exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

Неорганические азиды

Азиды - соли азотистоводородной кислоты HN3 (бесцв. летучая, чрезвычайно взрывоопасная жидкость с резким запахом, взрывоопасна в т.ч. в парообразном состоянии. t кип. 36°С, разлагается при действии окислителей. Очень токсична. Ее хорошо растворимые соли тоже очень ядовиты). Соли тяжелых металлов обладают взрывчатыми свойствами. На практике приме6няются азиды свинца, серебра и кадмия. Азиды бария и стронция довольно малочувствительны к удару, раньше применялись в системах электровоспламенения.

В промышленности азиды тяжелых металлов получают из азида натрия, который, в свою очередь, может быть получен:

1. Пропусканием закиси азота над амидом натрия при 200°С:

2NaNH2 + N2O = NaN3 + NaOH + NH3 (основной промышленный метод) либо взаимодействием амида натрия с нитратом натрия в жидком аммиаке

3NaNH2 + NaNO3 = NaN3 + 3NaOH + NH3

2. Из азотистоводородной кислоты, получаемой по реакции между гидразином или гидразин-гидратом и азотной (азотистой) кислотой. А также осторожным окислением смеси солей гидразина и гидроксиламина персульфатами (можно использовать H2O2 , перманганат калия и др.)

Получение азида натрия из гидразинсульфата: К 130г гидразинсульфата прибавили соответствующее кол-во р-ра аммиака для образования хорошо растворимого гидразин аммония сульфата. В образовавшийся раствор (ок 500мл) при интенсивном помешивании очень медленно добавили рассчитанное кол-во нитрита натрия, растворенного в 500мл воды. При этом необходимо тщательно перемешивать и следить чтобы температура не поднималась выше 30°С. Таким образом получается р-р содержащий азид и сульфат натрия. Подобным образом можно получить азид натрия из нитрата гидразина. Во избежание значительного разложения продукта реакцию в обоих случаях надо вести таким образом чтобы поддерживалась слабокислая реакция среды (кислотность на уровне кислотности насыщенного раствора борной кислоты).

3. В лаборатории наиболее удобна реакция между гидразином (можно также использовать гидразин-гидрат или сульфат гидразина), этилнитритом и щелочью при охлаждении. Таким образом получается азид соотв. щелочного металла. При использовании этого метода исключена возможность образования летучей и ядовитой азотистоводородной к-ты:

N2H4*H2O + C2H5ONO + NaOH = NaN3 + C2H5OH + 3H2O. Вместо этилнитрита (t кип. 17°С) удобнее использовать более высококипящие бутилнитрит и амилнитрит.

1) Получение азида калия из бутилнитрита:
Сначала растворяют 65-70г гидроксида калия в 500мл. абсолютного спирта при нагревании.
К раствору добавляют 60г 85% гидразин-гидрата. Смесь слегка подогревают и добавляют 15г бутилнитрита для затравки. Затем колбу с присоединенным к ней холодильником снимают с паровой бани и вводят еще 110г бутилнитрита с такой скоростью, чтобы смесь слегка кипела. Обычно эта операция продолжается 1 час. Затем колбу вновь нагревают на паровой бане в течение 15 мин для завершения реакции. Колбу охлаждают в бане со льдом. Твердое вещество отфильтровывают, промывают четырьмя порциями по 50 мл. холодного абсолютного этанола, а затем двумя порциями этилового эфира по 125 и 100 мл соотв. Препарат сушат на воздухе при 55-60°С. Выход азида калия 78-84%.
При использовании сульфата гидразина вместо гидразингидрата, в смеси наряду с азидом натрия образуется сульфат. Поэтому необходима дополнительная очистка. Очистка заключается в осторожном добавлении к смеси солей разбавленной серной кислоты и отгонке азотистоводородной кислоты в 10% р-р гидроксида натрия. Возможно использование меньшего кол-ва спирта и большего кол-ва воды (напр. содержания воды 50-80%). В этом случае нужен избыток гидразина (0.6-0.75моля орг. нитрита на 1 моль гидразина).

Получение бутилнитрита:
В 60 мл воды вливают 87 мл конц. серной кислоты. Смесь охлаждают до 0°С в ванне из смеси льда с поваренной солью. Осторожно приливают 222г бутилового спирта при постоянном перемешивании.
Затем в течение часа эту смесь вводят под поверхность холодного (0°С) р-ра 228г нитрита натрия в 900мл воды. Раствор нитрита следует охлаждать смесью соли и льда и тщательно перемешивать во избежание образования вязкой эмульсии. Бутилнитрит всплывает в виде желтого масла. Этот слой отделяют и трижды промывают порциями по 60 мл. раствора, содержащего 45г хлорида натрия и 5 г бикарбоната натрия в 180 мл. воды. Выход 87-93%.

Азид натрия также может быть синтезирован из N-нитрозодифениламина, который в отличие от большинства других нитрозаминов не является канцерогеном:
НДФА получают взаимодействием спиртового р-ра дифениламина с нитритом натрия в кислой среде.
Затем спиртовой р-р НДФА нагревают с соотв. количеством спиртового р-ра щелочи и гидразин-гидрата.
После нескольких часов кипячения смесь охлаждают и выделившийся азид натрия отфильтровывают. Полученный обратно дифениламин можно опять использовать для получения азида натрия.

Получение сульфата гидразина:
Мочевину растворяют в избытке р-ра щелочи, охлаждают до 0°С. После чего полученный раствор прибавляют к холодному раствору гипохлорита натрия:

CO(NH2) 2 + 2NaOH + NaClO => N2H4*H2O + NaCl + Na2CO3

Для достижения положительных выходов в смесь необходимо добавить небольшое кол-во желатины, животного клея или крахмала, более эффективна добавка перманганата калия, которая позволяет поднять выход до 70%.
После растворения смесь необходимо нагреть до приблизительно 100°С, когда начнется образование гидразина. Смесь охлаждают и нейтрализуют серной кислотой и концентрируют р-р упариванием. При этом выпадает осадок малорастворимого сульфата гидразина N2H4*H2SO4 (растворимость 2.86г на 100 г воды при 20°С)

4. Другой лабораторный способ основан на нитрозировании семикарбазида и действии щелочи на полученный азид карбаминовой к-ты. Семикарбазид получают восстановлением нитромочевины или взаимодействии мочевины с гидразин-гидратом при повышенной температуре.

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.