exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

Нитроглицерин, глицеринтринитрат НГЦ

Физико-химические свойства:
Прозрачная вязкая нелетучая жидкость, склонная к переохлаждению. Смешивается с орг. раств., почти нераств. в воде (0.13% при 20°С, 0.2% при 50°С, 0.35% при 80°С) по др. данным 1.8% при 20°С и 2.5% при 50°С. При нагревании с водой до 80°С гидролизуется. Быстро разлагается щелочами. Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Летучесть при 60°С 0.11мг/см2/ч. Трудно поджигается, в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Плотность 1.595 г/см3, в твердом виде – 1.735 г/см3.
Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям:
t затв. 13.5°С (стаб. модификация, лабильная затвердевает при 2.8°С). При нагревании до 50°С начинает медленно разлагаться и становится еще более взрывоопасным. t вспышки ок 200°С. Очень чувствителен к удару, трению, огню, резкому нагреванию и т.п. Чувствительность к удару для груза 2кг – 4 см (гремучая ртуть – 2см, азид свинца – 3см). Высокой чувствительности к удару способствует наличие микропузырьков в нитроглицерине, НГЦ, не содержащий пузырьков, обладает меньшей чувствительностью. Весьма опасен в обращении. При добавлении спирта чувствительность резко падает. Твердый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более к трению, поэтому очень опасен. Смесь твердого и жидкого нитроглицерина характеризуется наибольшей чувствительностью. Несмотря на высокую чувствительность к удару, восприимчивость к детонации довольно низка – для полного взрыва необходим капсюль-детонатор №8.
Энергетические характеристики:
Теплота образования -368.0ккал/кг. Энтальпия образования -390.2ккал/кг. Теплота взрыва 6.3 МДж/кг, по др. данным 6.16 Мдж/кг. Скорость детонации 8000-8200м/c – в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора №8. При 1.60 г/см3 давление на фронте детонационной волны 25.3ГПа. Скорость детонации 7650 м/с. Температура взрыва 4100К. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100-2000 м/с. Объем продуктов взрыва 713 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке – 390 мл, в воде – 590 мл (кристаллич. несколько выше). Бризантность 120% от тротила (песочная проба), по Гессу – 115% от тротила. Работоспособность в баллистической мортире 140% от тротила.
Применение:
Впервые нитроглицерин был получен А. Собреро в 1846г. Однако использование этого жидкого и очень чувствительного ВВ в те годы считалось немыслимым. Более того, первые попытки наработки его в количествах от нескольких килограмм оканчивались несчастными случаями, в связи с чем во многих странах был наложен 15-ти летний запрет на производство НГЦ. В 1858г началось строительство заводов по производству нитроглицерина, а само производство началось в конце 1862г. Вскоре, в 1866г А. Нобель разработал первый гурдинамит, представлявший собой смесь нитроглицерина с инертным поглотителем – кизельгуром, что дало удобство в применении этому жидкому ВВ и значительно снизило чувствительность. В 1869г Нобель запатентовал динамит с использованием калиевой и натриевой селитры и горючих веществ в качестве поглотителя, а в 1870г Нобель выкупил патент на использование в качестве поглотителя нитроглицерина активного компонента – аммиачной селитры. В конце 70-х годов 19в Нобелем был запатентован желатиндинамит, в котором нитроглицерин структурировался нитроцеллюлозой. С 1903 г в динамиты начали добавлять антифризы для понижения температуры замерзания нитроглицерина. До начала 20В динамиты оставались основными промышленными ВВ. В 1888г тем же Нобелем был разработан первый баллиститный порох на основе нитроглицерина.
Нитроглицерин является основным компонентом бездымных порохов (труднолетучий пластификатор нитроцеллюлозы), используется в медицине как вазодилатор. Реже применяется как компонент некоторых жидких и промышленных ВВ, гл. обр. предохранительных.

Получение:

 Получают осторожным нитрованием глицерина (Бесцв.  жидкость сладкого вкуса.  t пл. 17.9°С, t кип. 290°С. Применяется в медицине) смесью конц. азотной и серной кислот (1 : 1 по объему) при интенсивном охлаждении. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Нитроглицерин отделяют от кислоты и промывают содовым раствором до полной нейтрализации кислот. В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в спец. инжекторах, где опасность случайного взрыва исключена т.к. характерные диаметры зон нитрования меньше критического диаметра нитроглицерина. В связи с возможной опасностью взрыва, НГ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или ВВ.

Получение в лаборатории:
В трехгорлую колбу, снабженную термометром и мешалкой, помещенную в баню с ледяной водой, приливают 100г кислотной смеси, содержащей 50% азотной кислоты и 50% серной кислоты. При интенсивном перемешивании и температуре не выше 20°С приливают из капельной воронки 20г глицерина. При превышении указанной температуры дозировку прекращают, в случае невозможности приостановить дальнейший рост температуры аварийный слив производят при 25°С. После окончания слива глицерина реакционную смесь выдерживают 3 мин и разделяют в сепараторе. Отработанную кислотную смесь после сепарации выливают в 5-ти кратное количество воды. Полученный нитроглицерин принимают в колбу с 60-65 мл холодной воды, содержимое колбы переносят в аппарат для промывки, перемешивают сжатым воздухом 3-5 мин и эмульсию разделяют. Затем нитроглицерин подобным образом промывают порциями по 50мл холодной воды, 50мл 3% теплого раствора карбоната натрия и 50мл теплой воды. Проверяют кислотность полученного продукта. В случае кислой реакции содовую промывку повторяют. Нейтральный продукт фильтруют через складчатый фильтр и определяют выход (около 90%).

Литература:

  1. T. Urbanski – Chemistry and Technology of Explosives Vol 2 – Pergamon Press. Oxford. 1965- P. 32
  2. Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff & Oliver E. Sheffield.  Vol 5,6 – Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA – 1972,1974. D1593-D1594, G98.
  3. Rudolf Meyer «Explosives», Fifth Edition. Wiley-VCH Verlag GmbH. (Electronic) 2002 p226
  4. Dobratz B.M. LLNL Explosives Handbook Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants –LLNL University of California, Livermore, California – (UCRL – 52997, 1985)
  5. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 – М 1962 С 175.
  6. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред. Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл – М. Янус К. 2000 с. 297.
  7. Орлова Е.Ю. и др. Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений. М. 1969 Стр. 214

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.