Історія створення нітрогліцерину та його цікаві властивості
Каталог статей
Читати статті безкоштовно
| Мапа сайту: | Частина 1 Частина 2 Частина 3 Частина 4 Частина 5 Частина 6 |
Інші статті рубрики:
Виробництво -> Хімпром
Якби свого часу італійський хімік А. Сомбреро (Собре-ро) переплутав і замість азотної кислоти взяв у реакцію фосфорну, з нього вийшов би непоганий фармацевт і він ніколи не знав би що таке піротехніка, і він став би першовідкривачем препарату «гліцерофосфат» , що застосовується при виснаженні організму Зрештою, краще б він винайшов знаменитий капелюх. Однак доля розпорядилася інакше і саме він у 1846 р. в лабораторії Пелуза синтезував найвідомішу вибухову речовину тринітрогліцерин (знаменитий нітролеум або просто нітрогліцерин).
Спочатку Шарль Вюрц (1817-1884) приписав йому жироподібну структуру (1854), щоправда, як порахували сучасники «помилкову». Час все розставляє своїми місцями і сьогодні точно встановлено, що нітрогліцерин дійсно є не нітросполукою, а складним ефіром азотної кислоти. Тому грамотніше називати його «гліцерину тринітратом». У медичній практиці як серцево-судинний засіб нітрогліцерин, мабуть, став застосовуватися після того, як його винахідник з болем у серці зрозумів, що жити залишився випадково.
Виявити навіть сліди нітрогліцерину можна пробою Вербера: при додаванні аніліну та концентрованої сірчаної кислоти утворюється пурпурове фарбування, яке при розведенні водою змінюється зеленим. У присутності дифеніламіну та концентрованої сірчаної кислоти нітрогліцерин, як і всі нітропохідні, дає синє фарбування. Його нагрівання з розчином лугу та бісульфатом калію призводить до виділення акролеїну - нудотворногоїдкого продукту із запахом різдвяного гусака, що згорів у духовці.
Якісний нітрогліцерин повинен витримувати пробу Абеля: при 65°С не повинен фарбуватися йод-крохмальний папір від окислів азоту, що виділяються при розкладанні. Свого часу (1872) французькі хіміки-винахідники Бутмі і Фоше запропонували оригінальний спосіб зменшити саморозігрів у синтезі нітрогліцерину і запропонували попередньо готувати дві суміші: сірчано-гліцеринову та сірчано-азотнокислу. Далі їх змішували в охолодженому вигляді, при цьому час основної реакції розтягувався на добу. Цей метод терміново впровадили у Во-нже (Франція), Намюре (Бельгія) та Дембері (Англія). Як показала практика, навіть низький вихід кінцевого продукту та розтягнутість операцій у часі не змогли гарантувати безпеку такого синтезу. Тривалий контакт нітрогліцерину, що утворюється, з агресивним середовищем багаторазово збільшував небезпеку його спонтанного окислення, що і призвело до чергової серії виробничих вибухів. Важливим моментом підвищення безпеки синтезу нітрогліцерину стало застосування продування реакційної маси стисненим повітрям. Таку операцію вперше було впроваджено на фабриці Мовбрея в Массачусетсі і добре себе зарекомендувала. З 1880 р. більшість нітрогліцеринових заводів перейшло на так званий метод Нобеля
Ця аномальна речовина має відразу дві температури плавлення 13,5°З 2,9°З стабільної і лабільної кристалічної модифікації. Відносна щільність його в рідкому стані 1,60115 та 1,59320, питома вага кристалів 1,735. Продукт схильний до переохолодження. Кристали лабільної модифікації мають триклінну форму, стабільну - біпірамідально-ромбічну. Нітрогліцерин легко переходить з лабільного стану стабільний при підвищенні температури на 10°С. Нітрогліцерин детонує при ударі (особливо між залізними предметами), швидкому нагріванні вище 200°С або від дотику розпеченого предмета:
4C3H5(ONO2)3 -> 6N2 + 2СО2 + О2 + 10Н2О
При цьому із 1 кг нітрогліцерину утворюється 650 л газоподібних речовин. Помічено, що його схильність до детонації на удар значно знижується при використанні у виробництві обладнання зі свинцю чи міді.
Шамніон першим досліджував температурну деструкцію малих кількостей нітрогліцерину: при 185 ° С він активно виділяє бурі пари, при 194 ° С - повільно випаровується, при 200 ° С - швидко випаровується, при 218 ° С - швидко згоряє, при 241 ° С - важко вибухає, при 257°С - сильно детонує, при 267°С - вибухає слабше, а при 287°С слабо детонує з полум'ям. Втім, Конн свого часу встановив, що від удару нітрогліцерин детонує на порядок потужніше, ніж на розпеченій металевій платівці, де вибух може мати вигляд слабкого спалаху. Більше підступно надходить нітрогліцерин, що нагрівається не по краплях, а в масі. Його розігрівання до початку кипіння (
180-184 ° С) закінчується потужним вибухом.
Всупереч думці, що склалася, нітрогліцерин запалюється важко. Запалений нітрогліцерин поступово згоряє, поки температура маси не перевищить 180 ° С і не прогримить вибух! Нітрогліцерин є одним з наймогутніших ВР. Він має позитивний кисневий баланс (+3,5%). Швидкість його детонації досягає до 7,7 км/с, хоча відомі низькошвидкісні режими його вибуху, що не перевищують 1,5 км/с. Теплота вибуху нітрогліцерину 6220 кДж/кг, а працездатність у свинцевій бомбі (проба Трауцля) 550 мл. Його детонацію викликає вантаж масою 2 кг, що падає з висоти лише 4 см.
Замерзлий нітрогліцерин майже в 3-10 разів меншийчутливий до удару, але дуже примхливо переносить тертя і тому ще більш небезпечний. Найкращим засобом для його надійної детонації є капсуль з гримучою ртуттю (0,1-0,3 г для рідкого та 1-2 г для замороженого). Саме у твердому стані нітрогліцерин розвиває рекордну швидкість детонації 9,15 км/с. Він добре розчиняє деякі органічні речовини, наприклад, камфору і «розчинний пироксилин» (колодій). Завдяки цій цінній якості та прекрасним пальним характеристикам нітрогліцерин широко застосовується у виробництві сучасних видів пороху та твердого ракетного палива.
Нітрогліцерин у великій дозі виявляє отруйні властивості. Вільно вбираючись через шкіру, він викликає запаморочення та сильний головний біль, усунути який можна тільки чашкою міцної кави, бажано з анальгін. Цікаво, що досвідчені робітники переносять контакт з підступною рідиною безболісно. А ось з дозою більше 10 г, прийнятою внутрішньо, як відомо, поки не впорався ніхто.