Как сделать нитроглицерин из азотной кислоты

Обновлено: 07.07.2024

Это зрячая версия , отмеченная 21 мая 2021 года . Есть 1 незавершенное изменение , которое еще предстоит просмотреть.

желтоватая маслянистая жидкость

1,59 г см −3 (20 ° С)

13,5 ° C (ромбический, стабильный)
2,8 ° C (триклинический, нестабильный)

Нитроглицерин (также нитроглицерин ), тринитрат глицерина или тринитрат глицерина , а также сложный эфир глицерина тринитронной кислоты являются взрывчатыми веществами . Он также используется как препарат с сосудорасширяющим действием. Вещество подпадает под действие Закона о взрывчатых веществах и разделено на группу веществ A в Приложении II.

Фамилия

Общее название нитроглицерина в заблуждение согласно IUPAC номенклатуре, так как префикс нитро относится к углеродно связанной NO ₂ группы. Однако в тринитрате глицерина алкильный радикал связан с атомом азота через мостиковый атом кислорода , поэтому он представляет собой сложный эфир три азотной кислоты .

Таким образом, название глицерин трис (нитрат) было бы даже более точным, чем тринитрат глицерина , с приставкой трис, указывающей на то, что кислотный остаток не является конденсатом трех молекул HNO ₃ , а был трижды этерифицирован по одной молекуле каждая. Поскольку для обозначения глицерина используется только тривиальное название трехатомного спирта пропан-1,2,3-триол (то есть так называемый для его нитроглицерина Salpetersäureester ), обозначение пропантриол также является правильным.

история

В 1847 году Турин врач и химик Собреро производства нитроглицерина в первый раз. В 1867 году Альфред Нобель изобрел безопасный в обращении взрывной динамит , в котором диатомовая земля пропитана нитроглицерином. В 1875 году Нобель изготовил из нитроглицерина и нитрата целлюлозы (коллодий) самое сильное коммерческое взрывчатое вещество, фугасный желатин . Спустя некоторое время эта смесь была успешно использована в твердых породах при строительстве Готардского туннеля в Швейцарии. Более слабые желатиновые динамиты были сделаны из желатина для взрывных работ с добавками . Используя нитрат аммония ( нитрат аммония) в этих смесях, Нобель заложил основы взрывчатых веществ, используемых сегодня.

Английский врач Уильям Мюррелл (1853–1912) назначил нитроглицерин сублингвально в 1879 году для профилактики и купирования приступов острой стенокардии . В 1924 году фармацевт Курт Боскамп (1884–1945) создал первую желатиновую капсулу с нитроглицерином, Nitrolingual , которая производится компанией Pohl-Boskamp и до сих пор находится на рынке.

Представление и извлечение

Тринитрат глицерина получают путем этерификации трех гидроксильных групп безводного глицерина смесью азотной и серной кислот , так называемой нитрующей кислоты :

Различают прерывистые и непрерывные производственные процессы. В случае прерывистых процессов сначала загружается определенное количество нитрующей кислоты, а при сильном охлаждении - небольшие количества глицерина. Однако из-за выделения тепла и автокаталитического разложения при температурах выше 30 ° C эти методы часто сопряжены с неисчислимыми рисками. Наличие паров нитроглицерина может привести к потере сознания из-за эффекта снижения артериального давления (см. Выше), что делает невозможным контроль температуры во время производства и, таким образом, делает вероятным неконтролируемое разложение.

Поэтому для того, чтобы удерживать количества тринитрата глицерина на отдельных стадиях обработки как можно более низкими и повышать производительность, были разработаны непрерывные производственные процессы. В простейшем случае нитрующая кислота и глицерин непрерывно подаются в охлаждаемую систему трубопроводов и смешиваются там из-за условий ламинарного потока . В самых современных методах используются инжекторные насосы, в которых проточная нитрующая кислота создает отрицательное давление, при котором глицерин всасывается и закручивается в струе кислоты. Температура реакции составляет около 70 ° C.

характеристики

В стандартных условиях тринитрат глицерина представляет собой бесцветную, плохо растворимую в воде жидкость без запаха. У него сладкий вкус, и даже прием небольшого количества тринитрата глицерина (10 мг или 0,15 мг / кг массы тела) приводит к головным болям. Температура плавления составляет 2,8 ° C или 13,5 ° C, в зависимости от полиморфа .

Тринитрат глицерина взрывается с высоты одного сантиметра во время испытания ударным молотком с ударным молотком весом 2 кг.

Тип: вторичное взрывчатое вещество
Скорость детонации : 6700-8500 м / с (7600 м / с (плотность: 1,599 г / см³))
Выпуклость свинцового блока : 52 см³ / г
Чувствительность к удару : 0,2 Дж
Чувствительность к трению : нет реакции до нагрузки на палец до 350 Н
Предельный диаметр испытания стальной втулки : 24 мм.

Когда тринитрат глицерина взрывается или распадается с химической точки зрения, внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция - с нитрогруппами в качестве окислителей и атомами углерода в качестве восстановителей - приводит к продуктам реакции - диоксиду углерода, воде, азоту и монооксиду азота:

Полное преобразование жидкого взрывчатого вещества за чрезвычайно короткое время в продукты, которые являются газообразными при высокой температуре, приводит к значительному расширению в объеме, то есть к высокой взрывной мощности .

использовать

взрывной

Тринитрат глицерина используется как взрывчатое вещество . Однако из-за сильной чувствительности к ударам и вибрации обращаться с ним довольно сложно. Альфреду Нобелю удалось сохранить тринитрат глицерина в кизельгуре в 1867 году. Полученный динамит было проще использовать. Но поскольку его 25-процентный неактивный кизельгур уменьшал взрывную мощность, Nobel также произвела взрывоопасный желатин в 1875 году , идеально распадающуюся смесь нитроглицерина и оружейного хлопка ( нитрат целлюлозы , баллистит или кордит ). Позднее тринитрат глицерина был частично заменен нитрогликолем ( динитрат этиленгликоля или EGDN ) из-за его точки замерзания при 13,5 ° C (стабильная, ромбическая модификация) или 2,8 ° C (лабильная, триклинная форма) , которая возникает только при замораживании при -22 ° C. . Однако нитрогликоль довольно летуч и поэтому не рекомендуется в теплых странах, где только небольшой процент взрывоопасного масла в общем взрывчатом веществе. С другой стороны, тринитрат глицерина все еще является важным компонентом многих порохов. При добавлении в небольших количествах увеличивает взрывную силу взрывчатых веществ нитрата аммония .

медицина

Он также используется в неотложной медицине при сердечной недостаточности и сердечном отеке легких . Другими областями применения являются гипертонический криз (нитроглицерин, вводимый внутривенно взрослым в дозе 25–300 мкг / мин, снижает как артериальное давление, так и сопротивление сосудов), спастический мочеточник и желчные колики . Однако следует отметить, что могут возникнуть опасные для жизни осложнения, если препарат Силденафил ( Виагра ) принимать за 72 часа до приема препарата.

В настоящее время изучается возможность применения пластыря для лечения инсульта .

Побочные эффекты

К побочным эффектам препарата можно отнести повышение внутричерепного давления , возможную рефлекторную тахикардию, а также головную боль, приливы и чувство жара.

Торговые наименования

Corangin Nitrospray (D), Депонит (D, A, CH), Глитрин (A), Minitran TM (CH), Minitrans (D), Nitrangin (D), Nitro (D, A), Nitroderm (D, A, CH) ), Nitro-Dur (A, CH), Nitronal (CH), Nitrolingual (D, A), Perlinganit (D, A, CH), Trinitrin (CH), Trinitrosan (D), Rectogesic (мазь), различные дженерики ( CH).

Индивидуальные доказательства

литература

Ричард Эскалес: нитроглицерин и динамит . SurvivalPress, 1908 г. (перепечатано в 2002 г., ISBN 3-8311-4362-5 .)
Йозеф Кёлер, Рудольф Мейер: Взрывчатые вещества. 9-е издание. Wiley-VCH, Weinheim 1998, ISBN 3-527-28864-3 , стр. 215 и далее.
Рейнхард Ларсен: Анестезия и интенсивная медицина в кардиохирургии, торакальной и сосудистой хирургии. 5-е издание. Springer, Berlin / Heidelberg / New York et al. 1999, ISBN 3-540-65024-5 , стр. 65–67 и 177 f. (1-е издание 1986 г.)
Альфред Штеттбахер: Оружие и взрывчатка. 2-е издание. Лейпциг, 1933 г.

веб ссылки

Эта статья посвящена проблеме со здоровьем. Он не используется для самодиагностики и не заменяет диагноз врача. Обратите внимание на информацию по вопросам здоровья !

Эта страница последний раз была отредактирована 21 мая 2021 г. в 22:11.

Нитроглицерин — органическое соединение, сложный эфир глицерина и азотной кислоты.

Получение

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину кислотная смесь должна иметь малое содержание воды. Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98%-й серной кислоты) и меланжа. Смешение кислот производят при охлаждении для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией:

Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты с целью образования катионов нитрозония NO₂ + . Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:

Верхний слой из реакционного стакана (колбы) сразу сливают в большой объём холодной воды при перемешивании. Температура воды должна быть 6—15 °C, объём — не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе). Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта. Большой объём промывных вод, напротив, позволяет максимально быстро и безопасно промыть НГЦ. Недостаточная промывка НГЦ от кислотных примесей и продуктов неполной этерификации приводит к очень низкой устойчивости продукции (пороха, ТРТ, БВВ и пр.) и делает НГЦ крайне опасным.

В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.

Большую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.).

Физико-химические свойства

Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде (0,13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C). При нагревании с водой до 80 °C гидролизуется. Быстро разлагается щёлочами.

Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг — 4 см (гремучая ртуть — 2 см, тротил — 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации — 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки — около 200 °C. Теплота взрыва — 6,535 МДж/кг. Температура взрыва — 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка — для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации — 7650 м/с. 8000-8200 м/c — в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100—2000 м/с. Плотность — 1,595 г/см³, в твёрдом виде — 1,735 г/см³. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более — к трению, поэтому очень опасен. Объём продуктов взрыва — 715 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке — 390 мл, в воде — 590 мл (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе — 550 см³. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ, динамитов и главным образом бездымных порохов (для пластификации нитратов целлюлозы). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Применение

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холецистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1%-м спиртовом растворе.

Нитроглицерин в небольших дозах входит в состав геля Zanifil, используемого в презервативах Durex CSD500 для стимуляции эрекции во время полового акта.

Во взрывотехнике

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 году русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 году. Альфред Нобель в 1863 году изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 году — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино

Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

Возьмите одну часть 98%-й дымящей азотной кислоты и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты. Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

Токсичность нитроглицерина

Физиологическое воздействие

ПДК нитроглицерина для рабочей зоны составляет 0,02 мг/дм³. Класс опасности — 2.

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде (0.13% при 20C, 0,2% при 50C, 0,35 % при 80 °C, по другим данным 1,8 % при 20 °C и 2,5 % при 50C). При нагревании с водой до 80 °C гидролизуется. Быстро разлагается щёлочами.

Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг -- 4 см (гремучая ртуть-- 2 см, тротил -- 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки около 200 °C. Теплота взрыва 6,535 МДж/кг. Температура взрыва 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка -- для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации 7650 м/с. 8000-8200 м/c -- в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100--2000 м/с. Плотность 1,595 г/смі, в твёрдом виде -- 1,735 г/смі. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более к трению, поэтому очень опасен. Объем продуктов взрыва 715 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке -- 390 мл, в воде -- 590 мл (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе 550 смі. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ, динамитов и главным образом бездымных порохов (пластификатор -- нитроцеллюлоза). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Получение нитроглицерина с последующей сепарацией его от отработанной кислоты является одним из самых опасных процессов химической технологии.

Уравнение образования нитроглицерина:

Для ведения его требуется особенно тщательный контроль как сырья, так и аппаратуры. Необходимое условие безопасности производства -- точное соблюдение технологии и правил работы, которая должна производиться высококвалифицированными рабочими и хорошо подготовленным инженерно-техническим персоналом. Однако возможность взрыва в производстве нитроглицерина все же полностью не исключается. Коренным решением вопроса безопасной работы обслуживающего персонала в этом производстве может быть только полный автоматический контроль и дистанционное управление. Такая организация процесса дает полную гарантию отсутствия жертв при возможном взрыве и уменьшает вероятность взрыва, так как производственный процесс будет регулироваться механизмами, В настоящее время большинство установок по получению нитроглицерина переведены на автоматический контроль и дистанционное управление.

Все технологические стадии производства нитроглицерина, благодаря жидкому агрегатному состоянию реагентов и большой скорости их взаимодействия, легко осуществляется в аппаратах непрерывного действия, которые, в свою очередь, можно легко автоматизировать.

Этерификация глицерина, проводимая серно-азотной кислотной смесью, протекает с большой скоростью. Этому способствует хорошая растворимость глицерина в кислоте и, следовательно, протекание реакции в растворе. Продукт реакции -- нитроглицерин вследствие плохой растворимости выделяется в виде отдельного слоя, создавая таким образом гетерогенную среду. Нитроглицерин не растворяет глицерин, следовательно, не снижает его концентрацию и поэтому не препятствует этерификации. Однако образование слоя нитроглицерина несколько ухудшает условия этерификации, так как в нитроглицерин из кислотного слоя переходит значительная часть азотной кислоты. Это приводит к снижению этерифицирующей способности серно-азотной кислотной смеси и, кроме того, увеличивает опасность процесса. Азотная кислота, растворенная в нитроглицерине, способствует его разложению.

Периодические процессы. Более 60 лет нитроглицерин получали в малогабаритных аппаратах периодического действия, конструкция которых исключала возможность каких-либо ударов или трения. Перемешивание на стадии этерификации и промывки производили сжатым воздухом, перемещение нитроглицерина из одного аппарата в другой осуществлялось только самотеком.

Наиболее совершенный технологический процесс получения нитроглицерина был разработан Нобелем. По этому способу этерификацию проводили в цилиндрическом аппарате--нитраторе, снабженном змеевиком для подачи воды на охлаждение. Перемешивание нитромассы осуществлялось сжатым воздухом.

Разделение нитроглицерина и отработанной кислоты проводили в сепараторе -- цилиндрическом сосуде, куда также был подведен сжатый воздух для перемешивания в случае подъема температуры разделяемой эмульсии. Сепарация являлась наиболее опасным звеном процесса вследствие довольно частого самопроизвольного разогрева нитромассы, особенно при задержке ее в этом аппарате. Для уменьшения продолжительности сепарации сепаратор имел небольшую высоту. Увеличение скорости разделения эмульсии путем повышения температуры или увеличения массы сепарируемой эмульсии в производстве нитроглицерина недопустимо. В начале в- Для сокращения продолжительности сепарации в нитромассу стали вводить добавки, изменяющие поверхностное натяжение капелек эмульсии: парафин, вазелин , тальк и др. Для уничтожения коллоидных силикатов (попадающих в нитромассу с азотной кислотой) стали добавлять фтористый натрий, который не только разлагает двуокись кремния по уравнению

2NaF + SiO2 + 2H2SO4 --> SiF

но и повышает скорость сепарации в результате образования пузырьков газа SiF4.

Несколько более совершенным с точки зрения техники безопасности был способ Натана, Томсона и Ринтула, принятый в производстве в 1904 г.. Основным преимуществом его была компактность установки, достигнутая благодаря совмещению функций нитратора и сепаратора в одном аппарате. Кроме того, на трубопроводах для передачи нитроглицерина вместо кранов были поставлены зажимы.

Аппарат установки Натана, Томсона и Ринтула представляет собой цилиндрический сосуд со скошенным днищем и конической верхней частью. К днищу подходит вертикальная труба для подачи кислоты. К этой трубе на расстоянии 30 см от днища подведены три патрубка. Один соединяет нитратор с напорными баками для кислотной смеси и отработанной кислоты, другой -- с приемником для отработанной кислоты и третий -- с аварийным чаном. Труба спущена на 30 см для того, чтобы при перемешивании нитроглицерин ни в коем случае не попадал в восходящую часть. Верхняя часть нитратора заканчивается смотровым стеклом и трубой, соединенной с баком предварительной промывки нитроглицерина. Нитратор снабжен змеевиком, термометром и трубками для подвода сжатого воздуха.

Этерификация в нитраторе проводится как обычно. В нижнюю часть его через трубу заливают нитросмесь, а сверху подают глицерин. По окончании процесса воздушное перемешивание прекращают и начинают сепарацию с помощью отработанной кислоты, подаваемой по той же трубе, через которую заливали нитросмесь. Нитроглицерин начинает постепенно выдавливаться отработанной кислотой в бак предварительной промывки. Контроль за ходом сепарации осуществляется через смотровое стекло. Такой способ сепарации лучше отвечает требованиям техники безопасности. Способ Натана, Томсона и Ринтула на некоторых заводах сохранился до сих пор.

Безопасность работы периодических установок получения нитроглицерина обеспечивалась рядом специальных правил ведения этого процесса. Основные из них: тщательный контроль за чистотой исходных материалов, точность соблюдения дозировок и температурного режима, а также хорошее перемешивание нитромассы, исключающее образование зон застоя (что вполне возможно из-за несовершенства воздушного перемешивания).

Наиболее опасным процессом была сепарация, вследствие низкой стойкости кислого нитроглицерина. Во всех случаях появления опасности разложения продукта реакционную массу спускали в аварийный чан, заполненный водой. Следует отметить, что спуск содержимого нитратора или сепаратора в аварийный чан не всегда спасает положение [50]. Из 100 случаев 20 кончается взрывом в чане, иногда остаток нитроглицерина взрывается в нитраторе. Для более безопасного и надежного спуска нитромассы аппараты (нитратор и сепаратор) снабжаются кранами, открывающимися автоматически с помощью сжатого воздуха. Пуск автомата в действие может быть произведен не только непосредственно с рабочего места, но также и из убежища. При включении автомата для спуска нитромассы в аварийный чан начинает работать сигнализация, предупреждающая об опасности всех лиц, находящихся в данном помещении.

Воистину во взрывчатке сидит дьявол, готовый в любую секунду начать крушить и ломать все вокруг. Держать это порождение ада в узде и выпускать его на свободу лишь тогда, когда это требуется, – основная проблема, которую приходится решать химикам и пиротехникам при создании и использовании взрывчатых веществ.

Несколько веков единственным видом взрывчатки, которую использовал человек, был черный порох. С его помощью во врага из пушек метали ядра, им же начиняли разрывные снаряды. Порох использовали в подземных минах-подкопах для разрушения стен крепостей, для дробления скальных пород. Впрочем, порох не был единственным известным человеку видом взрывчатки. Например, в 1799 году Эдвардом Говардом была открыта гремучая ртуть. Знаменитый мелинит (он же пикриновая кислота, шимоза, тринитрофенол, лиддит, пертит, пикрит) описал английский химик Вульф еще в 1771 году, и уже тогда были известны его взрывные свойства.

До конца первой трети XIX века порох полностью отвечал потребностям прогресса. Но наука и промышленность не стояли на месте, и вскоре он перестал отвечать требованиям времени из-за своей небольшой мощности.

Взрывчатое масло

И вот в 1846 году химики предложили два новых взрывчатых вещества — пироксилин и нитроглицерин. В Турине итальянский химик Асканио Собреро обнаружил, что достаточно обработать глицерин азотной кислотой (выполнить нитрование), чтобы образовалась маслянистая прозрачная жидкость — нитроглицерин. Cделать это можно в простейших условиях (изготовить черный порох сложнее). По взрывной мощности нитроглицерин более чем в 20 раз превосходит черный порох и по большинству параметров в 4−5 раз мощнее тротила. Если не считать ядерной бомбы, человечество так и не изобрело более мощной взрывчатки, чем нитроглицерин.

Но дьявол, живущий в нитроглицерине, оказался злобным и непокорным. Оказалось, что чувствительность этого вещества к внешним воздействиям лишь немногим уступает гремучей ртути. Он может взорваться уже в момент нитрования, его нельзя встряхивать, нагревать и охлаждать, выставлять на солнце. Он может взорваться в процессе хранения. А если его поджечь спичкой, может совершенно спокойно гореть. Но потребность в мощной взрывчатке к середине XIX века уже была столь велика, что, несмотря на многочисленные несчастные случаи, нитроглицерин стали широко использовать при взрывных работах.

Слава обуздания нитроглицерина принадлежит Альфреду Нобелю. Кем был этот человек, оседлавший посланца ада? Общеизвестно, что это шведский ученый, инженер, изобретатель и предприниматель. Гораздо меньше известна связь Нобеля с Россией. Не будь ее, кто знает, смог ли бы Нобель изобрести динамит?

Русский швед

Альфред Нобель родился в Швеции в 1833 году, а уже в 1837-м его разорившийся отец Эммануэль Нобель оставляет Стокгольм и уезжает в Россию. Получив от русского правительства хорошее вознаграждение за изобретенную им морскую мину, Эммануэль перевозит в Россию свою семью и в 1842 году открывает механическую мастерскую в Санкт-Петербурге. Значительные военные заказы позволяют быстро развить предприятие в крупную процветающую фирму (Fonderie et Atelier Mecanique Nobel et Fils).

Денежный достаток семьи позволил Альфреду получить прекрасное домашнее образование. Известный русский химик, действительный член Российской академии наук Н.Н. Зинин, дававший болезненному Альфреду уроки химии, привил ему любовь к этой науке. В 16 лет Альфред уже помогал отцу в разработке морских мин, а затем отправился в Париж, где занимался химией под руководством известного ученого Пелуза.

Взрывной характер

17 июля 1866 года в Петергофе гремит страшный взрыв — 20 пудов только что полученного нитроглицерина взлетают на воздух. Результатом становится категорический запрет императора Александра II производить в России любые работы с опасной жидкостью. Но незадолго до этого Петрушевский высказывает Нобелю предположение, что причиной взрывов нитроглицерина становится его разложение с образованием кислых неустойчивых соединений, а смешивание его с веществом, нейтрализующим кислоты, сделает взрывчатку менее опасной. Петрушевский не изобрел динамит, но в тот момент находился в полушаге от этого. Он-то и подсказал Нобелю направление дальнейших поисков.

Несмотря на крайнюю опасность, потребность в мощной взрывчатке была очень велика. В 1863 году Нобель приезжает в Стокгольм, где целиком посвящает себя разработке безопасных технологий получения нитроглицерина. Он изобретает инжектор для непрерывного перемешивания глицерина с кислотой в процессе нитрования, что резко снижает опасность взрывов на производстве. Для повышения безопасности рабочие, следившие за процессом нитрификации, в то время сидят на одноногих табуретках — чтобы не засыпать и не выпускать химическую реакцию из-под контроля.

Инфузорная земля

Запрет нитроглицерина грозил Нобелю полным разорением. И тогда Альфред возвращается к своей идее, работать над которой он начал еще в 1862 году, — нейтрализации чувствительности нитроглицерина при пропитывании им какого-либо пористого вещества. Этот путь подсказал ему еще в 1855 году Петрушевский, который пытался пропитывать нитроглицерином черный порох, надеясь тем самым повысить мощность взрывчатки.

В 1864 году Нобель находит нужное вещество. Кизельгур, известный также как диатомит, инфузорная земля и горная мука, образуется при осаждении на дно водоемов кремниевых скорлупок моллюсков и некоторых водорослей. Инфузорную землю можно найти в каждом озере, 90% ее объема приходится на поры, способные жадно впитывать нитроглицерин.

Триумф динамита

Динамит не только принес Альфреду Нобелю известность и славу, но и сделал его миллионером. Если в 1867 году его фабрика изготовила всего 11 тонн динамита, то через семь лет ежегодное производство на фабриках Нобеля составляло уже 3300 тонн.

Однако далеко не все страны благосклонно отнеслись к этой взрывчатке. Так, во Франции военные нужды заставили было весной 1871 года начать изготовление динамита, но поражение во Франко-прусской войне привело к тому, что производство было свернуто до 1875 года. В Англии лоббирование Абелем черного пороха заставило парламент в 1869 году принять закон, запрещающий производство, импорт, продажу и перевозку нитроглицерина и любого другого вещества, содержащего нитроглицерин, в пределах Великобритании. Этот закон под давлением угольного лобби, остро нуждавшегося в хорошей взрывчатке, был отменен лишь в 1893 году.

За семь лет Нобель построил 17 заводов в разных странах мира. К этому времени на его предприятиях производилось больше взрывчатых веществ, чем на государственных пороховых заводах всех стран мира вместе взятых.

Последним изобретением Нобеля стал бездымный порох баллистит, созданный Альфредом в сотрудничестве со своим личным секретарем, молодым шведским химиком Рагнаром Салманом.

Альфред Нобель скончался в возрасте 63 лет 10 декабря 1896 года в Сан-Ремо в зените славы и могущества. Ему принадлежали 93 предприятия, производившие кроме динамита азотную кислоту, глицерин, удобрения, медные сплавы, проволоку, кабель, нитроцеллюлозу и все виды взрывчатых веществ и детонаторов.

Забытое изобретение

Принято считать, что динамит был звездным часом Альфреда Нобеля. Но специалисты полагают, что главное его изобретение вовсе не динамит, а маленькая медная трубочка. Капсюль-детонатор стал настоящей революцией во взрывном деле, сравнимой разве что с изобретением двигателя внутреннего сгорания в области машиностроения.

Когда в качестве взрывчатки использовался черный порох, с инициацией взрыва проблем не возникало — достаточно было отсыпать к заряду дорожку из того же пороха и поджечь ее. Позднее стали использовать стопин (нитка, пропитанная селитрой), потом Бикфорд придумал свой знаменитый шнур. Когда огонь добирался до пороха, взрыв был гарантирован. Положение изменилось с появлением нитроглицерина, пироксилина, мелинита. Эти взрывчатки, включая даже очень чувствительный нитроглицерин, наотрез отказывались взрываться от открытого пламени.

Для инициации взрыва лучше всего было использовать. взрыв. Гремучая ртуть была уже изобретена и использовалась в ударных капсюлях для воспламенения пороха в ружьях (капсюльные ружья), а позднее — в капсюлях патронов. Альфред Нобель в 1863 году догадался наполнить гремучей ртутью в достаточно большом количестве медную трубочку, открытую с одного конца. Эта трубочка помещалась в заряд взрывчатки, а в ее открытый конец вставлялся бикфордов шнур. Струя пламени подожженного шнура надежно воспламеняла гремучую ртуть, чувствительную к любому внешнему воздействию, а небольшого взрыва оказалось достаточно для взрыва нитроглицерина, а позднее — динамита и других взрывчаток.

Читайте также: