Нитроглицерин - ең танымал жарылғыш заттардың бірі, динамит құрамының негізі. Ол өзінің сипаттамаларына байланысты өнеркәсіптің көптеген салаларында кең қолданыс тапты, бірақ әзірге онымен байланысты негізгі мәселелердің бірі қауіпсіздік мәселесі болып табылады.
Тарих
Нитроглицериннің тарихы итальян химигі Асканио Собреродан басталады. Ол бұл затты алғаш рет 1846 жылы синтездеген. Ол бастапқыда пироглицерин деп аталды. Собреро оның үлкен тұрақсыздығын анықтады – нитроглицерин тіпті әлсіз сілкіністерден немесе соққылардан да жарылып кетуі мүмкін.
Нитроглицериннің жарылу күші оны теориялық тұрғыдан тау-кен және құрылыс салаларында перспективалы реагентке айналдырды - ол сол кездегі жарылғыш заттардың түрлеріне қарағанда әлдеқайда тиімді болды. Дегенмен, аталған тұрақсыздық оны сақтау және тасымалдау кезінде тым үлкен қауіп төндірді, сондықтан нитроглицерин артқы жағына қойылды.
Альфред Нобель мен оның отбасының пайда болуымен жағдай біршама өзгерді- әкелер мен ұлдар онымен байланысты барлық қауіптерге қарамастан 1862 жылы бұл заттың өнеркәсіптік өндірісін бастады. Алайда, ерте ме, кеш пе болуы керек нәрсе болды - зауытта жарылыс болып, Нобельдің інісі қайтыс болды. Әкесі қайғыдан кейін зейнетке шықты, бірақ Альфред өндірісті жалғастыра алды. Қауіпсіздікті жақсарту үшін ол нитроглицеринді метанолмен араластырды - қоспа тұрақтырақ болды, бірақ өте тез тұтанғыш болды. Бұл әлі түпкілікті емес еді.
Олар динамитке айналды - диатомды жер (шөгінді жыныс) сіңірген нитроглицерин. Заттың жарылғыштығы бірнеше ретке төмендеді. Кейінірек қоспа жетілдірілді, диатомды жер тиімдірек тұрақтандырғыштармен ауыстырылды, бірақ мәні өзгеріссіз қалды - сұйықтық сіңіп кетті және шамалы сілкілеуден жарылуды тоқтатты.
Физикалық және химиялық қасиеттері
Нитроглицерин – азот қышқылы мен глицериннің нитроэфирі. Қалыпты жағдайда бұл сарғыш, тұтқыр майлы сұйықтық. Нитроглицерин суда ерімейді. Нобель бұл қасиетін пайдаланды: тасымалдаудан кейін нитроглицеринді қолдануға дайындау және оны метанолдан босату үшін ол қоспаны сумен жуды - онда еріген метил спиртімен және тастап кетті, ал нитроглицерин қалды. Дәл осындай қасиет нитроглицеринді дайындауда қолданылады: синтез өнімі реагенттердің қалдықтарын жою үшін сумен жуылады.
Нитроглицерин қыздырғанда гидролизденеді (глицерин мен азот қышқылын түзеді). Онсызқыздыру сілтілі гидролизге өтеді.
Жарылғыш қасиеттер
Жоғарыда айтылғандай, нитроглицерин өте тұрақсыз. Дегенмен, бұл жерде маңызды ескертуді айту керек: ол механикалық кернеуге сезімтал - ол сілкініс немесе соққыдан жарылып кетеді. Оны жай ғана өртеп жіберсеңіз, сұйықтық жарылыссыз тыныш жануы мүмкін.
Нитроглицеринді тұрақтандыру. Динамит
Нобельдің нитроглицеринді тұрақтандырудағы алғашқы тәжірибесі динамит болды - кизельгур сұйықтықты толығымен сіңірді, ал қоспа қауіпсіз болды (әрине, ол бұзу бомбасында белсендірілгенге дейін). Диатомды жерді пайдалану себебі капиллярлық әсерге байланысты. Бұл тұқымда микротүтікшелердің болуы сұйықтықтың (нитроглицериннің) тиімді сіңуін және оның ұзақ уақыт бойы сақталуын тудырады.
Зертханалық алу
Зертханалық жағдайда нитроглицерин алу реакциясы қазір Собреро қолданатын реакциямен бірдей - күкірт қышқылының қатысуымен этерификация. Алдымен азот пен күкірт қышқылдарының қоспасы алынады. Қышқылдар концентрлі, аз мөлшерде сумен қажет. Әрі қарай, глицерин үнемі араластыра отырып, кішкене бөліктерде қоспаға біртіндеп қосылады. Температураны төмен деңгейде ұстау керек, өйткені ыстық ерітіндіде этерификацияның (эфир түзілу) орнына глицерин азот қышқылымен тотығады.
Бірақ реакция көп мөлшердегі жылудың бөлінуімен жүретіндіктен, қоспаны үнемі салқындату керек (әдеттемұзбен жасалған). Әдетте, ол шамамен 0 ° C температурада сақталады, 25 ° C белгісінен асса, жарылыс қаупі бар. Температура термометр арқылы үнемі бақыланады.
Нитроглицерин судан ауыр, бірақ минералды (азот және күкірт) қышқылдарынан жеңіл. Сондықтан реакциялық қоспада өнім бетінде бөлек қабатта болады. Реакция аяқталғаннан кейін ыдысты салқындату керек, жоғарғы қабатта нитроглицериннің максималды мөлшері жиналғанша күтіңіз, содан кейін оны суық сумен басқа ыдысқа төгіңіз. Содан кейін үлкен көлемдегі суда қарқынды жуу келеді. Бұл нитроглицеринді барлық қоспалардан барынша тазарту үшін қажет. Бұл өте маңызды, өйткені әрекеттеспеген қышқылдардың қалдықтарымен бірге заттың жарылғыштығы бірнеше есе артады.
Өнеркәсіптік өндіріс
Өнеркәсіпте нитроглицерин алу процесі бұрыннан автоматтандыруға енгізілген. Қазіргі уақытта қолданылатын жүйені өзінің негізгі аспектілері бойынша 1935 жылы Biazzi ойлап тапқан (және Biazzi қондырғысы деп аталады). Ондағы негізгі техникалық шешімдер сепараторлар болып табылады. Жуылмаған нитроглицериннің бастапқы қоспасы алдымен орталықтан тепкіш күштердің әсерінен сепараторда екі фазаға бөлінеді - нитроглицерин қосылған фаза одан әрі жуу үшін алынады, ал қышқылдар сепараторда қалады.
Қалған өндіріс қадамдары стандартты қадамдармен бірдей. Яғни, глицеринді араластыру және нитрлеуреактордағы қоспалар (арнайы сорғылардың көмегімен шығарылады, турбиналық араластырғышпен араластырылады, салқындату күштірек - фреонмен), бірнеше жуу сатылары (сумен және аздап сілтіленген сумен), олардың әрқайсысының алдында бөлгіш.
Биаззи зауыты өте қауіпсіз және басқа технологиялармен салыстырғанда айтарлықтай жоғары өнімділікке ие (бірақ, әдетте, жуу кезінде өнімнің көп мөлшері жоғалады).
Үй шарттары
Өкінішке орай, бақытымызға орай, үйде нитроглицерин жасау тым көп қиындықтарды талап етеді, бұл негізінен нәтижеге тұрарлық емес.
Үйде синтездеудің жалғыз мүмкін жолы – глицериннен нитроглицерин алу (зертханалық әдістегідей). Ал бұл жерде негізгі мәселе күкірт және азот қышқылдары болып табылады. Бұл реагенттерді сату белгілі бір заңды тұлғалармен шектелген және оны үкімет қатаң бақылайды.
Анық шешім - оларды өзіңіз синтездеу. Жюль Верн «Жұмбақ арал» романында бас кейіпкерлердің нитроглицерин өндіру эпизоды туралы айта отырып, процестің соңғы сәтін өткізіп жіберді, бірақ күкірт және азот қышқылдарын алу процесін егжей-тегжейлі сипаттады.
Действительно заинтересовавшиеся могут заглянуть в книгу (первая часть, глава семнадцатая), однако и тут загвоздка - необитаемый остров буквально изобиловал необходимыми реактивами, поэтому в распоряжении героев оказались серный колчедан, водоросли, много угля (для обжига), калийная селитра тағыда басқа. Орташа тәуелді адам оны алады ма? Екіталай. Сондықтан үйдегі нитроглицерин көп жағдайда арман болып қала береді.
