Nitrogliserien - een van die bekendste plofstowwe, die basis van die samestelling van dinamiet. Dit het wye toepassing gevind in baie gebiede van die industrie as gevolg van sy kenmerke, maar tot dusver is een van die hoofprobleme wat daarmee gepaardgaan die kwessie van veiligheid.
Geskiedenis
Die geskiedenis van nitrogliserien begin met die Italiaanse chemikus Ascanio Sobrero. Hy het hierdie stof vir die eerste keer in 1846 gesintetiseer. Dit het oorspronklik die naam pirogliserien gekry. Sobrero het reeds sy groot onstabiliteit ontdek - nitrogliserien kan selfs van swak harsingskudding of houe ontplof.
Die krag van die ontploffing van nitrogliserien het dit teoreties 'n belowende reagens in die mynbou- en konstruksiebedryf gemaak – dit was baie meer doeltreffend as die soorte plofstof wat op daardie tydstip bestaan het. Genoemde onstabiliteit hou egter 'n te groot bedreiging in tydens die berging en vervoer daarvan - daarom is nitrogliserien op die agterste brander geplaas.
Dinge het 'n bietjie beweeg met die voorkoms van Alfred Nobel en sy gesin- vader en seuns het in 1862 industriële produksie van hierdie stof begin, ten spyte van al die gevare wat daarmee gepaardgaan. Iets het egter gebeur wat vroeër of later moes gebeur het –’n ontploffing het by die fabriek plaasgevind, en Nobel se jonger broer is dood. Die pa het, nadat hy hartseer gely het, afgetree, maar Alfred het daarin geslaag om voort te gaan met produksie. Om veiligheid te verbeter, het hy nitrogliserien met metanol gemeng – die mengsel was meer stabiel, maar baie vlambaar. Dit was steeds nie finaal nie.
Hulle het dinamiet geword - nitrogliserien wat deur diatomeeënaarde (sedimentêre rots) geabsorbeer is. Die plofbaarheid van die stof het met verskeie ordes van grootte afgeneem. Later is die mengsel verbeter, diatomeeënaarde is vervang met meer doeltreffende stabiliseerders, maar die essensie het dieselfde gebly - die vloeistof is geabsorbeer en het opgehou om te ontplof van die geringste skudding.
Fisiese en chemiese eienskappe
Nitrogliserien is 'n nitro-ester van salpetersuur en gliserol. Onder normale toestande is dit 'n gelerige, viskose olierige vloeistof. Nitrogliserien is onoplosbaar in water. Nobel het hierdie eienskap gebruik: om nitrogliserien vir gebruik na vervoer voor te berei en dit van metanol te bevry, het hy die mengsel met water gewas - metielalkohol daarin opgelos en gelos, en nitrogliserien het oorgebly. Dieselfde eienskap word gebruik in die bereiding van nitrogliserien: die sinteseproduk word met water gewas om die oorblyfsels van die reagense te verwyder.
Nitrogliserien hidroliseer (om gliserol en salpetersuur te vorm) wanneer dit verhit word. Sonderverhitting gaan alkaliese hidrolise.
Plofbare eiendomme
Soos reeds genoem, is nitrogliserien uiters onstabiel. Hier is dit egter die moeite werd om 'n belangrike opmerking te maak: dit is juis vatbaar vir meganiese spanning - dit ontplof van 'n harsingskudding of impak. As jy dit net aan die brand steek, sal die vloeistof heel waarskynlik stil brand sonder 'n ontploffing.
Nitrogliserienstabilisering. Dinamiet
Nobel se eerste ervaring in die stabilisering van nitrogliserien was dinamiet – kieselgoer het die vloeistof heeltemal geabsorbeer, en die mengsel was veilig (totdat dit natuurlik in 'n slopingsbom geaktiveer is). Die rede waarom diatomeeënaarde gebruik word, is as gevolg van die kapillêre effek. Die teenwoordigheid van mikrotubuli in hierdie ras veroorsaak die effektiewe absorpsie van vloeistof (nitrogliserien) en die behoud daarvan vir 'n lang tyd.
Laboratoriumverkryging
Die reaksie vir die verkryging van nitrogliserien in die laboratorium is nou dieselfde as wat deur Sobrero gebruik word - verestering in die teenwoordigheid van swaelsuur. Eerstens word 'n mengsel van salpetersuur en swaelsuur geneem. Sure word benodig gekonsentreerd, met 'n klein hoeveelheid water. Verder word gliserien geleidelik in klein porsies by die mengsel gevoeg terwyl voortdurend geroer word. Die temperatuur moet laag gehou word, want in 'n warm oplossing, in plaas van verestering (estervorming), sal gliserol met salpetersuur geoksideer word.
Maar aangesien die reaksie voortgaan met die vrystelling van 'n groot hoeveelheid hitte, moet die mengsel voortdurend afgekoel word (gewoonlikklaar met ys). As 'n reël word dit rondom 0 ° C gehou, wat die punt van 25 ° C oorskry kan met 'n ontploffing dreig. Die temperatuur word voortdurend met 'n termometer gemonitor.
Nitrogliserien is swaarder as water, maar ligter as minerale (salpeter- en swaelsuur) sure. Daarom sal die produk in die reaksiemengsel in 'n aparte laag op die oppervlak lê. Na die einde van die reaksie moet die houer afgekoel word, wag totdat die maksimum hoeveelheid nitrogliserien in die boonste laag ophoop, en dreineer dit dan in 'n ander houer met koue water. Dan kom intensiewe was in groot volumes water. Dit is nodig om nitrogliserien so goed moontlik van alle onsuiwerhede te suiwer. Dit is belangrik omdat, saam met die oorblyfsels van ongereageerde sure, die plofbaarheid van 'n stof verskeie kere toeneem.
Nywerheidsproduksie
In die industrie is die proses om nitrogliserien te bekom lank reeds tot outomatisering gebring. Die stelsel wat tans in gebruik is, in sy hoofaspekte, is in 1935 deur Biazzi uitgevind (en word die Biazzi-installasie genoem). Die belangrikste tegniese oplossings daarin is skeiers. Die primêre mengsel van ongewaste nitrogliserien word eers in die skeier onder die werking van sentrifugale kragte in twee fases geskei - die een met nitrogliserien word geneem vir verdere was, en die sure bly in die skeier.
Die res van die produksiestappe is dieselfde as die standaards. Dit wil sê, die vermenging van gliserol en nitreringmengsels in die reaktor (geproduseer met behulp van spesiale pompe, gemeng met 'n turbine-roerder, verkoeling is kragtiger - met freon), verskeie wasstadia (met water en effens gealkaliseerde water), wat elkeen voorafgegaan word deur 'n stadium met 'n skeier.
Die Biazzi-aanleg is redelik veilig en het 'n redelike hoë werkverrigting in vergelyking met ander tegnologieë (gewoonlik gaan 'n groot hoeveelheid produk egter verlore tydens was).
Huisvoorwaardes
Ongelukkig, hoewel eerder gelukkig, behels die maak van nitrogliserien by die huis te veel probleme, wat meestal nie die resultaat werd is nie.
Die enigste moontlike manier om tuis te sintetiseer, is om nitrogliserien uit gliserol te verkry (soos in die laboratoriummetode). En hier is die hoofprobleem swael- en salpetersuur. Die verkoop van hierdie reagense is beperk tot sekere regsentiteite en word streng deur die regering beheer.
Die voor die hand liggende oplossing is om dit self te sintetiseer. Jules Verne het in sy roman "The Mysterious Island", wat praat oor die episode van die vervaardiging van nitrogliserien deur die hoofkarakters, die laaste oomblik van die proses weggelaat, maar die proses om swawelsuur en salpetersuur te verkry, in groot detail beskryf.
ens. Sal die gemiddelde verslaafde dit hê? Onwaarskynlik. Daarom bly tuisgemaakte nitrogliserien in die oorgrote meerderheid van gevalle net 'n droom.
