exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике
АВТОРИЗАЦИЯ
ЛОГИН:
ПОРОЛЬ:
Автор: Балург
2003-07-06 [#5685]

Тетрамминовые ВВ

Форум: Индивидуальные ВВ

Значит так. Увидел я инфу про это и стало интересно.

Очень легко синтезируемые ВВ со средними характеристиками. Это соли кислородных кислот комплексного катиона, состоящего из малоактивного металла (никель, цинк, медь...) и молекул аммиака. При взрыве в основном водород аммиака соединяется с кислородом кислотного остатка.
Из-за металлов, почти не участвующих во взрыве, работоспособность этих ВВ уступает толу, но их плотность высока, и объёмная эффективность может не уступать толу. Их главный недостаток - гигроскопичность и разложение от влаги воздуха: их надо хранить в герметичной упаковке. Но разложение не повышает чувствительность.

Просвещаю... Вот что я по этим делам нарыл...

Комплексные металлоаммиачные соединения.
Очень легко синтезируемые ВВ со средними характеристиками. Это соли кислородных кислот комплексного катиона, состоящего из малоактивного металла и молекул аммиака. При взрыве в основном водород аммиака соединяется с кислородом кислотного остатка.
Из-за металлов, почти не участвующих во взрыве, работоспособность этих ВВ уступает толу, но их плотность высока, и объёмная эффективность может не уступать толу. Их главный недостаток - гигроскопичность и разложение от влаги воздуха: их надо хранить в герметичной упаковке. Но разложение не повышает чувствительность.
Особенно интересен тетрамминмеди нитрат (TeACN), имеющий 80 % работоспособности тола при низкой чувствительности, что позволяет отнести его к полноценным БВВ.

Гексамминникель перхлорат (HANP).
Свойства.
[Ni(NH3)6](ClO4)2 - аммиачный комплекс перхлората никеля, сиреневые кристаллы, при добавке 5-10 % пластификатора легко прессующиеся до плотности 1,6-1,7 г/см3. Работоспособность HANP 270 см3 - 91 % тола, СД 5,3 км/с при плотности 1,36 г/см3.
HANP умеренной плотности весьма восприимчив к детонации, устойчиво детонирует при диаметре заряда менее 2 мм и может использоваться как бустерное ВВ, но, как и любые хлоратные и перхлоратные ВВ, относительно чувствителен к трению и удару и требует аккуратного обращения. Его нежелательно использовать в одних зарядах с "кислыми" (нитраты и перхлораты уротропина, мочевины и т.д.) и хлоратными ВВ. Хранить его нужно без доступа влаги, иначе он постепенно гидролизуется.
Синтез.
Синтез HANP в силу его относительно низкой растворимости прост, но при синтезе используются концентрированные растворы аммиака и должна быть обеспечена хорошая вентиляция.
Реактивы: двойной сульфат никеля-аммония (или другая соль никеля - нитрат, сульфат и т.д.), перхлорат аммония (или перхлорат натрия), водный раствор аммиака (10-30 % нашатырный спирт); при использовании для высушивания продукта эксикатора - безводный карбонат натрия (кальцинированная сода).
Оборудование: 2 колбы 0,5 л; технохимические весы, фильтры; желательно эксикатор.
1) В первой колбе в минимальном количестве теплой воды растворяют 30 г перхлората аммония (или эквимолярное количество другого перхлората).
2) Во второй колбе растворяют 50 г измельченного в порошок двойного сульфата никеля-аммония (NH4)2Ni(SO4)2*6H2O (или эквимолярное количество другой соли) в минимальном количестве водного аммиака (около 150-200 мл в зависимости от концентрации аммиака и используемой соли никеля), а затем доливают водный аммиак до увеличения объема раствора в 1,5-3 раза.
3) К полученному во второй колбе раствору с интенсивной синей (до бирюзово-фиолетовой) окраской при перемешивании добавляют раствор перхлората из первой колбы; сразу же выделяется осадок HANP.
4) Осадок отстаивают, жидкость отсасывают, а в колбу приливают (для промыва осадка) 50-150 мл водного аммиака; при охлаждении из первичного и промывного растворов можно получить незначительное количество дополнительного HANP.
5) Осадок фильтруют, тщательно отжимают между листами фильтровальной бумаги и высушивают (либо в эксикаторе с 200-300 г безводного карбоната натрия, либо при пониженной температуре в достаточно сухой атмосфере - например, в холодильном шкафу); во избежание потерь аммиака и гидролиза хранить HANP следует либо в герметичной таре, либо пластифицированным и запрессованным в трубки.
Этап 1 можно исключить и добавлять к аммиачному раствору порошок перхлората аммония - но полное растворение перхлората и выделение HANP может потребовать нескольких дней (с концентрированным раствором аммиака - до недели) при регулярном перемешивании (подогрев смеси ускоряет процесс). Кроме того, применим раствор перхлората, получаемый длительным электролизом раствора хлорита натрия (NaClO2).

Тетраамминцинк хлорат (TeAZC).
Свойства.
[Zn(NH3)4](ClO3)2 - аммиачный комплекс хлората цинка, прозрачные или слегка белесые таблитчатые кристаллы, хорошо растворимые в воде и легко ею гидролизующиеся; во влажном (особенно теплом) воздухе также подвергаются постепенному гидролизу и разлагаются. Чувствителен к огню, с треском горит сине-голубым пламенем с большим количеством дыма оксохлоридов цинка.
TeAZC - ВВ умеренной мощности; имеет плотность 1,84 г/см3 и работоспособность 237 см3 - 79 % тола. Хотя это не ИВВ, его чувствительность к механическим воздействиям велика и приближается к ИВВ, критический диаметр сравнительно невелик (< 2 мм), восприимчивость к начальному импульсу высока. В замкнутом объеме горение TeAZC может перейти в детонацию. Применим для сенсибилизации шеддитов.
Синтез.
Синтез TeAZC можно осуществлять либо из хлората аммония (предпочтительный вариант), либо из хлората натрия и хлористого (или азотнокислого) аммония - в этом случае препарат получается грязнее.
Оборудование: герметичная баночка (бюкс) на 30-50 мл - лучше из прозрачного упругого пластика (полиэтилен, полипропилен, т.д.); мерный цилиндр, весы; для охлаждения - морозильная камера.
Реактивы: хлорат аммония (или хлорат натрия и хлористый аммоний), концентрированный водный раствор аммиака (15-30 % нашатырный спирт), порошкообразная окись цинка.
1. Отвешивается и всыпается в бюкс 3 г окиси цинка; туда же вливается 3-5 мл раствора аммиака и перемешивается.
2. К образовавшейся пасте небольшими порциями добавляется при размешивании 7,5 г хлората аммония (или 7,8 г хлората натрия и 3,9 г хлористого аммония; хлористый аммоний можно заменить эквимолярным количеством нитрата аммония). Внимание! Во избежание выделения нестабильного и опасного при хранении хлората аммония количество соли аммония (хлората или хлорида) указано с некоторым недостатком; увеличивать ее содержание или дополнительно вводить в реакцию соли цинка крайне не рекомендуется.
3. Далее к смеси постепенно при перемешивании прибавляется раствор аммиака до полного растворения окиси цинка (образования прозрачного раствора); для ускорения растворения и уменьшения объема растворителя (что улучшает выход) рекомендуется растворение вести при небольшом подогреве (до 30-40 °C); всего может потребоваться 12-25 мл концентрированного нашатырного спирта.
4. Плотно закрытый бюкс с раствором возможно медленно охлаждают в морозильной камере до (-20)-(-30) °C; при этом выделяется крупнокристаллический слой TeAZC. Примечание: при термоциклировании, обычно имеющем место в морозильных камерах, TeAZC образует на дне монолитный стеклоподобный слой, разрушать который в пластмассовом бюксе гораздо проще и безопаснее, чем в стеклянном.
5. Холодный маточный раствор сливается, фильтровальной бумагой его остатки удаляются с кристаллов, после чего они возможно быстро высушиваются при комнатной температуре; выход TeAZC при синтезе из хлората аммония - около 7-10 г.

Тетрамминмеди перхлорат (TeACP).
Свойства.
[Cu(NH3)4](ClO4)2 - аммиачный комплекс перхлората меди, синие (от голубого до почти черного) кристаллы, растворимые в воде (с гидролизом). Порошок TeACP с 5-10 % пластификатора легко прессуется до 1,8-1,9 г/см3. Работоспособность низка: 200 см3 - 66 % тола, из-за большого положительного кислородного баланса (+14,5 % при восстановлении до меди).
Чувствителен к удару, трению и, в отличие от HANP, весьма восприимчив к пламени и горит со вспышкой или факелом интенсивно-голубого пламени и большим количеством дыма (из-за чистоты цвета пламени применяется в пиротехнике, хотя и очень ограниченно из-за крайней взрывоопасности).
Во влажном воздухе постепенно теряет аммиак и гидролизуется, поэтому хранить можно только хорошо укупоренным и (желательно) при пониженной температуре. Нежелательно смешивать с "кислыми" (нитраты и перхлораты уротропина, мочевины, т.д.) и хлоратными ВВ.
Синтез.
Синтезировать TeACP можно несколькими способами.
Простейший - из медного купороса, перхлората аммония и водного раствора аммиака (10-30 %):
1) Навеску медного купороса (CuSO4*5H2O) полностью растворяют в минимальном количестве подогретого водного аммиака (для 20 % раствора аммиака примерно 40 мл на 12 г купороса); при желании получить относительно чистый продукт (в ущерб выходу) еще приливают водный аммиак до удваивания-утраивания полного объема.
2) К этому темно-синему раствору добавляют и растворяют при нагревании удвоенное молярное (по отношению к сульфату меди) количество перхлората аммония (примерно 10-11 г перхлората на 12 г купороса).
3) Раствор постепенно охлаждают до 0-(-10) °C (не допуская замораживания), при этом выделяются кристаллы TeACP; для удаления остатков маточного раствора кристаллы можно ополоснуть небольшим количеством максимально холодного водного аммиака, промокнуть между листами фильтровальной бумаги и высушить в эксикаторе над прокаленным карбонатом натрия (при указанных количествах реактивов получается примерно 11,5-12,5 г TeACP, несколько загрязненного сульфатом аммония - т.е. выход около 80-90 % от теории).

Недостаток простейшего синтеза - получение относительно чистого TeACP только в виде крупных кристаллов, измельчение которых опасно, и не слишком высокий выход. Мелкокристаллический TeACP легко синтезируется из перхлората аммония, водного раствора аммиака (10-30 %) и окиси или гидроокиси меди:
1) Смешивают 15 г порошка окиси (или 18,5 г гидроокиси) меди с 48-50 г растертого перхлората аммония.
2) В колбу (на 150-200 мл, с притертой пробкой) вливают 50 мл 20 % раствора аммиака (для другой концентрации аммиака объем пропорционально изменяют) и небольшими порциями при умеренном размешивании всыпают смесь порошков. ВНИМАНИЕ! При применении активной (свежеприготовленной) окиси меди реакция может протекать с сильным разогревом, вызывающим выброс аммиака (охлаждение, тяга!).
3) Обычно полное завершение реакции требует от единиц-десятков минут (с гидроокисью меди) до десятка часов и даже нескольких суток (с кристаллической окисью меди); для получения однородного мелкокристаллического продукта и ускорения реакции реакционную массу периодически перемешивают (взбалтывают); подогревать ее не рекомендуется (это укрупняет кристаллы TeACP).
4) По завершении реакции (после прекращения изменений цвета осадка, размера его зерен и т.д.) темно-синий аммиачный раствор отсасывают, осадок тщательно отжимают между несколькими слоями фильтровальной бумаги и высушивают (либо в сухом прохладном месте - например, холодильном шкафу - либо в эксикаторе над прокаленным карбонатом натрия); при описанной методике синтеза получается более 45-60 г мелкокристаллического TeACP (выход около 80-95 % от теории, зависит от концентрации раствора аммиака).
5) Дополнительное количество крупнокристаллического TeACP выделяется при охлаждении отделенного аммиачного раствора до 0-(-25) °C (до начала замораживания); холодный раствор сливают, а с кристаллами поступают, как описано выше.

Тетрамминмеди нитрат (TeACN) и тетрамминмеди перхлорат-нитрат (TeACPN).
Свойства.
Тетрамминмеди нитрат, или тетрамминнитрат меди (TeACN) [Cu(NH3)4](NO3)2 (вероятно, есть и одна молекула кристаллизационной воды) - аммиачный комплекс нитрата меди, синие кристаллы, растворимые в воде с гидролизом. Работоспособность 240 см3 - 80 % тола.
В отличие от TeACP, TeACN малочувствителен к механическим воздействиям и малогорюч: воспламеняется с трудом, сгорает почти без собственного пламени, но с выделением значительных количеств горючего дыма (по некоторым данным, содержащего высокотоксичный гидразин!). Он вполне может применяться как достаточно безопасное БВВ.
При совместном образовании TeACP и TeACN могут, видимо, давать двойную соль - тетрамминмеди перхлорат-нитрат (TeACPN) [Cu(NH3)4](ClO4)NO3, по свойствам занимающий промежуточное положение: при меньшей чувствительности и большем критическом диаметре, чем у TeACP, он близок к нему по горючести.
Со влагой эти соединения постепенно теряют аммиак и гидролизуются, хранить их можно лишь хорошо укупоренными или при пониженной температуре. Они могут быть условно квалифицированы как щелочные ВВ и годны, например, для сенсибилизации АСВВ (кроме аммоналов). Но их нельзя смешивать с "кислыми" веществами - т.е. кислотами (пикриновая кислота) или солями слабых оснований и сильных кислот (нитраты и перхлораты уротропина, мочевины и т.д.) и хлоратными ВВ.
Синтез.
Синтезы TeACN и TeACPN полностью аналогичны синтезу TeACP и могут проводиться из сульфата меди либо, как описано ниже, через окись или гидроокись меди. Выходы синтезов велики (> 90 %).
Необходимые реактивы: нитрат аммония (или нитрат и перхлорат аммония), водный раствор аммиака (10-30 %), порошок окиси или гидроокиси меди.
1) Смешивают 20 г порошка окиси (или 25 г гидроокиси) меди с 50 г растертого нитрата аммония (получение TeACN) или с порошками 23 г нитрата и 31 г перхлората аммония (получение TeACPN).
2) В колбу (на 150-200 мл, с притертой пробкой) всыпают смесь порошков и к ним постепенно приливают 50 мл 20 % раствора аммиака (для другой концентрации аммиака объем пропорционально изменяют).
3) Далее синтезы проводят полностью аналогично синтезу TeACP.

Мне нравится
  • Балург Тетрамминмеди нитрат (TeACN) 2003-07-07 [#5709]
  • Alex Гексамминникель перхлорат (HANP). 2008-04-23 [#27818]
  • Торчин Тетраамминмеди (II) пероксидисульфат 2015-01-08 [#43234]
  • Торчин Тетраамминмеди перхлорат. Фото и впечатления от синтеза. 2016-06-16 [#44346]
  • Органик тринитрат гексаамминхрома. 2018-02-12 [#44648]

© Добрейшей души человеки, 2003-2018

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.