Blyazid: beskrivning, beredning, reaktioner. Användning av azider

Innehållsförteckning:

Blyazid: beskrivning, beredning, reaktioner. Användning av azider
Blyazid: beskrivning, beredning, reaktioner. Användning av azider
Anonim

S altet av hydrazoic acid är Pb(N3)2, en kemisk förening som annars kallas blyazid. Detta kristallina ämne kan ha en av minst två kristallina former: den första formen α med en densitet av 4,71 gram per kubikcentimeter, den andra formen β - 4,93. Den löser sig dåligt i vatten, men den är bra i monoetanolamin. Följ inte rekommendationerna i den här artikeln hemma! Blyazid är inte ett skämt, utan ett mycket känsligt sprängämne (sprängämne).

Bild
Bild

Properties

Blyazid initierar en explosion, eftersom dess känslighet är mycket hög och den kritiska diametern är mycket liten. Det används i sprängkapslar. Det kan inte hanteras utan speciell teknisk teknik och speciell vårdkunskap. Annars inträffar en explosion, vars värme närmar sig 1,536 megajoule per kilogram, eller 7,572 megajoule per kubikdecimeter.

Blyazid har en gasvolym på 308 liter per kilogram eller 1518 liter per kvadratdecimeter. Dess detonationshastighet är cirka 4800 meter per sekund. Azider, vars egenskaper ser mycket skrämmande ut, syntetiseras under utbytesreaktionen mellan lösliga alkalimetallazider och lösningar av blys alter. Resultatet är en vit kristallin fällning. Det här är blyazid.

Receive

Reaktionen utförs vanligtvis med tillsats av glycerin, dextrin, gelatin eller liknande, vilket förhindrar bildningen av för stora kristaller och minskar risken för detonation. Det rekommenderas inte att syntetisera blyazid hemma, inte ens för att göra festliga fyrverkerier. För att få det krävs särskilda villkor, kunskap och förståelse för faran samt tillräcklig erfarenhet som kemist.

Det finns dock ganska mycket information på nätet angående tillverkningen av detta farliga sprängämne. Många internetanvändare delar med sig av sina erfarenheter om hur man skaffar blyazid hemma, inklusive en detaljerad beskrivning av processen och dess steg-för-steg-illustrationer. Ibland innehåller texterna varningar om farorna med att göra dessa färglösa kristaller eller vita pulver, men de kommer sannolikt inte att stoppa alla. Du måste dock komma ihåg vad blyazid är. Kvicksilverfulminat är mindre farligt än dess användning.

Bild
Bild

Ändringar

Kristallina modifieringar av blyazid beskrivs i tot alt fyra, men i praktiken erhålls en av de två oftast. Antingen är det ett tekniskt vitgrått pulver eller färglösa kristaller som erhålls genom sammanslagninglösningar av natriumazid och blyacetat eller nitrat. I praktiken måste utfällning utföras med vattenlösliga polymerer för att få en produkt som är relativt säker att hantera. Om organiska lösningsmedel, såsom eter, tillsätts, och även om diffusionsinteraktion av lösningar uppstår, bildas en ny form, som kristalliserar nålformigt och grovt.

Surt medium ger mindre stabila former. Vid långtidslagring, exponering för ljus och uppvärmning förstörs kristallerna. Det är olösligt i vatten, lätt lösligt i en vattenlösning av ammoniumacetat, natrium och bly. Men 146 gram azid är perfekt löst i hundra gram etanolamin. I kokande vatten sönderdelas det och frigör gradvis salpetersyra. Med fukt och koldioxid sönderfaller den också och sprids över ytan. Det är då karbonat och basisk blyazid bildas.

Bild
Bild

Interaktioner och mottaglighet

Ljus bryter ner det till kväve och bly – även på ytan, och om du applicerar intensiv bestrålning kan du få en explosion av nypräglat och omedelbart sönderfallande azid. Torr blyazid reagerar inte på metaller och är kemiskt stabil.

Det finns dock en risk för att det uppstår en fuktig miljö, då blir nästan alla metallazider farliga i sina reaktioner. Håll det resulterande ämnet borta från koppar och dess legeringar, eftersom blandningen av azider och koppar har ännu mer oförutsägbara explosiva egenskaper. Alla azidreaktioner är giftiga och själva ämnet är giftigt.

Känslighet

Azides vackravärmebeständig, sönderdelas endast vid temperaturer över 245 grader Celsius, och blixten inträffar vid cirka 330 grader. Slagkänsligheten är mycket hög, och all produktion av azider är kantad med dåliga konsekvenser, oavsett om aziden är torr eller våt, den förlorar inte sina explosiva egenskaper, även om fukt samlas upp till trettio procent i den.

Särskilt känslig för friktion, till och med mer än kvicksilverfulminat. Om du maler azid i en mortel detonerar den nästan direkt. Olika modifieringar av blyazider reagerar olika på stötar (men alla reagerar!). Eftersom kristallerna är täckta med en film av blys alter, kanske de inte reagerar på en eldstråle och en gnista. Men det gäller bara de prover som har lagrats en tid och utsatts för fuktig koldioxid. Nyproducerad och kemiskt ren azid är mycket känslig för lågangrepp.

Bild
Bild

Explosion

Blyazid är extremt farligt just på grund av dess känslighet för friktion och mekanisk påfrestning. Detta är särskilt beroende av storleken på kristallerna och på kristallisationsmetoden. Kristallstorlekar större än en halv millimeter är absolut explosiva. En explosion kan följa i varje steg av syntesprocessen: explosiv sönderdelning kan också förväntas vid mättnadsstadiet av lösningen, både under kristallisation och under torkning. Många fall av spontana explosioner har beskrivits även med en enkel upphällning av produkten.

Professionella kemister är säkra på att aziden som erhålls från blyacetat är mycket farligare än den som syntetiseras från nitrat. Han kan detonerahöga sprängämnen är mycket bättre än kvicksilver fulminat eftersom området före detonation av azid är smalare. Till exempel är initieringsladdningen i ett detonatorlock gjord av ren blyazid 0,025 gram, hexogen behöver 0,02 och TNT är 0,09 gram.

Användning av azider

Användningen av denna initiativtagare till explosioner har praktiserats av mänskligheten för inte så länge sedan. Blyazid erhölls först 1891 av kemisten Curtius, när han tillsatte en lösning av blyacetat till en lösning av ammoniumazid (eller natrium - nu är det inte klart). Sedan dess har blyazid pressats in i sprängkapslar (upp till sjuhundra kilo per kvadratcentimeter appliceras). Dessutom gick mycket kort tid från upptäckten till att man fick patent - redan 1907 mottogs det första patentet. Före 1920 orsakade blyazid dock för mycket problem för att tillverkarna skulle vara till liten praktisk användning.

Känsligheten för detta ämne är för hög, och den rena kristallina färdiga produkten är ännu farligare. Men tio år senare utvecklades metoder för att hantera azider, utfällning med organiska kolloider började användas och sedan började den industriella massproduktionen av blyazid, som visade sig vara mindre farlig och ändå lämplig för att utrusta sprängkapslar. Dextrin blyazid har tillverkats i USA sedan 1931. Han pressade särskilt starkt det explosiva kvicksilvret i detonatorer under andra världskriget. Kvicksilverfulminatet gick ur bruk i slutet av 1900-talet.

Bild
Bild

Funktionerapplikationer

Blyazid används i stöt-, elektriska och brandsprängande lock. Det kommer vanligtvis med tillsats av THRS - blytrinitroresorcinat, som ökar känsligheten för lågor, samt tetrazen, som ökar känsligheten för stick och stötar. För blyazid är stålhöljen att föredra, men aluminiumhöljen används också, mycket mindre ofta förtennade och koppar.

En stabil detonationshastighet där dextrinblyazid används garanteras av en laddning på 2,5 millimeter eller mer i längd, såväl som en lång laddning av fuktad blyazid. Det är därför dextrin blyazid inte fungerar med små produkter. Det finns till exempel i England den så kallade engelska serviceaziden, där kristallerna är omgivna av blykarbonat, detta ämne innehåller 98 % Pb(N3) 2 och till skillnad från dextrin, värmebeständig och proaktivt explosiv. Men i många operationer är det mycket farligare.

Industriell produktion

Blyazid i industriell skala erhålls på samma sätt som hemma: utspädda lösningar av natriumazid och blyacetat (men oftare blynitrat) slås samman och blandas sedan (med närvaro av vattenlösliga polymerer, dextrin till exempel). Denna metod har fördelar och nackdelar. Dextrin hjälper till att erhålla partiklar av en kontrollerad storlek (mindre än 0,1 millimeter) som har god flytbarhet och inte är lika mottagliga för friktion. Dessa är alla plus. Nackdelarna inkluderar det faktum att ämnet som erhålls på detta sätt har ökad hygroskopicitet, ochinitiativet minskar. Det finns metoder där, efter bildandet av dextrinazidkristaller, kalciumstearat i en mängd av 0,25 % tillsätts till lösningen för att minska hygroskopicitet och känslighet.

Extra försiktighet tas här och exakta doser appliceras. Om lösningar av blynitrat (acetat) med natriumazid har en koncentration på mer än tio procent är en spontan explosion mycket möjlig under kristallisation. Och om blandningen upphör sker explosionen absolut alltid. Tidigare antog kemister att de bildade kristallerna i β-formen exploderade och detonerade från inre stress. Men nu har det efter många och noggranna studier blivit klart att formen β också kan erhållas i sin rena form, och dess känslighet liknar formen α.

Bild
Bild

Vad orsakar explosionen

På åttiotalet av förra seklet bekräftades det auktoritativt att orsakerna till explosioner är av elektrisk natur: den elektriska laddningen omfördelas i lösningens lager och framkallar en sådan reaktion av ämnet. Det är därför vattenlösliga polymerer tillsätts och konstant blandning utförs. Detta förhindrar att elektriska laddningar lokaliseras, och därför förhindras en spontan explosion.

För att blyazid ska fällas ut, istället för dextrin, används gelatin oftast i en lösning av 0,4-0,5 %, tillsätter lite Rochels alt. Efter att rundade agglomerat har bildats måste en enprocentig suspension av zinkstearat, eller aluminium, eller (oftast) molybdensulfid, införas i denna lösning. Adsorption sker på ytan av kristallerna, vilket fungerar som ett bra fast smörjmedel. Denna metod gör blyazid mindre känslig för friktion.

Bild
Bild

Militärt syfte

För att blyazid ska förbättra sin känslighet för flammor, används ytbehandling av kristaller med lösningar av blynitrat och magnesiumstyfnat för att bilda en film. Kepsar för militära ändamål tillverkas på olika sätt. Dextrin och gelatin avbryts, och istället används tillsats av natriumkarboximetylcellulosa eller polyvinylalkohol. Som ett resultat erhålls slutprodukten med en större mängd blyazid än med dextrinutfällningsmetoden, 96-98% mot 92%. Dessutom har produkten mindre hygroskopicitet och initieringsförmågan är avsevärt ökad.

Om lösningarna dräneras snabbt och vattenlösliga polymerer inte tillsätts bildas den så kallade kolloidala blyaziden, som har maximal explosionsinitierande förmåga, men inte är tillräckligt tekniskt avancerad - flytbarheten är dålig. Det används ibland i elektriska detonatorer som en blandning av en etylacetatlösning av nitrocellulosa med kolloidal blyazid.

Rekommenderad: