Nitroglicerin - jedan od najpoznatijih eksploziva, osnova sastava dinamita. Zbog svojih karakteristika pronašao je široku primenu u mnogim oblastima industrije, ali do sada je jedan od glavnih problema povezanih s njim pitanje sigurnosti.
Historija
Istorija nitroglicerina počinje sa italijanskim hemičarem Askaniom Sobrerom. Prvi put je sintetizirao ovu supstancu 1846. godine. Prvobitno je dobio naziv piroglicerin. Sobrero je već otkrio njegovu veliku nestabilnost - nitroglicerin je 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 efikasniji od tipova eksploziva koji su postojali u to vrijeme. Međutim, navedena nestabilnost predstavljala je preveliku prijetnju tokom njegovog skladištenja i transporta - tako da je nitroglicerin stavljen u zadnji plan.
Stvari su se malo pomaknule pojavom Alfreda Nobela i njegove porodice- otac i sinovi započeli su industrijsku proizvodnju ove supstance 1862. godine, uprkos svim opasnostima koje su s njom povezane. Međutim, desilo se nešto što je trebalo da se desi pre ili kasnije - u fabrici je došlo do eksplozije, a Nobelov mlađi brat je poginuo. Otac je, nakon što je pretrpio tugu, otišao u penziju, ali je Alfred uspio da nastavi proizvodnju. Da 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 supstance smanjena je za nekoliko redova veličine. Kasnije je mešavina poboljšana, dijatomejska zemlja je zamenjena efikasnijim stabilizatorima, ali suština je ostala ista - tečnost je apsorbovana i prestala je da eksplodira od najmanjeg tresanja.
Fizička i hemijska svojstva
Nitroglicerin je nitroester azotne kiseline i glicerola. U normalnim uslovima, to je žućkasta, viskozna uljasta tečnost. Nitroglicerin je nerastvorljiv u vodi. Nobel je koristio ovo svojstvo: da bi pripremio nitroglicerin za upotrebu nakon transporta i oslobodio ga od metanola, isprao je smjesu vodom - u njoj otopljenim metil alkoholom i otišao, a ostao je nitroglicerin. Ista osobina se koristi u pripremi nitroglicerina: proizvod sinteze se ispere vodom kako bi se uklonili ostaci reagensa.
Nitroglicerin hidrolizira (da nastane glicerol i dušična kiselina) kada se zagrije. Bezzagrijavanje ide alkalnom hidrolizom.
Eksplozivna svojstva
Kao što je već pomenuto, nitroglicerin je izuzetno nestabilan. Međutim, ovdje vrijedi dati važnu napomenu: podložan je upravo mehaničkom naprezanju - eksplodira od potresa mozga ili udarca. Ako ga samo zapalite, tečnost će najvjerovatnije tiho gorjeti bez eksplozije.
Nitroglicerinska stabilizacija. dinamit
Nobelovo prvo iskustvo u stabilizaciji nitroglicerina bio je dinamit - kizelgur je potpuno apsorbirao tečnost, a mješavina je bila sigurna (sve dok, naravno, nije aktivirana u bombi za rušenje). Razlog zbog kojeg se dijatomejska zemlja koristi je zbog kapilarnog efekta. Prisustvo mikrotubula u ovoj rasi uzrokuje efikasnu apsorpciju tečnosti (nitroglicerina) i njeno zadržavanje u njoj duže vreme.
Laboratorijsko dobijanje
Reakcija za dobijanje nitroglicerina u laboratoriji je sada ista kao ona koju koristi Sobrero - esterifikacija u prisustvu sumporne kiseline. Prvo se uzima mješavina dušične i sumporne kiseline. Kiseline su potrebne koncentrisane, sa malom količinom vode. Nadalje, glicerin se postepeno dodaje u smjesu u malim porcijama uz stalno miješanje. Temperatura se mora održavati niskom, jer će u vrućem rastvoru, umjesto esterifikacije (formiranja estera), glicerol oksidirati dušičnom kiselinom.
Ali pošto se reakcija odvija oslobađanjem velike količine toplote, smjesa se mora stalno hladiti (običnourađeno sa 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 (azotne i sumporne) kiseline. Stoga će u reakcijskoj smjesi proizvod ležati u posebnom sloju na površini. Nakon završetka reakcije posuda se mora ohladiti, pričekati da se maksimalna količina nitroglicerina nakupi u gornjem sloju, a zatim je ocijediti u drugu posudu sa hladnom vodom. Zatim slijedi intenzivno pranje u velikim količinama vode. Ovo je neophodno kako bi se nitroglicerin što bolje očistio od svih nečistoća. Ovo je važno jer se, zajedno sa ostacima neizreagiranih kiselina, eksplozivnost tvari povećava nekoliko puta.
Industrijska proizvodnja
U industriji je proces dobijanja nitroglicerina odavno doveden do automatizacije. Sistem koji je trenutno u upotrebi, u svojim glavnim aspektima, izumio je Biazzi daleke 1935. godine (i zove se Biazzi instalacija). Glavna tehnička rješenja u njemu su separatori. Primarna smjesa neopranog nitroglicerina se prvo u separatoru odvaja pod djelovanjem centrifugalnih sila u dvije faze - ona sa nitroglicerinom se uzima na dalje pranje, a kiseline ostaju u separatoru.
Ostali koraci proizvodnje su isti kao i standardni. Odnosno, miješanje glicerola i nitriranjamješavine u reaktoru (proizvedene uz pomoć specijalnih pumpi, pomiješane turbinskom miješalicom, hlađenje je snažnije - freonom), nekoliko faza ispiranja (vodom i blago alkaliziranom vodom), od kojih svakom prethodi faza sa separator.
Biazzi biljka je prilično sigurna i ima prilično visoke performanse u poređenju sa drugim tehnologijama (međutim, obično se velika količina proizvoda gubi tokom pranja).
Kućni uslovi
Nažalost, ali prilično srećom, pravljenje nitroglicerina kod kuće uključuje previše poteškoća, koje uglavnom nisu vrijedne rezultata.
Jedini mogući način sintetizacije kod kuće je dobijanje nitroglicerina iz glicerola (kao u laboratorijskoj metodi). I ovdje su glavni problem sumporna i dušična kiselina. Prodaja ovih reagensa je ograničena na određena pravna lica i strogo je kontrolirana od strane vlade.
Očigledno rješenje je da ih sami sintetizirate. Jules Verne je u svom romanu "Misteriozno ostrvo", govoreći o epizodi proizvodnje nitroglicerina od strane glavnih likova, izostavio završni trenutak procesa, ali je vrlo detaljno opisao proces dobijanja sumporne i dušične kiseline.
itd. Hoće li ga imati prosječna zavisna osoba? Malo vjerovatno. Stoga, domaći nitroglicerin u velikoj većini slučajeva ostaje samo san.
