Nitroglyserin - et av de mest kjente eksplosivene, grunnlaget for sammensetningen av dynamitt. Den har funnet bred anvendelse i mange områder av industrien på grunn av dens egenskaper, men så langt er et av hovedproblemene knyttet til det spørsmålet om sikkerhet.
Historie
Nitroglyserins historie begynner med den italienske kjemikeren Ascanio Sobrero. Han syntetiserte først dette stoffet i 1846. Det ble opprinnelig gitt navnet pyroglyserin. Sobrero har allerede oppdaget dens store ustabilitet – nitroglyserin kunne eksplodere selv fra svake hjernerystelser eller slag.
Kraften til eksplosjonen av nitroglyserin gjorde det teoretisk sett til et lovende reagens i gruve- og anleggsindustrien – det var mye mer effektivt enn eksplosivertypene som fantes på den tiden. Imidlertid utgjorde nevnte ustabilitet en for stor trussel under lagring og transport - så nitroglyserin ble satt på baksiden.
Ting beveget seg litt med utseendet til Alfred Nobel og hans familie- far og sønner begynte industriell produksjon av dette stoffet i 1862, til tross for alle farene forbundet med det. Det skjedde imidlertid noe som skulle ha skjedd før eller siden - en eksplosjon skjedde på fabrikken, og Nobels yngre bror døde. Faren trakk seg etter å ha lidd av sorg, men Alfred klarte å fortsette produksjonen. For å forbedre sikkerheten blandet han nitroglyserin med metanol – blandingen var mer stabil, men svært brannfarlig. Det var fortsatt ikke endelig.
De ble til dynamitt - nitroglyserin absorbert av diatoméjord (sedimentær bergart). Eksplosiviteten til stoffet har gått ned med flere størrelsesordener. Senere ble blandingen forbedret, diatoméjord ble erstattet med mer effektive stabilisatorer, men essensen forble den samme - væsken ble absorbert og sluttet å eksplodere fra den minste risting.
Fysiske og kjemiske egenskaper
Nitroglyserin er en nitroester av salpetersyre og glyserol. Under normale forhold er det en gulaktig, tyktflytende oljeaktig væske. Nitroglycerin er uløselig i vann. Nobel brukte denne egenskapen: for å forberede nitroglyserin for bruk etter transport og frigjøre det fra metanol, vasket han blandingen med vann - metylalkohol oppløst i den og dro, og nitroglyserin ble igjen. Den samme egenskapen brukes ved fremstilling av nitroglyserin: synteseproduktet vaskes med vann for å fjerne restene av reagensene.
Nitroglyserin hydrolyserer (for å danne glyserol og salpetersyre) ved oppvarming. Utenoppvarming går alkalisk hydrolyse.
Eksplosive egenskaper
Som allerede nevnt, er nitroglyserin ekstremt ustabilt. Men her er det verdt å komme med en viktig bemerkning: den er utsatt for nettopp mekanisk stress - den eksploderer fra hjernerystelse eller støt. Hvis du bare setter fyr på den, vil væsken mest sannsynlig brenne stille uten en eksplosjon.
Nitroglyserinstabilisering. Dynamite
Nobels første erfaring med å stabilisere nitroglyserin var dynamitt - kiselgur absorberte væsken fullstendig, og blandingen var trygg (inntil den selvfølgelig ble aktivert i en rivningsbombe). Grunnen til at kiselgur brukes er på grunn av kapillæreffekten. Tilstedeværelsen av mikrotubuli i denne rasen forårsaker effektiv absorpsjon av væske (nitroglyserin) og retensjon der i lang tid.
Laboratory Actaining
Reaksjonen for å få nitroglyserin i laboratoriet er nå den samme som brukes av Sobrero - forestring i nærvær av svovelsyre. Først tas en blanding av salpetersyre og svovelsyre. Syrer er nødvendig konsentrert, med en liten mengde vann. Videre tilsettes glyserin gradvis til blandingen i små porsjoner under konstant omrøring. Temperaturen må holdes lav, for i en varm løsning vil glyserol i stedet for esterifisering (esterdannelse) oksideres med salpetersyre.
Men siden reaksjonen fortsetter med frigjøring av en stor mengde varme, må blandingen avkjøles konstant (vanligvisferdig med is). Som regel holdes den rundt 0 ° C, overskridelse av merket på 25 ° C kan true med en eksplosjon. Temperaturen overvåkes konstant med et termometer.
Nitroglyserin er tyngre enn vann, men lettere enn mineralsyrer (salpetersyre og svovelsyre). Derfor vil produktet i reaksjonsblandingen ligge i et eget lag på overflaten. Etter slutten av reaksjonen må karet avkjøles, vent til maksimal mengde nitroglyserin samler seg i det øvre laget, og tøm det deretter over i en annen beholder med kaldt vann. Så kommer intensiv vask i store mengder vann. Dette er nødvendig for å rense nitroglyserin fra alle urenheter best mulig. Dette er viktig fordi, sammen med rester av ureagerte syrer, øker eksplosiviteten til et stoff flere ganger.
Industriell produksjon
I industrien har prosessen med å skaffe nitroglyserin lenge blitt automatisert. Systemet som for tiden er i bruk, i sine hovedaspekter, ble oppfunnet tilbake i 1935 av Biazzi (og kalles Biazzi-installasjonen). De viktigste tekniske løsningene i den er separatorer. Den primære blandingen av uvasket nitroglyserin separeres først i separatoren under påvirkning av sentrifugalkrefter i to faser - den med nitroglyserin tas for videre vasking, og syrene forblir i separatoren.
Resten av produksjonstrinnene er de samme som standard. Det vil si å blande glyserol og nitreringblandinger i reaktoren (produsert ved hjelp av spesielle pumper, blandet med en turbinrøreverk, kjøling er kraftigere - med freon), flere vasketrinn (med vann og lett alkalisert vann), som hver er innledet av et trinn med en skilletegn.
Biazzi-anlegget er ganske trygt og har en ganske høy ytelse sammenlignet med andre teknologier (men vanligvis går en stor mengde produkt tapt under vask).
Hjemmeforhold
Dessverre, men ganske heldig, innebærer det for mange vanskeligheter å lage nitroglyserin hjemme, som stort sett ikke er verdt resultatet.
Den eneste mulige måten å syntetisere hjemme er å få nitroglyserin fra glyserol (som i laboratoriemetoden). Og her er hovedproblemet svovelsyre og salpetersyre. Salget av disse reagensene er begrenset til visse juridiske enheter og er strengt kontrollert av myndighetene.
Den åpenbare løsningen er å syntetisere dem selv. Jules Verne i sin roman "Den mystiske øya", som snakket om episoden med produksjon av nitroglyserin av hovedpersonene, utelot det siste øyeblikket av prosessen, men beskrev i stor detalj prosessen med å skaffe svovelsyre og salpetersyre.
osv. Vil den gjennomsnittlige avhengige personen ha det? Usannsynlig. Derfor forblir hjemmelaget nitroglyserin i de aller fleste tilfeller bare en drøm.
