exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике
АВТОРИЗАЦИЯ
ЛОГИН:
ПОРОЛЬ:

Cимм-Тринитробензол

Опубликовано: 2012-10-31
Автор: СЭП
URL: /forum/1/40244.html


По ходу синтеза сабжа придерживался методик из:
1) Пиросправка, М. 2012г Vandal,
2) Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений, М. 1969г Е.Ю.Орлова.
Вообще делалось всё по методике из пиросправки, но с загрузками реагентов по Орловой...
Итак, поехали...


Загрузки реагентов:
Название/сколько необходимо взять по методике/сколько бралось на практике:
1) ТНТ/22,7г/22,7г (перекристаллизованный из 57,5%-ной азотной кислоты);
2) Конц. серная кислота/221г/228,8г = 125 мл ("Ч" 93,6%-ная, поэтому взял её в небольшом избытке);
3) K2Cr2O7/35,3г/35,3г ("ЧДА");
4) Уксусная кислота/5 мл (ЛУК)/7 мл ("Уксусная эссенция" = ЛУК + вода = 70%-ная уксусная к-та, поэтому была взята в избытке);
5) Раствор NaOH/15%-ный р-р NaOH/15%-ный р-р NaOH (готовил сл. образом: р-рял 5г NaOH "ЧДА" в 28 мл дист. воды, в результате чего получаем 33г 15%-ного р-ра NaOH).
Химизм (вкрадце)+некоторые цыферы, мать их :-)
H3C-C6H2(NO2)3 + (O) = HOOC-C6H2(NO2)3 = C6H3(NO2)3
227г/моль------------------257г/моль---------------213г/моль
Т.е. в результате процесса сначала происходит окисление тротила до тринитробензойной к-ты, которая затем декарбоксилируется до тринитробензола...
Из 22,7г ТНТ теоретически должно получиться: 22,7*213/227= 21,3г ТНБ...
Практически нам обещают выходы порядка 43-46%, что соотв. 9,16-9,8г сабжа из 22,7г ТНТ...


Ну а теперь пробежимся по ходу процесса:
Весь ТНТ был присыпан к холодной конц. серке небольшими порциями при работающей мешалке в течении 10 минут... ТНТ при этом полностью не растворился, образовалась суспензия. Температура при этом повысилась на 5-10 Цельсиев от первоначальной и составила 25 Цельсиев. После чего, для того, чтобы поднять темп-ру до 40 Ц., под колбу-реактор была подставлена баня с горячей водой с темп. около 50 Ц.... После того, как темп. реакционной массы (далее р/м) достигла 40 Ц., баню убрали и начали присыпать дихромат калия. Р/м при этом быстро сменила цвет - со светло-жёлтого до тёмно-зелёного и темп. при этом начала медленно расти. Добавление дихромата велось с такой скоростью, чтобы темп. поддерживалась на уровне 50-55 Ц... На что ушло около 2-х часов. Причём в течении второго часа добавления дихромата использовалась баня с холодной водой (с темп. около 20-25 Ц.), для того, чтобы можно было увеличить скорость присыпания дихромата и удержать при этом нужную темп. (50-55Ц.), вообще, нужно было использовать баню с холодной водой с самого начала, тогда возможно время присыпания дихромата калия сократилось бы с 2-х часов до 1-1,5 часа... К окончанию добавления дихромата р/м становится очень вязкой (эл. двигатель мешалки сильно грелся), а также выделяется слой плотной пены, о котором ни в каком руководстве написано не было :-(


Делаем по данному этапу процесса следующие выводы:
1) Необходимо применять мощную мешалку;
2) С самого начала добавления дихромата нужно пользоваться баней с холодной водой;
3) Нужно учитывать образование плотного слоя пены (кстати интересно в результате какой реакции она там образуется...), у мя реакционной колбы на 0,5 л едва ли хватило - спасибо хорошей мешалке, которая поспособствовала "сбиванию" пены.
После того, как весь дихромат был добавлен, под водяную баню была подставлена эл. плитка, подсоединённая к термостату, который был настроен на поддержание темп. в пределах от 50 до 55 Ц... Р/м при заданной темп. и перемешивании была выдержана в течении 2-часов. Спустя первый час пена начала исчезать, а к концу выдержки смеси, пены практически не было. Затем нагрев был убран и смеси при перемешивании дали остыть до темп. 35 Ц (на это ушло около получаса), затем р/м вылили в литровый хим. стакан с 200 гр смеси воды со льдом, а остальными 100 мл холодной дист. воды промыли реакционную колбу от остатков р/м (т.к. в реакторе осталось значительное кол-во р/м, в следствии её вязкости), после чего добавили к основной смеси (вылили в литровый стакан к основной массе)...Температура смеси в стакане при этом значительно повысилась (вплоть до 50 Ц.)...


Отсюда делаем вывод:
Р/м необходимо предварительно охлаждать до 5-10 Ц, и выливать в 250г снега/колотого льда, а остальными 50г холодной дист. воды делать промывку реактора от р/м, после чего растворы объединять...
Т.к. темп. смеси значительно повысилась (до 50 Ц.) стакан со смесью был убран на несколько минут в морозилку, дабы сбить температуру... После чего смесь была отфильтрована под вакуумом через воронку с пористой стеклянной пластинкой. Кристаллы полученной тринитробензойной к-ты были несколько раз (7-8 раз) промыты прямо на фильтре холодной дист. водой, на что ушло около 700-800 мл дист. воды, АХТУНГ ! Это дохуя ! Вполне достаточно было сделать 3-4, максимум 5 промывок по 100 мл холодной дист. водой (чем холоднее- тем лучше), т.к. тринитробензойная к-та довольно-таки неслабо р-рима в воде... Но мя тут сраспиздяйничил и забыл про её растворимость, т.к. засмотрелся на красивые цвета р-ра: вначале, до фильтрации р-ра и в последующие две промывки (цвет промывных вод) он был насыщенного сине-фиолетово-тёмно-сиреневого цвета, а при последующих 2-х промывках цвет (промывных вод) стал интенсивно-жёлтого цвета... Причём, сначала казалось, что цвет кристаллов тринитробензойной к-ты имеет тоже сине-фиолетовый цвет, но при последующих промывках, стало понятно, что они всё же имеют светло-желтоватый цвет... Эт походу такие чудеса ионы хрома творят...


По данному этапу делаем следующий вывод:
Не отвлекаемся красочностью процесса и стараемся ХОРОШО промыть тринитробензойную к-ту (далее ТНБ-к-та) МИНИМАЛЬНЫМ кол-вом ХОЛОДНОЙ воды, ввиду её р-римости в воде... Мя тут походу перестарался смальца и часть ТНБ-к-ты проебалась, т.к. ушла в фильтрат...
Затем, после промывки, осадок ТНБ-к-ты был помещён в хим. стакан на 400 мл и залит 150 мл дист. воды... После чего стакан со смесью был подогрет до темп. 35 Ц., с помощью водяной бани (с темп. 40-45 Ц.) и при этой температуре (35 Ц.) и перемешивании начали по не многу из пипетки приливать 15%-ный р-р NaOH, причём первоначально р-р имел интенсивно-жёлтый цвет, а при приливании р-ра щёлочи сразу же менял на пару секунд свой цвет на тёмно-красно-вишнёвый, затем снова становился жёлтым, и так происходило каждый раз при добавлении р-ра щёлочи, который добавляли при постоянном перемешивании до тех пор, пока темно-красно-вишнёвая окраска не перестала исчезать в течении 5 минут, на что ушло около 10-15 мл щёлочи, темп. при добавлении р-ра щёлочи держалась в пределах 35-40 Ц., вся ТНБ-к-та при этом р-рилась, но какая-то хрень всё же плавала, после чего, для "обесцвечивания" было добавлено несколько капель уксусной эссенции (70%-ная уксусная к-та) до исчезновения красно-вишнёвой окраски, р-р при этом стал жёлто-оранжево-чайного цвета и в нём плавала (как будто в невесомости:-) объёмистая взвесь кристаллов, причём казалось, что их много... Данный р-р был отфильтрован от этой взвеси кристаллов (не прореагировавший ТНТ). Фильтрат был отложен, а кристаллы были несколько раз промыты дист. водой, высушены и взвешены... Их масса составила 350 мг (0,35г), а представляли они собой дико-грязный не прореагировавший ТНТ (судя по темп. пл. около 60-65 Ц), в виде бежево-розоватого очень мелкого коллоидно-аморфного пастообразного осадка...
Далее к фильтрату (р-р чистой ТНБ-к-ты), общим объёмом около 200 мл, перелитому в ожидании большого кол-ва пены, в стакан на 1 литр, было добавлено 7 мл 70%-ного уксуса и при перемешивании его начали нагревать на кипящей водяной бане... Реакция началась не сразу, а спустя 10-15 минут после того, как закипела вода в бане и проходила она со слабым образованием пены (так что можно было и не переливать р-р из стакана на 400 мл в стакан на 1 литр...), состоящей из мелких кристалликов выделяющегося ТНБ... Нагревание вели в течении 3-х часов. Реакция декарбоксилирования шла медленно и спокойно с образованием пены в первые полтора-два часа, затем р-ция визуально прекратилась (завершилась), т.к. перестала выделяться пена (из-за прекращения выделения углекислого газа = в следствии завершения р-ции) и более не наблюдалось увеличения кол-ва осадка ТНБ, нагревание продолжили ещё в течении часа... Затем нагрев убрали, массу при перемешивании охладили до комнатной температуры и кристаллы ТНБ отфильтровали под вакуумом на воронке Бюхнера, затем прямо на фильтре промыли несколько раз (5-6 раз) дист. водой (всего ушло около 250 мл дист. воды, но в данном случае это похую, т.к. ТНБ в воде практически не р-ряется), переместили на лист фильтровальной бумаги и убрали сушиться... Фильтрат мя по зашпарке вылил в сартир, забыв проверить несколькими каплями конц. серняги на не прореагировавшую ТНБ-к-ту, хотя мя и сомневаюсь, что таковая имела место быть, но проверить всё же стоило... Ну да хуй с ней...
ТНБ сушился в течении суток при комнатной температуре, затем он был взвешен...


Итак...
Выход ТНБ составил 8,5г т.е. 40% от теории (8,5/21,3=0,399*100=39,9%)...
+ приятный бонус = 350 мг грязнющего ТОЛа :-) Который мя после сушки сжёг :-)))
А ведь пиросправка обещала выходы от 43 до 46 %...
Вывод: Нехуя было так старательно промывать тринитробензойную к-ту :-)
Вот как раз тогда бы и выход ТНБ был бы те же 43-46 % от теории... Но нам и 40 % достаточно...
Ваапщче сабж делался тупо из любви к искусству, т.к. ИМХО, тратить 22,7г ТНТ (одного говна) на 8-9г ТНБ (другого говна) неразумно как то... Хоть он и посильнее ТОЛа будет, но получение его с такими выходами того не стоит...
А уже потом ко мне в голову закралась грешная мысль, как-нибудь опять же из любви к искусству, "добить" сабж до гексанитро- вот это уже поинтереснее будет... Но слишком поздно :-(
Синтез сабжа получился довольно-таки красочным, поэтому мя его поплотнее пофоткал, смотрим:


1) Суспензия ТНТ в серке:





2) В начале добавления дихромата натрия к суспензии ТОЛа в серке:





3) Добавлена половина дихромата - начала образовываться пена:





4) Добавлен весь дихромат - попёрла пена:





5) Во время 2-х часовой выдержки р/м при термостатированном нагревании на водяной бане:





6) Чудеса = смесюга, полученная выливанием тёмно-зелёной р/м из реакционной колбы в стакан с водой со льдом... Цвет как видим изменился:





7) Промывка тринитробензойной кислоты:





8) Суспензия тринитробензойной кислоты в 150-ти мл дистиллированной воды:





9) Вот таким становится жёлтый р-р ТНБ-к-ты при приливании к нему щёлочи (сфоткал во время перемешивания, из-за этого и изображение расплылось):






10) Уже "обесцвеченный" р-р ТНБ-к-ты (на дне лежит осадок не прореагировавшего ТОЛа, кажется что его много, не правда ли - ?):





11) Вот как много не прореагировавшего ТОЛа получилось при "уплотнении" его осадка при фильтровании:





12) Чистый (профильтрованный) раствор ТНБ-к-ты:





13) По ходу реакции декарбоксилирования:





14) Осадок ТНБ на дне р-ра:





15) Влажный сабж:





16) Сухой сабж:





17) Он же но с подсветкой :-)





THE END :-)


Комментарии:
  • Chimera+ 22.10.2015

    С марганцовкой (вместо дихромата) можно получить ?

  • СЭП 23.10.2015

    Не знаю, но я бы не рискнул так делать, т.к. перманганат даёт с конц. серкой марганцевый ангидрид... В общем есть вероятность вспышки р/м прямо в колбе-реакторе со всеми вытекающими для экспериментатора...

  • Chimera+ 26.10.2015

    .. а нельзя ли бойтись без этого химизма(т.к ТНТ маловато а реактивы труднодоступны и дороги..) и декарбоксилировать ТНБ-кислоту нагреванием ?! Ведь при высокой темп-ре должна же она отщеплять СО2 ?

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.