No Image

Глицерин для взрыва

СОДЕРЖАНИЕ
2 просмотров
09 марта 2020
Нитроглицерин
Общие
Систематическое
наименование
1,2,3-тринитроксипропан
Сокращения НГЦ
Традиционные названия нитроглицерин
Хим. формула C3H5N3O9
Физические свойства
Состояние тяжёлая, маслянистая бесцветная жидкость
Молярная масса 227,0865 ± 0,0061 г/моль
Плотность 1,595 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 13 °C
Т. кип. 160 °C
Т. разл. 140 ± 1 °F [1] и 122 ± 1 °F [1]
Т. свспл. 270 °C
Давление пара 0,0003 ± 0,0001 мм рт.ст. [1]
Химические свойства
Растворимость в воде 0,138 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 55-63-0
PubChem 4510
Рег. номер EINECS 200-240-8
SMILES
RTECS QX2100000
ChEBI 28787
Номер ООН 0143 , 0144 , 1204 , 3064 и 3319
ChemSpider 4354
Безопасность
ПДК 2 мг/м 3
ЛД50 105 мг/кг (крысы, перорально),
115 мг/кг (мыши, перорально),
1450 мг/кг (морские свинки, перорально),
210 мг/кг (LD100 человек, перорально)
Токсичность

высокотоксичен, взрывоопасен, особенно опасны его пары, при втирании в кожу вызывает сильное и продолжительное отравление.

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Исторически сложившееся русское название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является некорректным, поскольку нитроглицерин является не нитросоединением, а нитроэфиром (эфиром азотной кислоты). В терминах номенклатуры IUPAC имеет наименование 1,2,3-тринитроксипропан . Химическая формула O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2.

Широко известен благодаря своим взрывчатым и лекарственным свойствам. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканио Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina ).

Содержание

Получение [ править | править код ]

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину кислотная смесь должна иметь малое содержание воды. Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98%-й серной кислоты) и меланжа. Смешение кислот производят при охлаждении для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией [2] :

2 H 2 S O 4 + H N O 3 → H 2 S O 4 ⋅ H 2 O + N O 2 H S O 4 <displaystyle <mathsf <2H_<2>SO_<4>+HNO_<3>
ightarrow H_<2>SO_<4>cdot H_<2>O+NO_<2>HSO_<4>>>>

Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты с целью образования катионов нитрозония NO2 + . Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:

C H 2 O H – C H ( O H ) – C H 2 O H + 3 N O 2 H S O 4 → C H 2 O N O 2 – C H O N O 2 – C H 2 O N O 2 <displaystyle <mathsf <2>OH< ext<->>CH(OH)< ext<->>CH_<2>OH+3NO_<2>HSO_<4>
ightarrow CH_<2>ONO_<2>< ext<->>CHONO_<2>< ext<->>CH_<2>ONO_<2>>>>

Верхний слой из реакционного стакана (колбы) сразу сливают в большой объём холодной воды при перемешивании. Температура воды должна быть 6—15 °C, объём — не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе). Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта [3] . Большой объём промывных вод, напротив, позволяет максимально быстро и безопасно промыть НГЦ. Недостаточная промывка НГЦ от кислотных примесей и продуктов неполной этерификации приводит к очень низкой устойчивости продукции (пороха, ТРТ, БВВ и пр.) и делает НГЦ крайне опасным.

В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци [4] ). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.

Большую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.) [3] .

Физико-химические свойства [ править | править код ]

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде [5] (0,13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C). При нагревании с водой до 80 °C гидролизуется. Быстро разлагается щёлочами.

Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг — 4 см (гремучая ртуть — 2 см, тротил — 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации — 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки — около 200 °C. Теплота взрыва — 6,535 МДж/кг. Температура взрыва — 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка — для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации — 7650 м/с. 8000-8200 м/c — в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100—2000 м/с. Плотность — 1,595 г/см³, в твёрдом виде — 1,735 г/см³. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более — к трению, поэтому очень опасен. Объём продуктов взрыва — 715 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 (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе — 550 см³. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ, динамитов и главным образом бездымных порохов (для пластификации нитратов целлюлозы). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Читайте также:  Печеночные отеки симптомы

Применение [ править | править код ]

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии [ править | править код ]

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холецистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1%-м спиртовом растворе.

Нитроглицерин в небольших дозах входит в состав геля Zanifil, используемого в презервативах Durex CSD500 для стимуляции эрекции во время полового акта [7] [8] .

Во взрывотехнике [ править | править код ]

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 году русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 году. Альфред Нобель в 1863 году изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 году — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино [ править | править код ]

  • Герой приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом [9] :

Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

  • Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.
  • В романе Чака Паланика «Бойцовский клуб» (1996) и одноимённом фильме (1999) главный герой получает нитроглицерин путём омыления человеческого жира и добавления полученного глицерина в смесь азотной кислоты и серной кислоты.

Возьмите одну часть 98%-й дымящей азотной кислоты и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты. Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

  • В фильме «Вертикальный предел» (2000) есть эпизод с самопроизвольной детонацией жидкого нитроглицерина от прямого воздействия солнечных лучей (но нитроглицерин не может взорваться от теплового воздействия, а горит, подобно спирту. Заставить нитроглицерин взорваться может лишь механическое воздействие — прим. редактора).
  • В сериале «Побег» сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.
  • В сериале «Остаться в живых» сезон 1 серии 24-25 на корабле «Черная скала» находят динамит (нитроглицерин, стабилизированный пористым веществом)
  • В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.
  • В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.
  • В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (Джеймс Коберн) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.

Токсичность нитроглицерина [ править | править код ]

Нитроглицерин высокотоксичен. Токсичность нитроглицерина объясняется тем, что он легко и быстро всасывается через кожу и слизистые оболочки (в особенности этому способствует слизистая ротовой полости, дыхательных путей и лёгких) в кровь. Токсичной дозой для человека считается 25—50 мг. Доза в 50—75 мг вызывает сильное отравление: происходит понижение АД, появляется сильная головная боль, головокружение, покраснение лица, сильное жжение в горле и под «ложечкой», возможна одышка, обморок, нередко наблюдается тошнота, рвота, колики, светобоязнь, недолговременные и проходящие расстройства зрения, параличи (особенно глазных мышц), шум в ушах, биение артерий, замедление пульса, синюшность, похолодание конечностей [10] . Хроническое действие нитроглицерина (хроническое отравление организма нитроглицерином наблюдалось у работников, производящих динамит), вдыхание, а также приём внутрь больших доз (100—150 мг/кг) может привести к летальному исходу [10] . LD100 для человека составляет 210 мг/кг, смерть наступает в течение 2 минут. Нитроглицерин также может вызывать сильное раздражение кожи. У работающих с динамитом развиваются упорные язвы под ногтями и на концах пальцев, высыпания на подошвах и между пальцами рук, сухость кожи и трещины. Втирание в кожу 1 капли нитроглицерина вызвало общее отравление, длившееся 10 часов [10] . ПДК для рабочей зоны составляет 2 мг/м 3 [5] .

Век XIX был веком торжества металлургии и химии. Заводы становились все крупнее, производилось все больше стали, строились новые мосты и дороги, тоннели и все более глубокие шахты. И в рытье новых тоннелей, строительстве новых дорог, выработке новых шахт большую роль сыграл нитроглицерин, а потом и созданный на его основе динамит.

Читайте также:  Образование рубца после операции

А как обрадовались генералы, узнав, что вместо слабого дымного пороха теперь в бомбы можно положить намного более мощную взрывчатку!

Изобретение

Итальянский химик Асканио Собреро, работавший в Туринском университете, проводил опыты по реакции между глицерином и смесью азотной и серной кислот. Смесь этих кислот сегодня называют «нитрующей смесью», ее воздействие на многие вещества создает новые вещества, часто очень неустойчивые и склонные к самопроизвольной детонации.

Взаимодействие глицерина с нитрующей смесью породило в 1846 году нитроглицерин. В 1847 году автор выступил с докладом об изобретении. В ходе проверки свойств нового вещества произошел взрыв, изуродовавший автору изобретения лицо. А в 1850 году в Турин в лабораторию приехал молодой Альфред Нобель и начал изучать производство нитроглицерина.

В то же время Нобели изучали и работу российских химиков, исследовавших возможность уменьшения чувствительности нитроглицерина. Нобели придумали способ подрыва нитроглицерина, создав капсюли-детонаторы на основе гремучей ртути. A — опилки или иной абсорбционный материал, пропитанный нитроглицерином; B — защитная оболочка; C — капсюль-детонатор; D — кабель, связанный с подрывным капсюлем; E — крепёжная лента
Фото: ru.wikipedia.org

Применение в медицине

При изучении свойств созданного вещества Асканио Собреро установил, что вещество обладает сладким вкусом и вызывает сильную головную боль. Сегодня врачи понимают, что эта боль вызвана снижением артериального давления. Но эти симптомы не были правильно интерпретированы тогдашними врачами.

Лишь в 1858 году в Англии врач Альфред Филд прописал пациентке 68 лет нитроглицерин от стенокардии, чтобы уменьшить боль в груди. Он прописал ей новый препарат «глоноин», как тогда называли в фармакологии нитроглицерин. Однако в жидком виде употреблять препарат было очень неудобно. В том числе и из-за его склонности к детонации при встряхивании: попытался вытряхнуть в стакан каплю — и взрыв разнес в клочья всё в комнате.

Но история лекарства скоро продолжилась: новым препаратом заинтересовался врач из Лондона Вильям Мюррел. Он обратился к химику В. Мартиндейлу, который сумел придать нитроглицерину форму мелких стабильных гранулок. Пациент взял на язык одну гранулку — и боль в груди прекратилась. Если нет, то принять еще одну гранулку, рассосав ее на языке. Первое сердечное лекарство состоялось! Фото: nebolet.com

А понять, что этот нитроглицерин делает и почему сердце перестает болеть, сумели только в самом конце XX века три исследователя из США: Луис Игнарро, Роберт Фёрчготт и Ферид Мьюрэд, за что они и получили в 1998 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии.

Оказывается, в организме человека нитроглицерин освобождает оксид азота, который расслабляет гладкомышечные клетки, что приводит к расширению кровеносных сосудов.

Создание динамита

Нобели придумали пропитывать нитроглицерином различные пористые материалы.
Одновременно с ними в других странах, в том числе и в России, проводились аналогичные исследования.

В России полковник Петрушевский создал в 1868 году магнезиальный динамит: нитроглицерин впитывался в пористый порошок магнезии — и получалось мощное взрывчатое вещество, которое можно было провозить к месту применения, не опасаясь встряхнуть ящик с динамитом. А на месте динамитные шашки можно было взорвать с помощью капсюля-детонатора. Динамит производства фабрики Нобеля
Фото: ru.wikipedia.org

В том же 1868 году динамит на базе кизельгура (кремнистой земли) начали производить и Нобели. И взяли на динамит патент, став официальными изобретателями новой взрывчатки.

Взрывчатые работы при помощи динамита, особенно при подземных работах, были намного безопаснее, чем взрывные работы при помощи пороха. Порох горит намного медленнее и его вспышка часто воспламеняла в шахтах рудничный газ, что влекло подземные взрывы. А мгновенная детонация динамита рудничный газ не успевала поджечь.

Динамит был нарасхват, за первые 8 лет его производство выросло в 800 раз — от примерно 10 тонн в год до 8000 тонн. И на этом производстве уже работала не одна небольшая фабрика, а несколько десятков фабрик. Генералы начали потирать руки…

Боевое применение

Попытка заложить динамит в пушечный снаряд провалилась — слишком часто снаряды взрывались при выстреле. Зато для производства мин, для начала — морских, а также для подрыва крепостных стен, мостов, тоннелей — динамит отлично подходил.

Во франко-прусской войне 1870−1871 годов динамит уже использовался в больших масштабах. Взрывные работы с помощью динамита, рисунок из французского журнала La Nature, 1873 г.
Фото: ru.wikipedia.org

Расширение производства динамита сопровождалось взрывами на производстве. Взрывались заводы, гибли люди, нитроглицерин — все же очень взрывоопасное вещество. А динамит при ненадлежащем хранении или долгом хранении «отпотевает», на его поверхности выступают капельки нитроглицерина — и тут до взрыва всего склада взрывчатки остается совсем чуть-чуть.

Пытаясь уменьшить взрывоопасность динамита, исследователи создали желатин-динамит — при взаимодействии нитроглицерина и желеобразной массы, получаемой при разведении коллодия различными органическими растворителями. Желатин-динамиты, или «гремучие студни», широко использовались при строительстве тоннелей в Альпах. И туннель под перевалом Сен-Готард, и все остальные туннели, пробитые людьми в то время, своей прокладкой во многом обязаны «гремучим студням». Гремучие студни в отражённом свете (сверху) и на просвет (снизу)
Фото: ru.wikipedia.org

Триумф и закат эпохи динамита

В конце XIX — начале XX века динамит был главной взрывчаткой мира.

Ручные гранаты — динамит. Террористические акты ирландцев в Великобритании и революционеров в России — динамит. Морские мины — динамит.

Но в самом конце XIX века ученые начали исследовать свойства тринитротолуола и гексогена. Более мощные, чем динамит, хранящиеся намного дольше, намного более стабильные. Эту взрывчатку можно было поместить в артиллерийский снаряд, в торпеду, в мину, в ручную гранату.

Век динамита почти закончился — осталось еще применение при прокладывании тоннелей, при постройке шахт.

Динамит производят и сегодня. Но в общей массе производимой в мире взрывчатки на динамит приходится только 2%.

Зато все до сих пор помнят Нобелей. В основном благодаря Нобелевской премии.
Даже шутливая премия Ignobel получила свое название именно от Нобеля.

Нитроглицерин – одно из наиболее известных взрывчатых веществ, основа состава динамита. Он нашел широкое применение во многих областях промышленности благодаря своим характеристикам, однако до сих пор одна из главных проблем, связанных с ним – вопрос безопасности.

Читайте также:  Простой способ почистить сосуды

История

История нитроглицерина начинается с итальянского ученого-химика Асканьо Собреро. Он впервые синтезировал это вещество в 1846 году. Первоначально ему было дано название пироглицерина. Уже Собреро обнаружил его большую неустойчивость – нитроглицерин мог взрываться даже от слабых сотрясений или ударов.

Мощность взрыва нитроглицерина теоретически делала его перспективным реагентом в горнодобывающей и строительной промышленностях – он был гораздо эффективнее существовавших на то время видов взрывчатки. Однако упомянутая нестабильность создавала слишком большую угрозу при его хранении и транспортировке – поэтому нитроглицерин отложили в долгий ящик.

Дело чуть сдвинулось с места при появлении Альфреда Нобеля и его семьи – отец и сыновья наладили промышленное производство этого вещества в 1862 году, невзирая на все опасности, связанные с ним. Однако случилось то, что должно было случиться рано или поздно – на фабрике произошел взрыв, и младший брат Нобеля погиб. Отец после перенесенного горя отошел от дел, однако Альфред сумел продолжить производство. Для повышения безопасности он смешивал нитроглицерин с метанолом – смесь была более стабильной, однако очень пожароопасной. Это все еще не было окончательным решением.

Им стал динамит – нитроглицерин, поглощенный кизельгуром (осадочной породой). Взрывоопасность вещества уменьшилась на несколько порядков. Позже смесь совершенствовалась, кизельгур заменяли более эффективными стабилизаторами, однако суть оставалось той же – жидкость поглощалась и переставала взрываться от малейших сотрясений.

Физические и химические свойства

Нитроглицерин – это нитроэфир азотной кислоты и глицерина. В нормальных условиях это желтоватая, вязкая маслянистая жидкость. Нитроглицерин нерастворим в воде. Этим его свойством пользовался Нобель: чтобы после транспортировки подготовить нитроглицерин к применению и освободить его от метанола, он промывал смесь водой – метиловый спирт растворялся в ней и уходил, а нитроглицерин оставался. Это же свойство используют при получении нитроглицерина: водой продукт синтеза промывают от остатков реагентов.

Нитроглицерин гидролизуется (с образованием глицерина и азотной кислоты) при нагревании. Без нагревания идет щелочной гидролиз.

Взрывчатые свойства

Как уже было сказано, нитроглицерин крайне неустойчив. Однако здесь стоит сделать важное замечание: он восприимчив именно к механическому воздействию – взрывается от сотрясения или удара. Если просто поджечь его, жидкость, скорее всего, будет спокойно гореть без взрыва.

Стабилизация нитроглицерина. Динамит

Первым опытом по стабилизации нитроглицерина Нобеля был динамит – кизельгур полностью поглощал жидкость, и смесь была безопасной (до тех пор, конечно, пока ее не активируют в подрывной шашке). Причина, по которой используется именно кизельгур – капиллярный эффект. Наличие микротрубочек в этой породе обусловливает эффективное всасывание жидкости (нитроглицерина) и удержание ее там на долгое время.

Получение в лаборатории

Реакция получения нитроглицерина в лаборатории сейчас все та же, которой пользовался еще Собреро – этерификация в присутствии серной кислоты. Сначала берется смесь азотной и серной кислот. Кислоты необходимы концентрированные, с малым количеством воды. Далее к смеси малыми порциями при постоянном перемешивании постепенно добавляется глицерин. Температура должна поддерживаться низкая, так как в горячем растворе вместо этерификации (образования эфира) будет происходить окисление глицерина азотной кислотой.

Но так как реакция идет с выделением большого количества тепла, смесь необходимо постоянно охлаждать (обычно это делается с помощью льда). Как правило, она держится в районе 0 °С, превышение отметки в 25 °С может грозить взрывом. Контроль температуры осуществляется постоянно с помощью термометра.

Нитроглицерин тяжелее воды, однако легче минеральных (азотной и серной) кислот. Поэтому в реакционной смеси продукт будет лежать отдельным слоем на поверхности. После окончания реакции сосуд необходимо еще охладить, подождать, пока в верхнем слое не скопится максимальное количество нитроглицерина, а потом слить его в другую емкость с холодной водой. Затем идет интенсивная промывка в больших объемах воды. Это необходимо для того, чтобы как можно лучше очистить нитроглицерин от всех примесей. Это важно, потому что в комплекте с остатками непрореагировавших кислот взрывоопасность вещества увеличивается в несколько раз.

Промышленное получение

В промышленности уже давно довели до автоматизации процесс получения нитроглицерина. Система, которая используется в настоящее время, в основных своих аспектах была придумана еще в 1935 году Биацци (и так и называется – установка Биацци). Главные технические решения в ней – это сепараторы. Первичная смесь непромытого нитроглицерина сначала в сепараторе под действием центробежных сил разделяется на две фазы – ту, что с нитроглицерином, отбирают для дальнейшей промывки, а кислоты остаются в сепараторе.

Остальные этапы производства совпадают со стандартными. То есть, смешивание глицерина и нитрующей смеси в реакторе (производится с помощью специальных насосов, перемешивается турбинной мешалкой, охлаждение более мощное – с помощью фреона), несколько этапов промывки (водой и чуть подщелоченной водой), перед каждым из которых идет этап с сепаратором.

Установка Биацци достаточно безопасна и обладает достаточно высокой производительностью по сравнению с другими технологиями (однако обычно большое количество продукта теряется при промывке).

Домашние условия

К сожалению, хотя, скорее, к счастью, синтез нитроглицерина в домашних условиях связан со слишком большим количеством трудностей, преодоление которых в основном не стоит результата.

Единственный возможный способ синтеза в домашних условиях – получение нитроглицерина из глицерина (как и в лабораторном способе). И здесь основная проблема – серная и азотная кислоты. Продажа этих реактивов разрешена только определенным юридическим лицам и строго контролируется государством.

Возникает очевидное решение – синтезировать их самостоятельно. Жюль Верн в своем романе "Таинственный остров", рассказывая об эпизоде изготовления главными героями нитроглицерина, опустил конечный момент процесса, однако крайне подробно описал процесс получения серной и азотной кислот.

Действительно заинтересовавшиеся могут заглянуть в книгу (первая часть, глава семнадцатая), однако и тут загвоздка – необитаемый остров буквально изобиловал необходимыми реактивами, поэтому в распоряжении героев оказались серный колчедан, водоросли, много угля (для обжига), калийная селитра и так далее. Будет ли это у среднестатистического увлекающегося человека? Вряд ли. Поэтому домашний нитроглицерин в абсолютном большинстве случаев остается лишь мечтой.

Комментировать
2 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector