النتروجليسرين - أحد أشهر المتفجرات ، أساس تكوين الديناميت. لقد وجد تطبيقًا واسعًا في العديد من مجالات الصناعة نظرًا لخصائصه ، ولكن حتى الآن إحدى المشكلات الرئيسية المرتبطة به هي مسألة السلامة.
التاريخ
يبدأ تاريخ النتروجليسرين مع الكيميائي الإيطالي أسكانيو سوبريرو. قام بتصنيع هذه المادة لأول مرة في عام 1846. كان يطلق عليه في الأصل اسم pyroglycerin. اكتشف سوبريرو بالفعل عدم استقراره الكبير - يمكن أن ينفجر النتروجليسرين حتى من الارتجاج أو الضربات الضعيفة.
قوة انفجار النتروجليسرين نظريًا جعلته كاشفًا واعدًا في صناعات التعدين والبناء - كان أكثر فاعلية بكثير من أنواع المتفجرات التي كانت موجودة في ذلك الوقت. ومع ذلك ، فقد شكل عدم الاستقرار المذكور تهديدًا كبيرًا أثناء تخزينه ونقله - لذلك تم وضع النتروجليسرين على الموقد الخلفي.
تحركت الأمور قليلا مع ظهور ألفريد نوبل وعائلته- بدأ الأب والأبناء الإنتاج الصناعي لهذه المادة عام 1862 رغم كل المخاطر المصاحبة لها. ومع ذلك ، حدث شيء كان يجب أن يحدث عاجلاً أم آجلاً - حدث انفجار في المصنع ، وتوفي شقيق نوبل الأصغر. تقاعد الأب بعد معاناته من الحزن ، لكن ألفريد تمكن من مواصلة الإنتاج. لتحسين السلامة ، قام بخلط النتروجليسرين مع الميثانول - كان الخليط أكثر ثباتًا ، ولكنه قابل للاشتعال للغاية. ما زالت لم تكن نهائية.
أصبحوا الديناميت - النتروجليسرين الذي يمتصه التراب الدياتومي (الصخور الرسوبية). انخفضت قابلية انفجار المادة بعدة أوامر من حيث الحجم. في وقت لاحق ، تم تحسين الخليط ، وتم استبدال التراب الدياتومي بمثبتات أكثر فاعلية ، لكن الجوهر ظل كما هو - تم امتصاص السائل وتوقف عن الانفجار من أدنى اهتزاز.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
النتروجليسرين هو نتروستر لحمض النيتريك والجلسرين. في ظل الظروف العادية ، يكون سائلًا زيتيًا لزجًا مصفرًا. النتروجليسرين غير قابل للذوبان في الماء. استخدم نوبل هذه الخاصية: من أجل تحضير النتروجليسرين لاستخدامه بعد النقل وتخليصه من الميثانول ، قام بغسل الخليط بالماء - يذاب كحول الميثيل فيه ويترك ، ويبقى النتروجليسرين. يتم استخدام نفس الخاصية في تحضير النتروجليسرين: يتم غسل المنتج التخليقي بالماء لإزالة بقايا الكواشف.
تحلل النتروجليسرين (لتكوين الجلسرين وحمض النيتريك) عند التسخين. بدونيذهب التسخين إلى التحلل المائي القلوي.
خصائص متفجرة
كما ذكرنا سابقًا ، النتروجليسرين غير مستقر للغاية. ومع ذلك ، يجدر هنا إبداء ملاحظة مهمة: إنها عرضة للإجهاد الميكانيكي على وجه التحديد - فهي تنفجر من ارتجاج أو تأثير. إذا أشعلته للتو ، فمن المرجح أن يحترق السائل بهدوء دون حدوث انفجار.
استقرار النتروجليسرين. الديناميت
كانت تجربة نوبل الأولى في تثبيت النتروجليسرين هي الديناميت - امتص كيسيلغور السائل تمامًا ، وكان الخليط آمنًا (حتى تم تفعيله في قنبلة هدم بالطبع). سبب استخدام التراب الدياتومي هو تأثير الشعيرات الدموية. يؤدي وجود الأنابيب الدقيقة في هذا الصنف إلى امتصاص فعال للسائل (النتروجليسرين) والاحتفاظ به لفترة طويلة.
الحصول على المختبر
رد فعل الحصول على النتروجليسرين في المختبر الآن هو نفسه الذي يستخدمه سوبريرو - الأسترة في وجود حامض الكبريتيك. أولاً ، يتم أخذ خليط من أحماض النيتريك والكبريتيك. هناك حاجة إلى أحماض مركزة ، مع كمية قليلة من الماء. علاوة على ذلك ، يضاف الجلسرين تدريجياً إلى الخليط في أجزاء صغيرة مع التحريك المستمر. يجب أن تبقى درجة الحرارة منخفضة ، لأنه في محلول ساخن ، بدلاً من الأسترة (تكوين الإستر) ، سيتأكسد الجلسرين بحمض النيتريك.
ولكن نظرًا لاستمرار التفاعل مع إطلاق كمية كبيرة من الحرارة ، يجب تبريد الخليط باستمرار (عادةًانتهى بالجليد). كقاعدة عامة ، يتم الاحتفاظ بها في حدود 0 درجة مئوية ، ويمكن أن يؤدي تجاوز علامة 25 درجة مئوية إلى حدوث انفجار. يتم مراقبة درجة الحرارة باستمرار بواسطة ميزان حرارة.
النتروجليسرين أثقل من الماء ولكنه أخف من الأحماض المعدنية (النيتريك والكبريتيك). لذلك ، في خليط التفاعل ، يوضع المنتج في طبقة منفصلة على السطح. بعد نهاية التفاعل ، يجب تبريد الوعاء ، وانتظر حتى تتراكم أكبر كمية من النتروجليسرين في الطبقة العليا ، ثم قم بتصريفه في وعاء آخر بالماء البارد. ثم يأتي الغسيل المكثف بكميات كبيرة من الماء. هذا ضروري لتنقية النتروجليسرين من جميع الشوائب على أفضل وجه ممكن. هذا مهم لأنه ، مع بقايا الأحماض غير المتفاعلة ، تزيد قابلية انفجار مادة ما عدة مرات.
الإنتاج الصناعي
في الصناعة ، تم تحويل عملية الحصول على النتروجليسرين إلى الأتمتة منذ فترة طويلة. النظام المستخدم حاليًا ، في جوانبه الرئيسية ، اخترعه بيازي عام 1935 (ويسمى تركيب بيازي). الحلول التقنية الرئيسية فيه هي الفواصل. يتم أولاً فصل الخليط الأساسي من النتروجليسرين غير المغسول في الفاصل تحت تأثير قوى الطرد المركزي إلى مرحلتين - يتم أخذ المرحلة التي تحتوي على النتروجليسرين لمزيد من الغسيل ، وتبقى الأحماض في الفاصل.
باقي خطوات الإنتاج هي نفس الخطوات القياسية. أي خلط الجلسرين والنتراتمخاليط في المفاعل (يتم إنتاجها بمساعدة مضخات خاصة ، ممزوجة بمحرض التوربينات ، التبريد أقوى - بالفريون) ، عدة مراحل للغسيل (بالماء والماء القلوي قليلاً) ، كل منها مسبوقة بمرحلة بها فاصل
مصنع بيازي آمن تمامًا ولديه أداء عالٍ إلى حد ما مقارنة بالتقنيات الأخرى (ومع ذلك ، عادةً ما يتم فقد كمية كبيرة من المنتج أثناء الغسيل).
ظروف المنزل
لسوء الحظ ، على الرغم من أنه لحسن الحظ ، فإن صنع النتروجليسرين في المنزل ينطوي على الكثير من الصعوبات ، والتي في الغالب لا تستحق النتيجة.
الطريقة الوحيدة الممكنة للتوليف في المنزل هي الحصول على النتروجليسرين من الجلسرين (كما في الطريقة المختبرية). وهنا تكمن المشكلة الرئيسية في حامض النيتريك والكبريتيك. يقتصر بيع هذه الكواشف على كيانات قانونية معينة وتخضع لرقابة صارمة من قبل الحكومة.
الحل الواضح هو توليفها بنفسك. جول فيرن في روايته "الجزيرة الغامضة" يتحدث عن حلقة إنتاج النتروجليسرين من قبل الشخصيات الرئيسية ، وحذف اللحظة الأخيرة من العملية ، لكنه وصف بتفصيل كبير عملية الحصول على حامض الكبريتيك والنتريك.
إلخ.هل سيصاب به الشخص العادي المدمن؟ من غير المرجح. لذلك ، يبقى النتروجليسرين محلي الصنع في الغالبية العظمى من الحالات مجرد حلم.
