Sól kwasu azotowodorowego to Pb(N3)2, związek chemiczny zwany inaczej azydkiem ołowiu. Ta substancja krystaliczna może mieć jedną z co najmniej dwóch form krystalicznych: pierwsza forma α o gęstości 4,71 grama na centymetr sześcienny, druga forma β - 4,93. Słabo rozpuszcza się w wodzie, ale dobrze radzi sobie w monoetanoloaminie. Proszę nie stosować się do zaleceń podanych w tym artykule w domu! Azydek ołowiu to nie żart, ale bardzo wrażliwy materiał wybuchowy (wybuchowy).
Właściwości
Azydek ołowiu inicjuje eksplozję, ponieważ jego czułość jest bardzo wysoka, a średnica krytyczna jest bardzo mała. Znajduje zastosowanie w nakrętkach strzałowych. Nie można go obsługiwać bez specjalnych technik technicznych i specjalnych umiejętności pielęgnacyjnych. W przeciwnym razie następuje eksplozja, której ciepło zbliża się do 1,536 megadżuli na kilogram lub 7,572 megadżuli na decymetr sześcienny.
Azydek ołowiu ma objętość gazu 308 litrów na kilogram lub 1518 litrów na kwadratdecymetr. Jego prędkość detonacji wynosi około 4800 metrów na sekundę. Azydki, których właściwości wyglądają bardzo onieśmielająco, są syntetyzowane podczas reakcji wymiany między rozpuszczalnymi azydkami metali alkalicznych a roztworami soli ołowiu. Rezultatem jest biały krystaliczny osad. To jest azydek ołowiu.
Odbierz
Reakcja jest zwykle przeprowadzana z dodatkiem gliceryny, dekstryny, żelatyny itp., co zapobiega tworzeniu się zbyt dużych kryształów i zmniejsza ryzyko detonacji. Nie zaleca się syntezy azydku ołowiu w domu, nawet w celu robienia świątecznych fajerwerków. Aby go uzyskać, wymagane są specjalne warunki, wiedza i zrozumienie niebezpieczeństwa, a także wystarczające doświadczenie jako chemik.
Jednak w sieci jest sporo informacji dotyczących produkcji tego niebezpiecznego materiału wybuchowego. Wielu internautów dzieli się swoimi doświadczeniami na temat pozyskiwania azydku ołowiu w domu, łącznie ze szczegółowym opisem procesu i ilustracjami krok po kroku. Czasami teksty zawierają ostrzeżenia o niebezpieczeństwach związanych z wytwarzaniem tych bezbarwnych kryształów lub białego proszku, ale jest mało prawdopodobne, aby powstrzymały wszystkich. Trzeba jednak pamiętać, czym jest azydek ołowiu. Piorunian rtęci jest mniej niebezpieczny niż jego użycie.
Modyfikacje
Krystaliczne modyfikacje azydku ołowiu opisano w sumie cztery, ale w praktyce najczęściej uzyskuje się jedną z dwóch. Albo jest to techniczny biało-szary proszek, albo bezbarwne kryształy uzyskane przez połączenieroztwory azydku sodu i octanu lub azotanu ołowiu. W praktyce strącanie musi być przeprowadzane za pomocą polimerów rozpuszczalnych w wodzie, aby otrzymać produkt, który jest stosunkowo bezpieczny w obsłudze. W przypadku dodania rozpuszczalników organicznych, takich jak eter, a także w przypadku wystąpienia interakcji dyfuzyjnej roztworów, powstaje nowa forma, która krystalizuje iglasto i grubo.
Pożywka kwaśna daje mniej stabilne formy. Podczas długotrwałego przechowywania, ekspozycji na światło i ogrzewanie kryształy ulegają zniszczeniu. Jest nierozpuszczalny w wodzie, słabo rozpuszczalny w wodnym roztworze octanu amonu, sodu i ołowiu. Ale 146 gramów azydku doskonale rozpuszcza się w stu gramach etanoloaminy. We wrzącej wodzie rozkłada się, stopniowo uwalniając kwas azotowy. Wraz z wilgocią i dwutlenkiem węgla rozkłada się również, rozprzestrzeniając się po powierzchni. To wtedy powstają węglan i zasadowy azydek ołowiu.
Interakcje i podatność
Światło rozkłada je na azot i ołów - również na powierzchni, a jeśli zastosujesz intensywne napromieniowanie, możesz uzyskać eksplozję świeżo wybitego i natychmiast rozkładającego się azydku. Suchy azydek ołowiu nie reaguje z metalami i jest stabilny chemicznie.
Jednakże istnieje niebezpieczeństwo pojawienia się wilgotnego środowiska, wtedy prawie wszystkie azydki metali stają się niebezpieczne w swoich reakcjach. Utrzymuj powstałą substancję z dala od miedzi i jej stopów, ponieważ mieszanina azydków i miedzi ma jeszcze bardziej nieprzewidywalne właściwości wybuchowe. Wszystkie reakcje azydkowe są toksyczne, a sama substancja jest toksyczna.
Czułość
Azydki ładneżaroodporne, rozkładają się dopiero w temperaturach powyżej 245 stopni Celsjusza, a błysk następuje przy około 330 stopniach. Wrażliwość na uderzenia jest bardzo wysoka, a każda produkcja azydków niesie ze sobą złe konsekwencje, niezależnie od tego, czy azydek jest suchy, czy wilgotny, nie traci swoich właściwości wybuchowych, nawet jeśli nagromadzi się w nim do trzydziestu procent wilgoci.
Szczególnie wrażliwe na tarcie, nawet bardziej niż piorun rtęciowy. Jeśli zmielisz azydek w moździerzu, prawie natychmiast wybuchnie. Różne modyfikacje azydków ołowiu różnie reagują na uderzenia (ale każdy reaguje!). Ponieważ kryształy pokryte są warstwą soli ołowiu, może nie reagować na promień ognia i iskrę. Ale dotyczy to tylko tych próbek, które były przechowywane przez pewien czas i wystawione na działanie wilgotnego dwutlenku węgla. Świeżo wyprodukowany i chemicznie czysty azydek jest bardzo podatny na atak płomieni.
Wybuch
Azydek ołowiu jest niezwykle niebezpieczny właśnie ze względu na jego wrażliwość na tarcie i naprężenia mechaniczne. Zależy to zwłaszcza od wielkości kryształów i metody krystalizacji. Rozmiary kryształów większe niż pół milimetra są absolutnie wybuchowe. Wybuch może nastąpić na każdym etapie procesu syntezy: można spodziewać się również wybuchowego rozkładu na etapie nasycania roztworu, zarówno podczas krystalizacji, jak i suszenia. Opisano wiele przypadków spontanicznych wybuchów nawet przy prostym wylaniu produktu.
Profesjonalni chemicy są pewni, że azydek otrzymywany z octanu ołowiu jest znacznie bardziej niebezpieczny niż ten otrzymywany z azotanu. Potrafi detonowaćmateriały wybuchowe o dużej sile są znacznie lepsze niż piorun rtęciowy, ponieważ obszar przed detonacją azydku jest węższy. Na przykład ładunek inicjujący w detonatorze wykonanym z czystego azydku ołowiu wynosi 0,025 grama, heksogen wymaga 0,02, a TNT 0,09 grama.
Zastosowanie azydków
Wykorzystywanie tego inicjatora eksplozji było praktykowane przez ludzkość jeszcze nie tak dawno temu. Azydek ołowiu został po raz pierwszy otrzymany w 1891 roku przez chemika Curtiusa, kiedy do roztworu azydku amonu (lub sodu - teraz nie jest to jasne) dodał roztwór octanu ołowiu. Od tego czasu azydek ołowiu jest wciskany w detonatory (stosuje się do siedmiuset kilogramów na centymetr kwadratowy). Ponadto od odkrycia do uzyskania patentu upłynęło bardzo mało czasu - już w 1907 roku uzyskano pierwszy patent. Jednak przed 1920 r. azydek ołowiu powodował zbyt wiele problemów dla producentów, aby miał niewielkie praktyczne zastosowanie.
Wrażliwość tej substancji jest zbyt wysoka, a czysty krystaliczny gotowy produkt jest jeszcze bardziej niebezpieczny. Ale dziesięć lat później opracowano metody obchodzenia się z azydkami, zaczęto stosować wytrącanie koloidami organicznymi, a następnie rozpoczęła się przemysłowa masowa produkcja azydku ołowiu, która okazała się mniej niebezpieczna, a mimo to odpowiednia do wyposażenia detonatorów. Azydek ołowiu dekstryny jest produkowany w USA od 1931 roku. Szczególnie mocno naciskał na wybuchową rtęć w detonatorach podczas II wojny światowej. Piorun rtęci wyszedł z użycia pod koniec XX wieku.
Funkcjeaplikacje
Azydek ołowiu jest używany w nakrętkach przeciwwstrząsowych, elektrycznych i przeciwpożarowych. Zwykle zawiera dodatek THRS - trinitrorezorcynian ołowiu, który zwiększa podatność na płomień, oraz tetrazen, który zwiększa podatność na ukłucia i uderzenia. W przypadku azydku ołowiu preferowane są obudowy stalowe, ale stosuje się również obudowy aluminiowe, znacznie rzadziej cynowane i miedziane.
Stabilną prędkość detonacji przy użyciu azydku ołowiano-dekstrynowego gwarantuje ładunek o długości 2,5 milimetra lub więcej, a także długi ładunek zwilżonego azydku ołowiu. Dlatego azydek ołowiu dekstryny nie działa z produktami o małych rozmiarach. Istnieje na przykład w Anglii tak zwany angielski serwis azydkowy, gdzie kryształy otoczone są węglanem ołowiu, substancja ta zawiera 98% Pb(N3) 2 iw przeciwieństwie do dekstryny, jest odporny na ciepło i proaktywnie wybuchowy. Jednak w wielu operacjach jest to znacznie bardziej niebezpieczne.
Produkcja przemysłowa
Azydek ołowiu na skalę przemysłową otrzymuje się w taki sam sposób jak w domu: rozcieńczone roztwory azydku sodu i octanu ołowiu (ale częściej azotanu ołowiu) są łączone, a następnie mieszane (w obecności polimerów rozpuszczalnych w wodzie, na przykład dekstryna). Ta metoda ma zalety i wady. Dekstryna pomaga w uzyskaniu cząstek o kontrolowanej wielkości (poniżej 0,1 milimetra), które mają dobrą płynność i nie są tak podatne na tarcie. To wszystko są plusy. Do wad należy zaliczyć fakt, że otrzymana w ten sposób substancja ma podwyższoną higroskopijność orazinicjatywa jest zmniejszona. Istnieją metody, w których po utworzeniu kryształów azydku dekstryny do roztworu dodaje się stearynian wapnia w ilości 0,25% w celu zmniejszenia higroskopijności i wrażliwości.
Zachowywana jest tutaj dodatkowa ostrożność i stosowane są dokładne dawki. Jeżeli roztwory azotanu ołowiu (octanu) z azydkiem sodu mają stężenie powyżej dziesięciu procent, bardzo możliwa jest spontaniczna eksplozja podczas krystalizacji. A jeśli mieszanie ustanie, eksplozja następuje absolutnie zawsze. Wcześniej chemicy zakładali, że powstałe kryształy formy β eksplodowały, detonując od naprężeń wewnętrznych. Jednak teraz, po wielu i wnikliwych badaniach, stało się jasne, że formę β można otrzymać również w czystej postaci, a jej czułość jest podobna do formy α.
Co powoduje wybuch
W latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku autorytatywnie potwierdzono, że przyczyny wybuchów mają charakter elektryczny: ładunek elektryczny jest redystrybuowany w warstwach roztworu i wywołuje taką reakcję substancji. Dlatego dodaje się polimery rozpuszczalne w wodzie i prowadzi się ciągłe mieszanie. Zapobiega to lokalizacji ładunków elektrycznych, a tym samym zapobiega spontanicznej eksplozji.
Aby wytrącić azydek ołowiu, zamiast dekstryny najczęściej stosuje się żelatynę w roztworze 0,4-0,5%, dodając do niej trochę soli Rochel. Po utworzeniu zaokrąglonych aglomeratów do tego roztworu należy wprowadzić jednoprocentową zawiesinę stearynianu cynku lub glinu lub (częściej) siarczku molibdenu. Adsorpcja zachodzi na powierzchni kryształów, która służy jako dobry smar stały. Ta metoda sprawia, że azydek ołowiu jest mniej wrażliwy na tarcie.
Cel wojskowy
Aby azydek ołowiu poprawić jego podatność na płomień, w celu wytworzenia filmu stosuje się obróbkę powierzchni kryształów roztworami azotanu ołowiu i styfinianu magnezu. Czapki do celów wojskowych produkowane są inaczej. Dekstryna i żelatyna są anulowane, a zamiast tego stosuje się dodatek soli sodowej karboksymetylocelulozy lub alkoholu poliwinylowego. W efekcie końcowy produkt otrzymuje się z większą ilością azydku ołowiu niż metodą strącania dekstrynowego, 96-98% wobec 92%. Ponadto produkt ma mniejszą higroskopijność, a zdolność inicjowania jest znacznie zwiększona.
Jeżeli roztwory są szybko spuszczane i nie dodaje się polimerów rozpuszczalnych w wodzie, powstaje tak zwany koloidalny azydek ołowiu, który ma maksymalną zdolność inicjowania wybuchu, ale nie jest wystarczająco zaawansowany technologicznie - sypkość jest słaba. Czasami jest stosowany w zapalnikach elektrycznych jako mieszanina roztworu nitrocelulozy w octanie etylu z koloidalnym azydkiem ołowiu.
