustorovich (США), V. Sundström 
(Лундский университет, Швеция), J. Troe (Геттингенский 
университет, Германия), R.N. Zare (Стенфордский университет, США)
Редакционная коллегия:
В.В. Азатян (Научно-исследовательский институт системных исследований РАН)
С.М. Алдошин (Федеральный исследовательский центр 
проблем химической физики и медицинской химии РАН
М.И. Алымов (Институт структурной макрокинетики и 
проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН)
В.Л. Бердинский (Оренбургский государственный университет)
А.А. Берлин (Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН)
А.Л. Бучаченко (Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, г.  Москва)
Г.В. Голубков (Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН)
Ю.Ф. Крупянский (Федеральный исследовательский центр 
химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН)
И.Н. Курочкин (Институт биохимической физики имени 
Н.М. Эмануэля РАН)
М.Я. Мельников (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет)
В.И. Минкин (Южный федеральный университет, Ростовна-Дону)
Ю.Н. Молин (Институт химической кинетики и горения 
им. В.В. Воеводского СО РАН)
Подписка на журнал принимается без ограничения всеми отделениями «Роспечати» (№  39432 в каталоге)
Заведующая редакцией И.Н. Михайлова
Адрес редакции: 119991, Москва, ул. Косыгина, 4
Телефон: +7 495 939 7495
e-mail: jcp@chph.ras.ru
http://j.chph.ru/
© Российская академия наук, 2024 
©  
Редколлегия журнала “Химическая физика” 
(составитель), 2024 

СОДЕРЖАНИЕ
Том 43, номер 7, 2024
Кинетика и механизм химических реакций, катализ
Назин Г.М., Казаков А.И., Набатова А.В., Волкова Н.Н., Шилов Г.В.
Кинетика разложения 1,1-диамино-2,2-динитроэтилена (FOX-7). 6. Период индукции  
на ранних стадиях реакции в твердом состоянии 
3
Салганский Е.А., Салганская М.В., Глушков Д.О.
Кинетика термического разложения полиметилметакрилата в окислительной среде 
10
Горение, взрыв и ударные волны
Борисенок В.А.
Электрическая модель кинетики детонации взрывчатых веществ 
17
Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю., Козлов П.В., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е. 
 Методы измерения концентрации электронов в ударных волнах  
31
Кусов А.Л., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Козлов П.В., Забелинский И.Е., Левашов В.Ю.
Расчет радиационных характеристик ударно-нагретого воздуха методом  
прямого статистического моделирования Монте-Карло 
47
Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г., Абзалов Н.И.
Кондуктивный и конвективный режимы горения гранулированных смесей Ti–C–NiCr  
56
Тереза А.М., Агафонов Г.Л., Андержанов Э.К., Бетев А.С., Медведев С.П.,  
Михалкин В.Н., Хомик С.В., Черепанова Т.Т.
Роль эффективности соударений с третьим телом в самовоспламенении  
водородно-воздушных смесей 
73
Трошин К.Я.,  Рубцов Н.М., Черныш В.И. Цветков Г.И., Шамшин И.О.,   
Измайлова Ю.А., Калинин А.П., Леонтьев А.А., Родионов А.И.
Каталитическое воспламенение смесей дейтерий–воздух над поверхностью  
металлического родия при давлениях 1–2 атм 
83
Цветкова Ю.Ю., Кислов В.М., Пилипенко Е.Н., Салганская М.В., Цветков М.В.
Нейтрализация серосодержащих газов при фильтрационном горении углей 
91
Химическая физика биологических процессов
Крупянский Ю.Ф., Коваленко В.В., Лойко Н.Г., Терешкин Э.В., Терешкина К.Б., Попов А.Н.
Структура ДНК в анабиотических и мумифицированных клетках Escherichia coli  
102

Химическая физика полимерных материалов
Горшенёв В.Н., Маклакова И.А., Яковлева М.А.
Пористые полимерные композиции на основе смешанных коллоидных суспензий в условиях 
ультразвукового диспергирования и СВЧ-нагрева 
111

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА, 2024, том 43, № 7, с. 3—9
КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, КАТАЛИЗ
УДК 544.431.7+547.332
КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ 1,1-ДИАМИНО-2,2-ДИНИТРОЭТИЛЕНА (FOX-7). 
6. ПЕРИОД ИНДУКЦИИ НА РАННИХ СТАДИЯХ РЕАКЦИИ В ТВЕРДОМ 
СОСТОЯНИИ
© 2024 г. Г. М. Назин, А. И. Казаков*, А. В. Набатова, Н. Н. Волкова, Г. В. Шилов
ФИЦ ПХФ и МХ Российской академии наук, Черноголовка, Россия
*E-mail: akazakov@icp.ac.ru
Поступила в редакцию 09.07.2023; 
после доработки 27.11.2023; 
принята в печать 20.12.2023
Гравиметрическим методом изучена кинетика термического разложения соединения FOX-7 при 
температуре 155 °C в полуоткрытой системе в атмосфере воздуха и степени заполнения сосуда 
веществом в интервале 0.03–0.72 г/см3. Обнаружено, что при максимальном отношении m/V на 
ранних стадиях реакции наблюдается период индукции, во время которого скорость потери массы 
образца в десятки раз меньше скорости разложения FOX-7 в твердой фазе. С уменьшением m/V 
период индукции сокращается и при m/V = 0.04 г/см3 исчезает совсем. Установлено, что появление 
периода индукции связано с тем, что нитроновая кислота, которая является единственным продуктом первой стадии разложения FOX-7, хорошо адсорбируется на поверхности кристаллов FOX7, при этом практически полностью теряя свою реакционную способность. Найдено, что до окончания процесса адсорбции распад FOX-7 идет без образования газообразных продуктов, и скорость 
реакции не фиксируется гравиметрическим методом, пригодным для изучения кинетики реакции 
на ранних стадиях разложения FOX-7.
Ключевые слова: 1,1-диамино-2,2-динитроэтилен, разложение при низких температурах, период 
индукции.
DOI: 10.31857/S0207401X24070015
1. ВВЕДЕНИЕ
Предыдущие работы авторов по кинетике термического разложения соединения FOX-7 показали уникальность механизма его деструкции, 
которая заключается в том, что процесс может 
одновременно происходить в твердой и газовой 
фазах. Интерес представляет и определение вкладов этих реакций в суммарную скорость разложения. На рис. 1 показана схема начальных стадий 
процесса разложения соединения FOX-7, предложенная в работе [1] на основе квантово-химических расчетов и экспериментальных данных. 
Первая стадия процесса разложения в этой 
схеме – мономолекулярная изомеризация соединения FOX-7 в нитроновую кислоту (1). В газовой 
фазе гомогенный распад продукта 1 невозможен, 
поскольку поворот ОН-группы вокруг двойной 
связи C=N требует большой энергии активации 
[2]. Однако эта реакция легко идет по ионному 
механизму через ионизацию или автопротолиз 
кислоты, и поэтому высокая скорость разложения 
вещества 1 может наблюдаться в конденсированной фазе или в пара́х за счет гетерогенной реакции 
на поверхности сосуда [1, 3]. 
Продукт 1 – это структурный изомер FOX-7, 
и его физические свойства должны быть подобны 
свойствам FOX-7. Можно ожидать, что вещество 1 будет представлять собой высокоплавкое 
соединение с примерно такой же упругостью 
паров и такой же способностью к образованию 
водородных связей, как у FOX-7. Сходство структур может быть причиной того, что пары́ вещества 1, образующиеся при разложении FOX-7, 
будут хорошо адсорбироваться на поверхности 
кристаллов FOX-7. Из-за образования водородных связей эта адсорбция будет носить характер 
однослойной хемосорбции. Диффузия молекул 
вещества 1 в таком слое затруднена, и бимолекулярные реакции между ними (автопротолиз и 
последующее разложение) будут сильно замедлены. Кроме того, в результате адсорбции значительно уменьшится давление паров 1 в сосуде, 
3

НАЗИН и др.
O
O
OH
HO
NO2
H2N
N
N
1
HN
HN
2
3
C
C
C
C
C
C
H2N
NO2
H2N
NO2
H2N
NO2
1
HN
3
C
C
N
O + HNO3
2
H2N
 HNO3
NO2 + H2O + O2
4
Рис. 1. Схема начальных стадий разложения соединения FOX-7.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
и при больших отношениях массы навески m 
к объему сосуда V, m/V, реакция разложения соединения 1 в газовой фазе практически прекратится. Таким образом, адсорбция приведет 
к тому, что единственным продуктом разложения 
FOX-7 будет вещество 1, находящееся в адсорбированном состоянии. 
Использованный в работе образец FOX-7 имел 
размер кристаллов около 10−5 см и насыпную 
плотность не более 1 г/см3 
 
. После очистки этого 
образца методом возгонки оба этих показателя не 
изменялись.
Измерение скорости разложения на глубине 
реакции 0.01% возможно только при достаточно 
низких температурах, когда время достижения 
0.01%-ного распада будет по крайней мере на порядок больше времени прогрева образца. Исходя 
из этого требования, опыты проведены при температурах не выше 170 qC. В работе [4] для константы скорости разложения FOX-7 в твердой 
фазе получено выражение
 
kтв[c−1] = 1011.3exp(−160 · 103/RT)  
 
при R = 8.314 Дж/моль · K, 
(1)
Из-за отсутствия газообразных продуктов, которые могли бы получаться при разложении 1, все 
методы, основанные на измерении давления, не 
будут регистрировать реакцию разложения FOX7. В результате на кинетической кривой разложения FOX-7, записанной этими методами, появится период индукции, связанный с ингибированием реакции разложения, но не самого соединения FOX-7, а его первичного продукта 1. Длительность периода индукции зависит от 
адсорбционной емкости кристаллов FOX-7. Ввиду 
того, что эта емкость, даже с учетом внутренней 
поверхности кристалла, невелика, период индукции может наблюдаться только на самых ранних 
стадиях разложения. 
Цель данной работы заключалась в том, чтобы 
экспериментально измерить скорость разложения FOX-7, начиная с глубины превращения, 
равной 0.01%, что позволило бы проверить прогноз о существовании периода индукции на ранних стадиях реакции, сделанный на основании 
известного механизма разложения FOX-7 и предположения об адсорбции промежуточного продукта 1.
из которого следует, что время разложения 
образца на глубину 0.01% при 170 qC равно 
80 мин – много больше времени прогрева (5 мин). 
Реакцию проводили в полуоткрытой системе 
в атмосфере воздуха в ампуле объемом 0.8–0.9 см3 
с пробкой, имеющей отверстие ~1 мм2 для свободного выхода газообразных продуктов. Скорость реакции измеряли гравиметрическим методом. Этот метод имеет достаточно высокую 
чувствительность и в режиме периодического 
взвешивания позволяет проводить опыты большой длительности. Взвешивание проводили на 
аналитических весах ВЛР-20, имеющих чувствиХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ТОМ 43 № 7 2024

КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ 1,1-ДИАМИНО-2,2-ДИНИТРОЭТИЛЕНА (FOX-7). 6. ПЕРИОД ИНДУКЦИИ... 
5
η, %
, %
4
4
3.0
2.5
2
3
3
2.0
 
2
1.5
1
1.0
1
0.5
5
0
50
100
150
200
250
300
0
5
10
15
20
25
30
35
40
 
t, сут
 
t, сут
Рис. 2. Кинетические кривые разложения FOX-7 при 
температуре 155 qС. Цифры у кривых соответствуют 
номерам опытов из табл. 1.
Рис. 3. Кинетическая кривая разложения FOX-7 при 
температуре 170 qС, построенная по результатам 
опыта № 6 и данным табл. 1; данные опыта № 7 – , 
данные опыта № 8 – . 
и 2) наблюдается хорошо выраженный период 
индукции – длительный участок с низкой скоростью, после которого за сравнительно небольшое 
время скорость реакции многократно возрастает. 
Длительность периода индукции (τинд) в опыте 
с максимальным отношением m/V составляет 
110 сут. За это время масса образца уменьшается 
на 0.1%. При уменьшении m/V период индукции 
τинд сокращается, и при m/V < 0.04 г/см3 он вырождается в участок с плавным увеличением скорости реакции. 
Необходимо отметить, что во всех опытах линейным участкам кинетических кривых предшествует “начальный скачок” уменьшения массы, 'mо. 
Величина 'mо достигает 0.2–0.3%, длительность – 
3–5 сут. Во избежание пересечения кинетических 
кривых этот “скачок” на рис. 2 не показан.
При нагревании до 170 qC (рис. 3) первичный 
участок, характеризующийся быстрой потерей 
массы образца, выражен значительно сильнее, 
чем при 155 qC. Величина 'mо достигает 1%. После 
завершения этого примесного процесса реакция 
идет с постоянной скоростью, не зависящей от 
отношения m/V .
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
тельность 0.05 мг. В качестве термостата использовали сушительный электрошкаф СНОЛ-И4М, 
в котором температура поддерживается с точностью ±0.2 град. 
Для исключения вклада испарения и распада 
паров FOX-7 в общую скорость разложения необходимо использовать большие отношения m/Vо, 
где Vо − объем сосуда, не занятый образцом. 
Именно из этого объема происходит испарение 
FOX-7 и продуктов его разложения, в нем же идет 
разложение паров этих веществ. Основной опыт 
проведен при температуре 155 qC и m/V = 
= 0.72 г/см3. Также были проведены опыты при 
более низких отношениях m/V и более высокой 
температуре 170 qC.
Условия проведения опытов и результаты изменений приведены в табл. 1. Кинетические кривые разложения при 155 qC в координатах “η, степень превращения (%) – t, время (cут)” приведены 
на рис. 2. В таблице m – масса образца; V – объем 
ампулы; Vобр – объем образца при насыпной плотности в 1 г/см3; Vо = V − Vобр – объем ампулы, не 
занятый образцом; kтв и kг – константы скорости 
разложения FOX-7 в твердой и газовой фазах; 
Рупр – давление насыщенного пара FOX-7; mг – 
число молей FOX-7 в объеме Vо; mтв – число молей 
FOX-7 в твердой фазе; Wг = kгmг – скорость разложения в парах; Wтв = kтвmтв – скорость разложения в твердой фазе; τ0.1 – время разложения 
образца на глубину 0.1%.
Из рис. 2 и данных табл. 1 видно, что при значениях m/V, равных 0.72 и 0.17 г/см3 (кривые 1 
Главный экспериментальный результат исследования заключается в том, что реакция разложения FOX-7 в твердой фазе на ранних стадиях 
имеет, как и предсказано на основании ее механизма, период индукции. Наибольшая длительХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ТОМ 43 № 7 2024

НАЗИН и др.
Таблица 1. Экспериментальные результаты и расчетные параметры реакции разложения FOX-7 в различных 
условиях, соответствующие опытам № 1–8
Параметры
Значения параметров
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
№ 5*
№ 6
№ 7
№ 8
Т, °С
155
170
m, г
0.61
0.138
0.0317
0.122
0.20
0.61
0.155
0.2175
V 
, см3
0.85
0.8
0.9
10.5
0.9
0.85
0.8
0.4
Vобр , см3
0.61
0.138
0.0317
0.122
0.20
0.61
0.155
0.2175
Vo, см3
0.24
0.66
0.87
10.4
0.7
0.24
0.65
0.18
m/V, г/см3
0.718
0.172
0.035
0.107
0.222
0.718
0.194
0.544
kг · 106 
, с−1 [3]
0.52
2.1
kтв · 108 
, с−1 [4]
0.4
2.0
Рупр, Торр [3]
3.1
5.1
mг · 108, моль
2.7
7.6
9.8
120
0.6
4.5
12
3.3
mтв · 103, моль
4.1
0.93
0.21
0.8
1.3
4.1
1.0
1.5
Wг · 1014, моль/с
1.4
3.9
5.1
62
0.36
9.4
25
6.9
Wтв·1011, моль/с
1.6
0.45
0.084
0.0036
0.54
820
200
3.0
104 wг/wтв
8.7
84
600
4000
70
0.1
1
2
τинд, сут
130
90
–
–
75
Нет
Нет
Нет
τ0.1, сут
Расчет по выражению (1):
3
3
3
3
3
0.58
0.58
0.58
τ0.1, сут
Эксперимент:
110
22
–
–
32
~0.7
~0.7
~0.75
Рупр
**, Торр
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
103 kг
**
 
, с−1
1
1
1
1
1
mг
** · 109, моль
0.9
2
3
38
2.1
Wг
** · 1011, моль/с
0.09
0.2
300
380
0.21
Wг **/Wтв
0.056
0 54
3.57
105
0.37
Примечание. Обозначения в первом столбце объяснены в тексте.
* Образец, очищенный возгонкой.
** Данные для соединения 1.
ность периода индукции (τинд) наблюдается 
в опыте № 1 при m/V = 0.72 г/см3 (см. табл. 1) и 
составляет более 100 сут. Потеря массы при этом 
составляет 0.1%. Для реакции разложения FOX-7 
в твердом состоянии время превращения на 0.1% 
(τ0.1) равно 3 сут (табл. 1). Таким образом, наблюдаемая скорость распада образца в периоде индукции в 30 раз меньше истинной скорости реакции.
Тот факт, что в периоде индукции происходит 
небольшая потеря массы, можно объяснить сублимацией и выходом паров FOX-7 из реакционного сосуда. Испарение идет из объема Vо, в котором пары́ имеют свободный доступ к поверхности ампулы, и поэтому скорость испарения 
зависит от величины этого объема. Чем меньше 
Vо, тем меньше скорость испарения. Кроме того, 
на скорость уменьшения массы может влиять распад FOX-7 в газовой фазе. Для оценки вклада этой 
реакции в изменение массы образца необходимо 
знать упругость паров соединения FOX-7, константу скорости реакции в газовой фазе и объем 
Vо, в котором в основном и протекает разложение 
паров FOX-7. Все необходимые для расчета величины известны [1, 3, 4] и приведены в табл. 1. 
Результаты расчета, представленные в этой же 
таблице, показывают, что в опыте № 1 скорость 
газофазной реакции разложения (Wг) на три порядка меньше скорости разложения FOX-7 в твердой фазе (Wтв). Поэтому разложение FOX-7 
в пара́х не может быть причиной изменения веса 
в периоде индукции в этом опыте.
При уменьшении отношения m/V в 4 раза 
(опыт № 2), скорость реакции на линейном 
участке возрастает примерно в 5 раз, а период 
индукции сокращается вдвое. Вклад газофазного 
распада FOX-7 в скорость на линейном участке 
по-прежнему остается незначительным, а ее увеХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ТОМ 43 № 7 2024

КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ 1,1-ДИАМИНО-2,2-ДИНИТРОЭТИЛЕНА (FOX-7). 6. ПЕРИОД ИНДУКЦИИ... 
7
месей из микроскопических газовых пузырьков, 
захваченных кристаллической решеткой [3].
Длительность побочной реакции при 170 qC 
составляет ~5 сут. За это время степень превращения FOX-7 достигнет 1%. Поэтому можно полагать, что еще до окончания побочного процесса 
период индукции закончится и разложение FOX-7 
начнет идти с обычной скоростью твердофазной 
реакции, определяемой уравнением (1). Необходимо также учитывать, что в отсутствие адсорбции 
внешняя поверхность образца будет быстро покрыта пленкой продуктов газофазного распада 
FOX-7 [1, 3], после чего сублимация и газофазная 
реакция разложения FOX-7, так же как и его испарение из сосуда, прекратятся. Наблюдаться 
будет только реакция разложения в твердой фазе, 
скорость которой, по крайней мере на ранних 
стадиях, не зависит от отношения m/V [4].
В опытах № 6–8 время разложения FOX-7 на 
0.1% (τ0.1) на участке с постоянной скоростью 
составляет 43 ч, что втрое превышает расчетную 
величину τ0.1 = 14 ч. Следует, однако, учесть, что 
после окончания периода индукции разложение 
FOX-7 должно идти по схеме (рис. 1), включающей распад продукта 1 на нитрилоксид 2 и 
HNO3. В полуоткрытых системах азотная кислота 
испаряется, а вещество 2 остается в твердом 
остатке. Потеря массы вследствие улетучивания 
HNO3 составляет 40%, и изменение массы образца 
на 1% будет соответствовать изменению глубины 
реакции на 2.5%. С учетом этого замечания получаем τ0.1 ≈ 17 ч. Таким образом, при 170 qC время 
разложения образца FOX-7 на 0.1%, а значит и 
константа скорости реакции, измеренные гравиметрическим методом и рассчитанные по уравнению (1), практически совпадают.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
личение можно объяснить ростом скорости испарения FOX-7 из сосуда при увеличении свободного объема Vо. Однако испарение не может влиять на τинд. Явная зависимость этой величины от 
Vо указывает на связь τинд с реакциями, идущими 
в газовой фазе. Самой эффективной из этих реакций является гетерогенный распад продукта 1 
на стенке сосуда.
Равновесное давление (Рравн) паров вещества 1 
над адсорбентом должно быть значительно 
меньше упругости паров FOX-7. Константа скорости гетерогенной реакции продукта 1 в паровой 
фазе по приближенным оценкам, сделанным на 
основании данных работ [4–6], должна быть как 
минимум на 4 порядка выше, чем у реакции разложения FOX-7 в газовой фазе. То же самое касается сравнения констант скорости разложения 
соединений FOX-7 и 1 в твердом состоянии. Для 
проведения оценочных расчетов примем, что при 
температуре 155 °C для соединения 1 kг = 10−4 с−1, 
Рравн = 0.1 Торр. Результаты расчета показывают 
(табл. 1), что в опыте № 1 при m/V = 0.72 г/см3 
скорость разложения соединения 1 в пара́х (Wг
** 
в обозначениях табл. 1), составляет 6% от скорости разложения FOX-7 в твердой фазе, Wтв. При 
уменьшении отношения m/V в 4 раза (опыт № 2) 
эта цифра увеличивается до 50%, и при дальнейшем уменьшении m/V скорость распада вещества 
1 в пара́х становится уже в разы больше Wтв. Газофазный распад соединения 1 конкурирует с адсорбцией, уменьшая долю адсорбированного 
вещества 1 и тем самым сокращая τинд. При некотором значении Wг
** > Wтв период индукции должен “исчезнуть”. Этот модельный расчет дает 
возможность объяснить зависимости τинд от отношения m/V ростом скорости гетерогенной реакции распада паров вещества 1 при увеличении 
Vо. Опыт № 3 показывает, что при m/V < 0.04 г/
см3 период индукции не фиксируется, вырождаясь 
в участок с плавным нарастанием скорости.
При температуре 170 qC (рис. 3, опыты № 6–8) 
увеличивается 'mо – изменение массы образца в 
начальном побочном процессе, который связан 
с десорбцией атмосферных газов и воды с поверхности кристаллов образца FOX-7 [3]. Причиной 
увеличения 'mо до 1% вместо 0.2–0.3% при температуре 155 qC может быть полиморфный переход β o γ, протекающий при 165 qC. Этот переход 
сопровождается перестройкой кристаллической 
решетки, что способствует выходу летучих приПри исследовании кинетики разложения соединения FOX-7 гравиметрическим методом при 
температуре 155 qС установлено, что в сосуде с 
объемом V = 0.8 см3 при m/V = 0.72 г/см3 на глубине реакции до 0.1% в течение 100 сут наблюдается период индукции (τинд 
), во время которого 
скорости потери массы образца в десятки раз 
меньше скорости разложения FOX-7. Появление 
периода индукции можно считать следствием адсорбции нитроновой кислоты (1) – первичного 
продукта разложения FOX-7 – на поверхности 
кристаллов FOX-7. Адсорбция сильно снижает 
ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ТОМ 43 № 7 2024

НАЗИН и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.  
Назин Г.М., Дубихин В.В., Гончаров Т.К. и др. // Хим. 
физика. 2021. Т. 40. № 6. С. 54. 
 
https://doi.org/10.31857/S0207401X21060121
2.  
Храпковский Г.М., Шамов А.Г., Николаева Е.В. и 
др. // Успехи химии. 2009. Т. 78. № 10. C. 980.
 
https://doi.org/10.1070/RC2009v078n10ABEH004053
3.  
Назин Г.М., Казаков А.И., Ларикова Т.С. и др. // Хим. 
физика. 2024. Т. 43. № 5. С. 12. 
 
https://doi.org/ 10.31857/S0207401X24050027
4.  
Назин Г.М., Дубихин В.В., Гончаров Т.К. и др. // Хим. 
физика. 2021. Т. 40. № 7. C. 16. 
 
https://doi.org/10.31857/S0207401X21070050
5.  
Hodge E.B. // J. Amer. Chem. Soc. 1951. V. 73. № 5. 
P. 2341.
6. Химия нитро- и нитрозогрупп / Пер. с англ; под 
ред. Г. Фойера. М.: Мир, 1972. Ч. 1.
реакционную способность вещества 1, в результате чего распад FOX-7 ограничивается накоплением этого продукта в адсорбированном состоянии и не сопровождается образованием газообразных продуктов. При снижении отношения 
m/V, которое происходит за счет уменьшения 
массы образца m, τинд сокращается, так как при 
увеличении свободного объема растет скорость 
гетерогенной реакции разложения паров 1 на 
стенке сосуда. Из-за конкуренции этой реакции 
с адсорбцией, количество адсорбированного вещества 1 снижается, и при m/V < 0.04 г/см3 период 
индукции не фиксируется.
Работа выполнена по темам госзадания 
№ АААА-А19-119101690058-9 и № ААААА19-119120690042-9. 
ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ТОМ 43 № 7 2024

КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ 1,1-ДИАМИНО-2,2-ДИНИТРОЭТИЛЕНА (FOX-7). 6. ПЕРИОД ИНДУКЦИИ... 
9
KINETICS OF DECOMPOSITION OF 1,1-DIAMINO-2,2-DINITROETHYLENE 
(FOX-7). 6. THE INDUCTION PERIOD AT THE EARLY STAGES OF THE 
REACTION IN THE SOLID STATE
G. M. Nazin, A. I. Kazakov*, A. V. Nabatova, N. N. Volkova, G. V. Shilov 
Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry,  
Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia
*E-mail: akazakov@icp.ac.ru
The kinetics of thermal decomposition of FOX-7 compound at 155 °C under semi-open conditions in vessels 
with a volume of V = 0.8–0.9 cm3 in an air atmosphere and the degree of filling of the vessel with substances 
m/V = 0.03–0.72 g/cm3 has been studied by gravimetric method. It was found that at the largest m/V, an 
induction period is observed at the early stages of the reaction, during which the rate of mass loss of the 
sample is ten times less than the rate of decomposition of FOX-7 in the solid phase. With a decrease in m/V, 
the induction period is shortened and at m/ V = 0.04 g/cm3 disappears altogether. The appearance of the 
induction period is due to the fact that nitronic acid, which is the only product of the first stage of 
decomposition of FOX-7, is well adsorbed on the surface of FOX-7 crystals. At the same time, it almost 
completely loses its reactivity. As a result, until the end of the adsorption process, the decomposition of 
FOX-7 proceeds without the formation of gaseous products, and the reaction rate is not fixed by the 
gravimetric method suitable for studying the kinetics of the reaction at the early stages of decomposition 
FOX-7. 
Keywords: 1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene, decomposition at low temperatures, induction period.
REFERENCES
1.  G.M. Nazin, V.V. Dubikhin, T.K. Goncharov, 
A.I. Kazakov, A.V. Nabatova, A.V. Shastin, Russ. J. Phys. 
Chem. B 15, 483 (2021). 
 
https://doi.org/10.1134/S1990793121030283
2.  
G.M. Khrapkovskii,  A.G. Shamov,  E.V. Nikolaeva,  D.V. 
Chachkov. Russ. Chem. Rev. 78 , 903 (2009).
 
https://doi.org/10.1070/RC2009v078n10ABEH004053
3.  
Nazin G.M., Kazakov A.I., Larikova T.S., Nabatova A.V., 
Volkova N.N., Kinetics of decomposition of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7). 5. Vapor pressure 
and reaction in the gas phase, Russ. J. Phys. Chem. B 
18, 663 (2024). 
 
https://doi.org/10.1134/S1990793124700118
4.  
G.M. Nazin, V.V. Dubikhin, T.K. Goncharov, A.I. Kazakov, A.V. Nabatova, A.V. Shastin, Russ. J. Phys. Chem. 
B 15, 604 (2021). 
 
https://doi.org/10.1134/S1990793121040059
5.  
Hodge E.B. // J. Amer. Chem. Soc. 73, 2341 (1951). 
6. The Chemistry of the Nitro and Nitroso Groups, Ed. 
by Feuer H., (Interscience Publishers, New York–
London–Sidney–Toronto, 1969, Part 1).
ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ТОМ 43 № 7 2024