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

ДАНФ (2-диазо-4,6-динитрофенол), он же ДХД (4,6-динитрохинондиазид-2), он же DINOL.

Опубликовано: 2013-06-30
Автор: СЭП
Стадия №1 = получение пикрамата натрия...
Руководствовался при проведении данной стадии методой из Пиросправки, см. стр. 51.
Химизм:
---9,0 г----------------х=1,57 г----х=9,86 г
1) пикриновая к-та + NaOH = пикрат натрия + Н2О
---229,11 г/моль-------40--------251,11

2) NaOH + S = восстановитель (смесь сульфидов/полисульфидов/сульфитов натрия)

----9,86 г-------------------------------------х=8,68 г
3) пикрат натрия + восстановитель = пикрамат натрия
----251,11 г/моль----------------------------221,12

Загрузки (сколько взял):
- для приготовления восстановителя:
NaOH (ЧДА) = 7,6 гр (по методе надо 7,5 гр);
дист. вода = 30 гр;
сера (техн.) = 7,5 гр (точнее, не техн., а собранная в ходе прогулки по ЖД полотну :-)))
- для приготовления пикрата натрия:
пикриновая кислота (перекристаллизованная из этанола) = 9,0 гр;
NaOH (ЧДА) = 1,6 гр (по методе надо 1,5 гр);
дист. вода = 90 гр.

Ход (как делал):
Приготовляли восстановитель так: в 30 гр дист. воды р-рили 7,6 гр NaOH, добавили 7,5 гр серы (измельчённой в порошок). Смесь (суспензию) нагревали на эл. плитке до полного р-рения всей серы (раствор при этом слегка кипел). После 10 минут кипячения р-ра (чайно-красного цвета), его охладили до комн. темп.
Приготовляли раствор пикрата натрия так: 9,0 гр пикриновой кислоты залили 90 гр дист. воды и при перемешивании добавили 1,6 гр NaOH, перемешивали 2-3 минуты = получили суспензию пикрата натрия в воде.
Получали пикрамат натрия так: р-р пикрата натрия нагрели на вод. бане до 60 Ц., при этом кристаллы пикрата натрия через пару минут перемешивания полностью р-рились, нагрев убрали. Затем при 55 Ц. начали приливать р-р восстановителя при сильном перемешивании термометром. Весь восстановитель был добавлен за 1 минуту, темп. при этом поднялась до 70 Ц., после этого стакан с р/м поставили в баню с холодной водой, где охл-ли р/м до 55Ц. и перемешивали ещё 5 минут при темп. 50-55 Ц., затем в течении 5 минут р/м при перемешивании охл-ли до 45 Ц, затем в течении следующих 5 минут р/м охладили до 15 Ц. в бане с холодной водой, затем стакан с р/м убрали в морозилку на 15 минут, где р/м охладилась до темп. около +5 Ц., выпавшие кристаллы пикрамата натрия отфильтровали на Бюхнере (фильтр = белая лента) под вакуумом. После этого, кристаллы, не промывая (т.к. пикрамат натрия р-рим в воде), убрали на сушку. Сушили при комн. темп. в течении 4 часов...
Получили 8,7 гр слегка влажного продукта, загрязнённого серой (в ходе р-ции восстановления часть серы восстанавливается и выпадает в осадок вместе с кристаллами пикрамата натрия)...
Кстати, сабж скорее всего гигроскопичен...
По данной стадии в принципе никаких граблей замечено не было...
Процесс вести необходимо под тягой, т.к. присутствует сероводородная вонь...
Стадия №2 = диазотирование пикраминовой кислоты = получение ДХД...
Чё то потянуло на попытку создать самому себе побольше геморроя и было решено далее мутить сабж не по классической методе (описанной например в пиросправке, у Багала, у Бубнова, и т.д.), а попробовать замутить сабж с повышенной гравиметрической (насыпной) плотностью, придерживаясь методы из патента, выложенного Эльфом (см. патент RU2151134, тут: http://www.findpatent.ru/patent/215/2151134.html). И мя не прогадал :-) В плане создания себе дополнительного геморра при проведении этого элементарного процесса... Но в этом целиком моя вина, т.к. мя взялся повторять патент, но повторить его практически не в чём не получилось, а именно:
1) В оригинальной методе юзают пикрамат магния, мя же использовал пикрамат натрия;
2) Отличались концентрации растворов;
3) Мя скорее всего не смог создать перемешивание р/м с турбулентностью, соотв. критерию Рейнольдса = 200 000... Тут немного поясню с профессиональной т.з., критерий Рейнольдса = 200000, соответствует турбулентному режиму движения жидкости (есть ещё более медленное ламинарное движение), проще гря, это очень очень быстрое перемешивание, создать которое весьма не легко (необходим мощный моторчик на дохуя оборотов и мешалка спец. формы), сам же критерий зависит от вязкости и плотности среды, диаметра реакционного сосуда и скорости движения среды, последняя напрямую зависит от скорости перемешивания этой среды...
Рассчитать его в принципе можно по формуле = скорость движения среды умножить на внутренний диаметр сосуда и на плотность среды и разделить на динамическую вязкость этой среды... Практически все эти цифры можно легко определить и/или приравнять и определить примерную цифру критерия Рейнольдса, но у мя такой возможности не было, т.к. было неизвестно самое главное число = скорость движения среды, которая зависит от скорости вращения лопастей мешалки, но мне даже не известна скорость вращения вала моего движка, поэтому определить достиг ли я Re = 200 000 или нет, возможным не представлялось... Но скорее всего нет = не смог...
Т.к. мя не смог приемлемо воспроизвести патент, то и утверждать что-либо и рассуждать о его работоспособности не буду...
Тупо напишу как усё делал и что из этого получилось...
Итак, расчёт далее будем вести на 8,7 гр пикрамата натрия (т.к. он слегка влажный и загрязнённый серой, то как раз у нас получится небольшой избыток всех остальных реагентов по отношению к пикрамату натрия, на выходе сабжа это ни как не скажется, даже если взять большой избыток азотистой кислоты (соотв-но нитрита + солянки), ничего плохого не случится)...
Химизм:
----8,7 г---------------х=1,436 г---х=7,834 г
1) пикрамат натрия + HCl = пикраминовая кислота + NaCl
----221,12г/моль-----36,5-----199,12

---7,834 г----------------х=1,849 г--х=8,266 г
2) пикраминовая к-та + HNO2 = ДХД + 2H2O
---199,12-------------------47-------210,11

-х=2,715г-х=1,436г-1,849г
3) NaNO2 + HCl = HNO2 + NaCl
---69-------36,5---47
Р-ция в общем виде:
8,7 г-----------------х=2,715г-х=2,87г-х=8,266г
пикрамат натрия + NaNO2 + 2HCl = ДХД + 2NaCl + 2H2O
221,12 г/моль------69--------73------210,11

Т.е. видим, что для того, что бы провести диазотирование нам необходимо на 8,7 гр пикрамата натрия взять (теоретически) 2,715 г нитрита, 2,872 г HCl (в пер. на 100%) и в результате получим 8,266 г ДХД (в пер. на 100%-ный выход)...

Загрузки:
пикрамат натрия (засранный серой и влажный) = 8,7 гр
дист. вода = 180 гр;
NaNO2 (Ч) = 2,9 гр;
дист. вода = 12 мл;
HCl к-та ("Ч", 30-40%-ная, точная конц-ция = х.з.) = 9,5 гр (= 2,85-3,8 гр в пер. на 100%-ный HCl) ;
дист. вода = 48 гр;
дист. вода = 100 мл (для промывки ДХД);
абс. этанол (ректификата не было) = 20-30 мл (для промывки ДХД).

Ход (как делал):
Закинул 8,7 гр пикрамата натрия в 180 гр кипящей дист. воды, перемешал пару минут и быстро отфильтровал горячий р-р под вакуумом (можно юзать обычный складчатый фильтр). Фильтрат охладили до комн. темп. (при этом обратно выпали в осадок кристаллы пикрамата натрия) и суспензию перелили в хим. стакан на 400 мл. Осадок (тот, который остался на фильтре после горячего фильтрования) несколько раз промыли тёплой водой и убрали на сушку (осадок № 0). К фильтрату добавили р-р 2,9 гр NaNO2 в 12 гр дист. воды и включили механическую верхне-приводную (самопальную) мешалку на полную мощность (макс. скорость перемешивания) - для установления турбулентного режима перемешивания и при темп. р/м = 25 Ц., начали медленно прикапывать из капельной воронки р-р соляной кислоты (9,5 гр 30-40%-ной солянки в 48 гр дист. воды). За 30 минут было добавлено примерно 60-65% всего р-ра к-ты, темп. при этом поднялась до 28 Ц. и держалась далее на этом уровне. Затем подачу солянки прекратили и перемешивали р/м в течении 30 минут при темп. = 28 Ц., затем добавление солянки возобновили и в последующие 20 минут было добавлено оставшееся кол-во р-ра соляной к-ты, темп. при этом держалась на уровне 28 Ц. После чего перемешивание продолжили в течении последующих 15 минут (при темп. = 28 Ц.), затем перемешивание прекратили. Итого, время синтеза (добавления солянки при перемешивании) заняло 30+30+20+15=1 час 35 минут. Кристаллы ДХД отфильтровали под вакуумом (фильтр = белая лента), 4 раза промывали дист. водой (со взмучиванием осадка), затем 2 раза абс. этанолом и убрали на сушку. Сушили при комнатной температуре в течении 5 часов...
Осадок №0 после сушки взвесили, его масса составила 1,8 гр, он был серого цвета и абсолютно не р-рялся в воде, при поджигании сначала плавился, затем загорался и сгорал синим пламенем с выделением сернистого ангидрида (SO2). Короче, для тех кто в танке, поясняю, данный осадок = грязная коллоидная сера...
Это в свою очередь означает, что в реакцию было взято не 8,7 гр пикрамата натрия, а 8,7-1,8 = 6,9 гр слегка влажного пикрамата натрия... Примем, что в нём содержалось также около 0,2 гр влаги, получаем 6,9 - 0,2 = 6,7 гр пикрамата натрия (сухого), что соответствует 77 % -ному выходу пикрамата натрия от теории по пикриновой кислоте...

Масса сухого ДАНФа составила 4,6 гр, что соотв.:
72,2%-ному выходу от теории по пикрамату натрия (считая на 6,7 гр пикрамата натрия);
55,7%-ному выходу от теории по пикриновой кислоте;
Сабж получился в виде очень мелкого, плохо-сыпучего, электризующегося, грязно-жёлтого порошка, имеющего низкую гравиметрическую плотность, т.е. фокус с получением крупнокристаллического, сыпучего, имеющего высокую гравиметрическую плотность, сабжа, не удался... Поэтому можно смело, в следующий раз, особо не заморачиваясь мутить сабж по стандартной классической методе, перемешивая р/м от руки термометром :-) Ну или делать всё в точности по методе из патента (юзать пикрамат магния, критерий Рейнольдса более 200000, и т.д. и т.п.)...
Выход сабжа соответствует заявленному в патенте (71% от теории по пикраминовой к-те, у мя получился 72%)...
Пробовал "пытать" сабж:
При поджигании небольшой горки сгорает с хлопком, хорошей красновато-жёлтой вспышкой и образованием небольшого облачка копоти... Горение его весьма ядерное, поэтому поджигать его в больших количествах видимо вредно для здоровья...
При ударе молотком (100 гр) на стальной наковальне детонирует, но в сравнении с орг. перекисями, фульминатом ртути и азидом серебра сабж весьма "тупой" на удар...
При растирании в фарфоровой ступке щёлкает... К трению намного менее чувствителен выше перечисленных ИВВ...
При растирании алюминиевой ложкой по стальной пластине щелчков не было (тёр не со всей дури, но весьма сильно)...
Думаю, что прессовать его в детоны (в т.ч. металлические) деревянным пуансоном весьма безопасно и можно не опасаться взрыва... Но всё равно, держать детон в руках при прессовании любого ИВВ = ламерство... Поэтому этого делать нельзя !
Вывод:
Сабж в принципе замутить не тяжело... Выходы соответствуют... Но вот что бы получить кристаллы необходимой формы и размеров нужно потрудиться и делать всё строго по методе, только так, возможно всё получится так, как хочется...
Плюс сабжа в невысокой его токсичности и относительной безопасности при обращении с ним...
Минусы = низкая гравиметрическая плотность, плохая сыпучесть, электризуется, также, имеет слабые свойства красителя (хоть и не сильно, но в воде он всё же смальца р-рим (0,08% при 25 Ц.), при этом вода окрашивается в зеленовато (слегка) жёлтый цвет), как отражается это при кожном контакте не знаю, т.к. мя пальцами в него не тыкал = при работе с ним мойте по чаще руки или юзайте перчатки и будет счастье)...
Всех с наступающим великим праздником !!!

Слева - восстановитель (р-р серы в р-ре щёлочи), справа - суспензия пикрата натрия

Горячий р-р пикрата натрия (при нагревании весь пикрат р-рился)

Суспензия пикрамата натрия, полученная сливанием р-ров восстановителя и пикрата натрия

Пикрамат натрия (сохнет)

Осадок №0 (грязная коллоидная сера)

Использовали мешалку такой формы

Начало диазотирования (изначально р/м = р-р пикрамата натрия, имела бардово-красный цвет)

По ходу диазотирования р/м постепенно светлела и к концу реакции приобрела желтый цвет

Суспензия ДАНФа в р/м (процесс завершён, сабж ждёт фильтрования и промывки)

Сабж на стадии фильтрования и промывки (промывать нужно обязательно со взмучиванием осадка, т.к. на фильтре при отжатии от него воды (под вакуумом) он трескается и вода при дальнейшей промывке будет тупо проходить через эти трещины, а не через основную массу осадка...

Сабж (сохнет)

всё ещё сохнет =)

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.