Nitroglicerin - jedan od najpoznatijih eksploziva, osnova sastava dinamita. Zbog svojih je karakteristika pronašao široku primjenu u mnogim područjima industrije, ali do sada je jedan od glavnih problema povezanih s njim pitanje sigurnosti.
Povijest
Povijest nitroglicerina počinje s talijanskim kemičarom Ascaniom Sobrerom. On je prvi put sintetizirao ovu tvar 1846. godine. Prvotno je dobio naziv piroglicerin. Sobrero je već otkrio njegovu veliku nestabilnost - nitroglicerin bi mogao eksplodirati čak i od slabih potresa mozga ili udaraca.
Snaga eksplozije nitroglicerina teoretski ga je učinila obećavajućim reagensom u rudarskoj i građevinskoj industriji - bio je mnogo učinkovitiji od tipova eksploziva koji su postojali u to vrijeme. Međutim, navedena nestabilnost predstavljala je preveliku prijetnju tijekom skladištenja i transporta - pa je nitroglicerin stavljen u zadnju stranu.
Stvari su se malo pomaknule pojavom Alfreda Nobela i njegove obitelji- otac i sinovi započeli su industrijsku proizvodnju ove tvari 1862. godine, unatoč svim opasnostima koje su s njom povezane. Međutim, dogodilo se nešto što se prije ili kasnije trebalo dogoditi – u tvornici je došlo do eksplozije, a Nobelov mlađi brat je umro. Otac je, nakon što je pretrpio tugu, otišao u mirovinu, ali je Alfred uspio nastaviti proizvodnju. Kako bi poboljšao sigurnost, pomiješao je nitroglicerin s metanolom - smjesa je bila stabilnija, ali vrlo zapaljiva. Još uvijek nije bilo konačno.
Postali su dinamit - nitroglicerin koji je apsorbirala dijatomejska zemlja (sedimentna stijena). Eksplozivnost tvari smanjena je za nekoliko redova veličine. Kasnije je smjesa poboljšana, dijatomejska zemlja je zamijenjena učinkovitijim stabilizatorima, ali suština je ostala ista - tekućina se apsorbirala i prestala eksplodirati od najmanjeg potresanja.
Fizička i kemijska svojstva
Nitroglicerin je nitroester dušične kiseline i glicerola. U normalnim uvjetima, to je žućkasta, viskozna uljasta tekućina. Nitroglicerin je netopiv u vodi. Nobel je koristio ovo svojstvo: kako bi pripremio nitroglicerin za uporabu nakon transporta i oslobodio ga od metanola, isprao je smjesu vodom - u njoj otopljenim metilnim alkoholom i otišao, a ostao je nitroglicerin. Isto svojstvo koristi se u pripremi nitroglicerina: proizvod sinteze se ispere vodom kako bi se uklonili ostaci reagensa.
Nitroglicerin hidrolizira (tvori glicerol i dušičnu kiselinu) kada se zagrijava. Bezzagrijavanjem ide alkalna hidroliza.
Eksplozivna svojstva
Kao što je već spomenuto, nitroglicerin je izrazito nestabilan. Međutim, ovdje vrijedi dati važnu napomenu: podložan je upravo mehaničkom naprezanju - eksplodira od potresa mozga ili udarca. Ako ga samo zapalite, tekućina će najvjerojatnije tiho gorjeti bez eksplozije.
Stabilizacija nitroglicerina. dinamit
Nobelovo prvo iskustvo u stabilizaciji nitroglicerina bio je dinamit - kieselgur je potpuno apsorbirao tekućinu, a smjesa je bila sigurna (sve dok, naravno, nije aktivirana u bombi za rušenje). Razlog zašto se koristi dijatomejska zemlja je zbog kapilarnog učinka. Prisutnost mikrotubula u ovoj pasmini uzrokuje učinkovitu apsorpciju tekućine (nitroglicerin) i njeno zadržavanje tamo dugo vremena.
Laboratorijsko dobivanje
Reakcija za dobivanje nitroglicerina u laboratoriju sada je ista kao ona koju koristi Sobrero - esterifikacija u prisutnosti sumporne kiseline. Prvo se uzima mješavina dušične i sumporne kiseline. Kiseline su potrebne koncentrirane, s malom količinom vode. Nadalje, glicerin se postupno dodaje u smjesu u malim obrocima uz stalno miješanje. Temperatura se mora održavati niskom, jer će se u vrućoj otopini, umjesto esterifikacije (formiranja estera), glicerol oksidirati dušičnom kiselinom.
Ali budući da se reakcija odvija oslobađanjem velike količine topline, smjesa se mora stalno hladiti (običnoučinjeno s ledom). U pravilu se održava oko 0 ° C, prekoračenje oznake od 25 ° C može prijetiti eksplozijom. Temperatura se stalno prati termometrom.
Nitroglicerin je teži od vode, ali je lakši od mineralne (dušične i sumporne) kiseline. Stoga će u reakcijskoj smjesi proizvod ležati u zasebnom sloju na površini. Nakon završetka reakcije, posuda se mora ohladiti, pričekati da se maksimalna količina nitroglicerina nakupi u gornjem sloju, a zatim je iscijediti u drugu posudu s hladnom vodom. Zatim slijedi intenzivno pranje u velikim količinama vode. To je neophodno kako bi se nitroglicerin što bolje pročistio od svih nečistoća. To je važno jer se, zajedno s ostacima neizreagiranih kiselina, eksplozivnost tvari povećava nekoliko puta.
Industrijska proizvodnja
U industriji je proces dobivanja nitroglicerina odavno doveden do automatizacije. Sustav koji je trenutno u upotrebi, u svojim glavnim aspektima, izumio je Biazzi davne 1935. godine (i zove se Biazzi instalacija). Glavna tehnička rješenja u njemu su separatori. Primarna smjesa neopranog nitroglicerina se najprije u separatoru odvaja pod djelovanjem centrifugalnih sila u dvije faze - ona s nitroglicerinom uzima se za daljnje pranje, a kiseline ostaju u separatoru.
Ostali koraci proizvodnje su isti kao i standardni. To jest, miješanje glicerola i nitriranjasmjese u reaktoru (proizvedene uz pomoć posebnih pumpi, pomiješane s turbinskom miješalicom, hlađenje je snažnije - freonom), nekoliko faza ispiranja (vodom i blago alkaliziranom vodom), od kojih svakom prethodi stupanj s separator.
Biazzi biljka je prilično sigurna i ima prilično visoke performanse u usporedbi s drugim tehnologijama (međutim, obično se velika količina proizvoda gubi tijekom pranja).
Kućni uvjeti
Nažalost, ali prilično srećom, pravljenje nitroglicerina kod kuće uključuje previše poteškoća, koje uglavnom nisu vrijedne rezultata.
Jedini mogući način sintetiziranja kod kuće je dobivanje nitroglicerina iz glicerola (kao u laboratorijskoj metodi). I ovdje su glavni problem sumporna i dušična kiselina. Prodaja ovih reagensa ograničena je na određene pravne osobe i strogo je kontrolirana od strane vlade.
Očito rješenje je da ih sami sintetizirate. Jules Verne je u svom romanu "Tajanstveni otok", govoreći o epizodi proizvodnje nitroglicerina od strane glavnih likova, izostavio posljednji trenutak procesa, ali je vrlo detaljno opisao proces dobivanja sumporne i dušične kiseline.
itd. Hoće li ga imati prosječna ovisna osoba? malo vjerojatno. Stoga domaći nitroglicerin u velikoj većini slučajeva ostaje samo san.
