Фульминат ртути II
| Фульминат ртути II | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Систематическое наименование | фульминат ртути | ||
| Традиционные названия | гремучая ртуть | ||
| Хим. формула | Hg(CNO)2 | ||
| Рац. формула | Hg(CNO)2 | ||
| Состояние | твёрдое | ||
| Молярная масса | 284.63 г/моль | ||
| Плотность | 4,3 г/см³ | ||
| Температура | |||
| • вспышки | 180 °C | ||
| • самовоспламенения | 130—150 °C | ||
| Рег. номер CAS | 628-86-4 | ||
| PubChem | 11022444 | ||
| Рег. номер EINECS | 211-057-8 | ||
| SMILES | |||
| ChEBI | 39152 | ||
| Номер ООН | |||
| ChemSpider | 9197626 | ||
| Токсичность | Чрезвычайно токсичен для человека | ||
| Пиктограммы ECB |    | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
Фульминат ртути (гремучая ртуть) — ртутная соль фульминовой (гремучей) кислоты, инициирующее взрывчатое вещество.
Содержание
Получение
По сообщению Кункеля в 1609 году первое получение гремучей ртути состоялось ещё в XVII веке. Однако первенство открытия этого вещества принято считать принадлежащим английскому химику Говарду, который выделил его в 1800 году и впервые исследовал его свойства.
Гремучую ртуть получают взаимодействием нитрата ртути с этанолом в разбавленной азотной кислоте. Реакция протекает по схеме:
Для протекания реакции в реакционной смеси должны быть оксиды азота.
Физические свойства
Белый или серый кристаллический порошок, мало растворим в воде. Имеет сладкий металлический вкус, ядовит. Насыпная плотность 1,22-1,25 г/см³.
Взрывчатые свойства
Применение
Применяют в капсюлях-детонаторах и капсюлях-воспламенителях. В последнее время гремучая ртуть вытесняется более эффективными инициирующими взрывчатыми веществами — азидом свинца и др.
История
Открыта гремучая ртуть в 1799 году английским химиком Эдвардом Говардом.
Краткие сведения об основных взрывчатых веществах
1.5. Краткие сведения об основных взрывчатых веществах
В зависимости от чувствительности к внешним воздействиям и способности к переходу от горения к детонации взрывчатые вещества разделяются на три основные группы ВВ.
Бризантные, или вторичные ВВ используются для изготовления разрывных снарядов боеприпасов и для взрывных работ. Горение их переходит в детонацию только при определенных условиях (например, при горении большой массы вещества с большим числом пор или при горении в замкнутом прочном сосуде). При применении бризантных ВВ детонацию их вызывают с помощью взрыва вспомогательного заряда инициирующего (первичного) ВВ или с помощью взрыва заряда другого бризантного ВВ.
Инициирующие взрывчатые вещества
Может гореть, но горение легко и быстро переходит в детонацию. Известны случаи детонации в результате падения коробки с сухой гремучей ртутью, в результате падения какого-либо предмета на рассыпанную гремучую ртуть и т.д. Чувствительность к механическим и тепловым воздействиям гремучей ртути уменьшается в присутствии воды (при содержании 30 % воды она даже не загорается, но может быть взорвана капсюлем – детонатором). Гремучая ртуть в присутствии влаги энергично взаимодействует с алюминием, поэтому ее нельзя хранить в алюминиевой посуде, и капсюли-детонаторы из гремучей ртути не изготавливаются из алюминия. Фульминаты алюминия являются очень чувствительными соединениями. Аналогична реакция образования фульмината меди, соединения, чувствительного к сотрясениям. Капсюли из меди предохраняются от влаги лакировкой изнутри и снаружи.
Соли гремучей кислоты – фульминаты – чрезвычайно опасны, т.к. взрываются во влажном состоянии и даже под водой ( особенно фульминаты ртути, золота и серебра). При высыхании брызг воды, содержащей гремучую ртуть, твердый остаток взрывает уже от действия солнечных лучей. Пыль, а также все промывные воды и водные отбросы производства фульминатов, склонны к самопроизвольному взрыву и перед удалением должны быть обезврежены нагреванием до 90 – 95 0 С, что тоже небезопасно. Фульминаты применяют в пиротехнике в качестве запалов для других ВВ, для золочения (гремучее золото), для изготовления пистонов, запалов. Все эти препараты взрывают от толчка, падения, трения, сотрясения, нагревания, пламени, кислот и солнечных лучей. Гремучая ртуть применяется для снаряжения капсюлей – воспламенителей и капсюлей – детонаторов. Вследствие большой чувствительности сухой гремучей ртути к механическим воздействиям ее можно перевозить только в снаряженных изделиях. Длительное хранение гремучей ртути перед снаряжением допускается только под водой.
Азид свинца [Pb(N3)2] – соль азотистоводородной кислотыHN3, белый порошок с плотностью 4,8 г/ см 3 и температурой вспышки 330-340 0 С. Обладает высокой чувствительностью. Известны случаи, когда азид свинца взрывался в результате нажима ногтем на его кристаллы. Для уменьшения чувствительности его флегматизируют парафином. При увлажнении азид свинца не теряет своей чувствительности. При поджигании внешним источником теплоты мгновенно детонирует. Взаимодействует с медью, не взаимодействует с алюминием. Азид свинца применяют для снаряжения капсюлей – детонаторов. Азотистоводородная кислота HN3 в безводном виде способна взрываться даже просто от сотрясения сосуда. В разбавленном водном растворе при хранении она практически не разлагается. Пары ее очень ядовиты, растворы вызывают воспаление кожи.
Взрывной распад азотистоводородной кислоты идет по уравнению: HN3Н2+ 3N2+ 590 кДж
Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) [C6H(NO2)3(O2Pb)H2O] – желто-коричневый порошок плотностью 3,1 г/см 3 и температурой вспышки 275 0 С. Чувствительность к удару ниже, чем у азида свинца, а чувствительность к воспламенению выше. Применяется для снаряжения капсюлей-воспламенителей.
Тетразен илигуанилнитрозоаминогуанилтетразен [C2H8ON10] NH2 NH–NH-NO NH=C–NH–N=N–C=NH
Мелкокристаллический порошок желтоватого цвета плотностью 1,65 г/см 3 и температурой вспышки около 140 0 С. Мало гигроскопичен. По чувствительности близок к гремучей ртути. Не взаимодействует с металлами.
Бризантные взрывчатые вещества
Бризантные ВВ могут быть однородными и неоднородными (взрывчатые смеси).
I. Однородные бризантные ВВ
По химическому строению однородные бризантные ВВ разделяются на 2 группы: нитросоединения и нитроэфиры.
НИТРОЭФИРЫ – азотнокислые нитраты спиртов или углеводов.
1. Азотнокислые эфиры углеводов: главным представителем этих ВВ являются нитраты целлюлозы (нитроклетчатки). В зависимости от содержания азота делят на две разновидности: пироксилины (содержание азота 12 – 13,5 %) и коллоксилины (содержание азота 11,5 – 12 %).
Взрывное разложение пироксилина может быть представлено уравнением: 2C6H7O2(ONO2)33N2+ 9СО + 3СО2+ 7Н2О.
При взрыве 1 кг пироксилина совершается работа, равная подъему 470 тонн на высоту 1 метр.
Пироксилин применяется для изготовления пироксилиновых порохов. По чувствительности пироксилин близок к гексогену. Сухой пироксилин при плотности 1,3 г/см 3 имеет скорость детонации около 6500 м/с.
Коллоксилин менее чувствителен, чем пироксилин, и опасен главным образом в пожарном отношении. Хранят нитроклетчатку во влажном состоянии (с содержанием влаги до 30 %). Коллоксилин используют для получения лаков, целлулоида.
2. Азотнокислые эфиры спиртов.
Глицеринтринитрат (нитроглицерин) [C3H5(ONO2)3– маслянистая жидкость плотностью 1,6 г/мл, с температурой вспышки 180 0 С. Впервые был получен итальянским химиком Собреро в 1846 г. Чистый, не содержащий кислотных примесей нитроглицерин менее взрывчат, и более прочен. Нитроглицерин очень чувствителен к механическим воздействиям (толчкам, ударам, зажиганию гремучей ртутью). От пламени загорается с трудом и сгорает без взрыва. При взрыве 1 г нитроглицерина образует 467 см 3 газов, а 1 л – 750 л газов (порох только 280 л). Нитроглицерин замерзает при +8 0 С и становится значительно опаснее, потому, что его кристаллы при трении или разломе сильно разогреваются. При превращении в жидкое состояние его нельзя нагревать выше 11-12 0 С, иначе он взрывает.
В 1854 г. знаменитый русский химик Н.Н. Зинин впервые поставил вопрос о применении нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества. В 1867 г. нитроглицерин был применен сотрудниками артиллерийского офицера В.Ф. Петрушевского для взрывных работ на золотых приисках в Восточной Сибири.
В 1865 г. Сотрудник Зинина капитан Д.И. Андриевский предложил гремучертутный капсюль-детонатор, применение которого резко увеличило бризантное действие ВВ и привело к открытию явления детонации.
Гремучий студень (взрывчатая желатина) состоит из 90 % нитроглицерина и 10 % пироксилина. Она менее опасна, чем ее составные части, потому, что содержит немного камфары. Сгорает как динамит, в замерзшем состоянии становится несколько чувствительнее к толчкам, но не так опасна как динамит или нитроглицерин. Под водой сильно взрывает.
Нитродигликоль (дигликольдинитрат) [CH2ONO2–СН2– О – СН2– СH2ONO2] вследствие малой летучести и ряда свойств, близких по свойствам к нитроглицерину, его применяют для приготовления порохов.
Тэн – азотнокислый эфир пентаэритрита – пентаэритрит-тетранитрат [C(CH2ONO2)4 или
НИТРОСОЕДИНЕНИЯ представляют собойважнейший класс бризантных ВВ. Они характеризуются значительным фугасным и бризантным действием при малой чувствительности к механическим воздействиям. Эти вещества особенно пригодны для снаряжения артиллерийских снарядов и других боеприпасов. Достоинством этих соединений является их химическая стойкость.
Горение тротила обычно не переходит в детонацию, однако если оно протекает в замкнутом сосуде с прочными стенками или в больших массах тротила, то возможна детонация.
Тротил не реагирует с металлами, но может реагировать со щелочами, образуя тротилаты. Тротилаты менее опасны, чем пикраты, но при их образовании выделяется значительное количество тепла, что может привести к возгоранию. Зарегистрирован случай воспламенения тротила в результате контакта с мыльной эмульсией.
Хотя горение тротила, как и других ВВ, происходит за счет кислорода, находящегося в самом тротиле, горящий тротил можно и нужно тушить водой. Вода, попадая на него, испаряется, на испарение требуется много тепла, поэтому температура продуктов горения уменьшается. Из-за недостатка тепла следующие слои не нагреваются до температуры вспышки, и горение прекращается.
Тротил является основным бризантным взрывчатым веществом для снаряжения боеприпасов. Его применяют в значительных количествах в сплавах с другими нитросоединениями: с гексогеном для снаряжения кумулятивных снарядов малого калибра; с 20 % динитронафталина под названием К-2; с 5 % ксилила под названием сплава Л и др. Из тротила готовят патроны и шашки для взрывных работ, в военное время применяли в смеси с селитрой.
Получена П. Вульфом в 1771 г. Длительное время пикриновая кислота использовалась как желтая краска для шерсти, шелка, кожи и волос. И только случайно, в конце 19 века было обнаружено, что она является взрывчатым веществом.
В открытом пространстве чистая пикриновая кислота спокойно сгорает сильно коптящим пламенем. При горении больших масс (например, складов), а также при горении в закрытых металлических сосудах горение может перейти в детонацию.
Большим недостатком пикриновой кислоты является ее способность образовывать соли при соприкосновении с металлами (кроме олова) в присутствии хотя бы небольшого количества воды. При этом образуются соли – пикраты, по своим свойствам близкие инициирующим ВВ. Наиболее опасны пикраты щелочных металлов.
Хранить пикриновую кислоту следует только в пластмассовой или деревянной таре. В настоящее время пикриновая кислота в качестве ВВ практически не используется.
В первой половине 20 века применялась как ВВ в различных странах под названиями мелинит (Россия, Франция), лиддит (Великобритания), шимоза (Япония), с/88 (Германия).
Пикрат аммония – аммонийную соль пикриновой кислоты применяли в США для снаряжения авиабомб.
Гексоген или циклотриметилентринитрамин [C3H6O6N6]— белое кристаллическое вещество с температурой вспышки 230 0 С, температурой плавления 202,5 0 С. Чрезвычайно чувствительно к удару, скорость детонации NO2-NCH2 8500 м/с. Из-за свой высокой чувствиельности в чистом виде не употребляется для изготовления зарядов, а используется флегматизированный гексоген. Чтобы различить флегматизированный гексоген, в флегматизатор добавляют оранжевый краситель. Нефлегматизированный гексоген используется для снаряжения боеприпасов в сплавах с тротилом. В этом случае тротил является флегматизатором. Такие смеси менее чувствительны, чем гексоген, и обладают большей мощностью, чем тротил.
Эдна – этилендинитрамин, химическая формула СН2–NH–NO2 СН2–NH–NO2 По силе и чувствительности равен тетрилу. По сравнению с последним менее токсичен и не обладает красящими свойствами.
Дина – диэтанолнитратнитрамин [O2N – N(CH2CH2ONO2)2]. Чувствительность к удару такая же как у тэна. По силе взрыва близок к тэну и гексогену. Хорошо пластифицирует нитроцеллюлозу.
Ксилил – тринитроксилол [C6 H(CH3)2(NO2)3]. Ксилил представляет собой нейтральное вещество, не образующее солей с металлами. Температура вспышки 330 0 С. Чувствительность к удару больше, а чувствительность к детонации меньше, чем у тротила. Применяют для снаряжения боеприпасов в виде смесей с аммиачной селитрой и в виде сплава с тротилом (сплав Л).
Динитронафталин [C10H8(NO2)2].Чувствительность нафталина к детонации очень мала, поэтому его применяют только в смеси с аммиачной селитрой (динафталит).
II. Неоднородные бризантные ВВ.
К неоднородным бризантным ВВ относятся смеси окислителя с взрывчатым веществом или горючим.
2. Хлоратные и перхлоратные ВВ содержат в своем составе соли хлорноватой и хлорной кислот.
Преимущественно применяют соли хлорат калия KСlО3 («бертолетова соль»), перхлорат калия KСlО4 и перхлорат аммония NH4ClO4. При нагревании KСlО3 плавится, а около 400 0 С начинает разлагаться, причем распад может идти по двум направлениям: 4KСlО3 4KСl + 6О2 или 4KСlО3 3KСlО4 + KСl
Метательные взрывчатые вещества, или пороха
Для возбуждения горения порохов необходимо действие на них пламени.
Небольшие примеси жиров (2-10 %) понижают воспламеняемость пороха и замедляют сгорание. Препятствуют взрыву пороха и негорючие добавки, например, стеклянный порошок и тонкоразмолотый песок.
Ракетные топлива– твердосмесевые и пиротехнические топлива – представляют собой смеси окислителей, горючих и связующих веществ.
2. Нитроцеллюлозные пороха. Их основой являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем. Пироксилиновые порохаизготавливаются таким способом, что летучий растворитель (пластификатор) по завершении процесса в значительной мере удаляется из пороховой массы.
Баллиститы– нитроцеллюлозные пороха, изготавливаемые с применением нелетучего растворителя, полностью остающегося в порохе. В зависимости от применяемого растворителя баллиститы называются нитроглицериновыми, нитродигликолевыми и т.д.
Самовозгорание порохов обычно приводит к пожару, т.к. загоревшиеся пороха не детонируют. Категорически запрещено совместное хранение бризантных ВВ и пороха, загорание последнего может вызвать горение и последующую детонацию ВВ.
Признаки разложения порохов на основе нитроцеллюлозы:
Нитрат ртути I
| Нитрат ртути I | |
|---|---|
 | |
| Систематическое наименование | Нитрат ртути I |
| Хим. формула | Hg2(NO3)2 |
| Состояние | бесцветные кристаллы |
| Молярная масса | 525.2 г/моль |
| Плотность | 4,79 г/см³ |
| Температура | |
| • плавления | 70 °C |
| Энтальпия | |
| • образования | -868 кДж/моль |
| Рег. номер CAS | [7782-86-7] |
| PubChem | 51346573 |
| Рег. номер EINECS | 233-886-4 |
| SMILES | |
| ChemSpider | 9493944 и 21493988 |
| Токсичность | Чрезвычайно токсичен |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Синонимы: динитрат диртути, ртуть азотнокислая закисная.
Содержание
Физические и химические свойства
В чистом виде — бесцветные кристаллы, в воде гидролизуются, растворимы в сероуглероде и азотной кислоте. Растворы обладают сильными восстановительными свойствами. Для предотвращения частичного окисления кислородом воздуха, в растворы нитрата ртути добавляют свободную ртуть.
Образует кристаллогидрат Hg2(NO3)2•2H2O. На воздухе теряет кристаллогидратную воду.
Неустойчив, при добавлении щелочи к раствору соли образуется чёрный осадок:
Разлагается при температуре 70-150°C:
Концентрированный раствор соли гидролизуется водой с образованием осадка основной соли:
Реагирует с разбавленной хлороводородной кислотой:
Окисляется горячей концентрированной азотной кислотой:
Может также окислиться разбавленной азотной кислотой в присутствии кислорода:
Выпадение желтого осадка ртути при реакции с медью:
Hg2(NO3)2 + C u → 2 H g ↓ + C u ( N O 3 ) 2
Реагирует с насыщенным раствором сероводорода:
Выпадает осадок дийодида диртути при добавлении йодида калия:
На холоду реагирует с гидрокарбонатом калия:
Получение
Соль может быть получена из металлической ртути при действии разбавленной азотной кислоты на холоду:
А также при добавлении жидкой ртути к нитрату ртути:
Производство
В СССР выпускался химический реактив Ртуть I азотнокислая 2-водная нескольких квалификаций по ГОСТ 4521-78.
Применение
Токсикология и физиологические свойства
Нитрометан
| Нитрометан | |
 | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | нитрометан |
| Химическая формула | CH3NO2 |
| Эмпирическая формула | CH3NO2 |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | бесцветная жидкость |
| Отн. молек. масса | 61.04 а. е. м. |
| Молярная масса | 61 г/моль |
| Плотность | 1,138 г/см³ |
| Динамическая вязкость (ст. усл.) | 0.61 мПа·с Па·с (при 20 °C) |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | -28,5 °C |
| Температура кипения | 101,2 °C |
| Температура вспышки | 36 °C |
| Энтальпия образования (ст. усл.) | -113,1 кДж/моль |
| Удельная теплота испарения | 38,28 Дж/кг |
| Удельная теплота плавления | 9,7 Дж/кг |
| Давление пара | 36,4 гПа (20 °C) |
| Химические свойства | |
| pKa | 10.2 |
| Растворимость в воде | 10.5 г/100 мл |
| Оптические свойства | |
| Показатель преломления | 1,3817 |
| Структура | |
| Дипольный момент | 3,50 Д |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 75-52-5 |
| RTECS | PA9800000 |
Нитрометан — химическое соединение с формулой СН3NO2, простейший представитель нитросоединений алифатического ряда.
Содержание
Физические свойства
Химические свойства
Благодаря наличию нитрогруппы атомы водорода в нитрометане подвижны, могут отщепляться в растворе при действии оснований (pKa = 10,2).
При использовании избытка формальдегида замещяются все три атома водорода и образуется три(гидроксиметилен)нитрометан
который при восстановлении образует (CH2OH)3CNH2 — три(гидроксиметилен)метиламин («tris»), основной компонент трис-буфера.
Нитрометан также выступает как донор в реакции Михаэля, присоединясь к α,β-непредельным соединения по схеме 1,4-присоединения.
Взаимодействует с окисью этилена, и др. соединениями.
Получение
В химической промышленности нитрометан обычно получают деструктивным нитрованием низших алканов, например, пропана, 50-70 % азотной кислотой при 400—700 °C. В этом процессе также получается нитроэтан, 1-нитропропан, 2-нитропропан. Смесь разделяется фракционированием.
В лаборатории нитрометан может быть получен по следующей реакции (Г. Кольбе)
или реакцией бромметана с нитритом серебра
Применение
Содержание кислорода в нитрометане позволяет ему гореть с много меньшим количеством атмосферного воздуха по сравнению с углеводородами бензина:
14,7 кг воздуха необходимо для сжигания килограмма бензина, но только 1,7 кг воздуха на один килограмм нитрометана. Так как цилиндр двигателя может содержать только ограниченное количество воздуха при каждом такте, в 8,7 раз больше нитрометана по сравнению с бензином может быть сожжено в один такт. Нитрометан,однако, имеет меньшую плотность энергии: бензин выделяет около 42–44 МДж/кг в то время как, нитрометан даёт 11,3 МДж/кг. Этот расчёт показывает, что нитрометан производит примерно в 2,3 раза больше мощности по сравнению с обычным топливом.
Нитрометан также может быть использован как монопропеллант, т. е. топливо, способное гореть без добавки кислорода, ниже уравнение этой реакции:
Нитрометан имеет ламинарную скорость горения 0,5 м/с (немного выше чем у бензина), таким образом делая его пригодным для высокоскоростных двигателей. Кроме того, температура пламени несколько выше — 2400 °C. Высокая удельная теплота парообразования (0,56 МДж/кг) вместе с высокой скоростью течения приводит к сильному охлаждению подходящего топлива (примерно вдвое больше, чем у метанола), в результате получаются довольно низкие температуры.
Нитрометан часто используют в богатых воздушно-топливных смесях, поскольку он даёт энергию даже при отсутствии атмосферного кислорода. При использовании богатой воздушно-топливной смеси, часть продуктов сгорания — водород и монооксид углерода. Эти газы часто воспламеняются, иногда впечатляюще, когда очень богатые смеси ещё горящего топлива покидают выхлопные трубы. Очень богатые смеси необходимы, чтобы снизить температуру камеры сгорания, для управления предварительным зажиганием и последующей детонацией. Рабочие детали зависят от свойства смеси и характеристики двигателя.
Небольшое количество гидразина, смешанное с нитрометаном, может ещё больше увеличить выдаваемую мощность. Гидразин образует с нитрометаном взрывоопасную соль, тоже монопропеллант. Эта нестабильная смесь представляет серьёзную опасность и запрещена к применению в авиамодельном топливе.
В авиамоделизме и автомобильном калильном топливе основной ингредиент обычно метанол, с небольшой добавкой нитрометана (от 0% до 65%, но редко больше 30%, так как нитрометан дороже метанола) и 10–20% смазки (обычно касторовое масло и/или синтетическое масло). Даже умеренные количества нитрометана приводят к увеличении мощности, выдаваемой двигателем (поскольку обычно ограничивающий фактор — приток воздуха), упрощая настройку двигателя (оптимизацию соотношения воздух/топливо).
Взрывчатые свойства
Нитрометан не относили ко взрывчатым веществам до взрыва железнодорожной цистерны 1 июля 1958 года [3]
Очистка
Нитрометан замораживают, образующиеся кристаллы промывают диэтиловым эфиром, затем перегоняют.
