Азотна кислота утворює з багатоатомними спиртами (етиленгліколем, гліцерином, клітковиною та ін) складні ефіри. У молекулах цих ефірів група N02 з'єднана не прямо з атомом вуглецю, як у нітросполук, а через кисень.
Нітрогліцерин. Нітрогліцерин - густа, безбарвна, масляниста рідина щільністю 1600 кг/м 3 в'язкість його в 2,5 рази більше в'язкості води, але менше в'язкості гліцерину. Він добре розчиняється у більшості органічних розчинників; метиловому спирті, ацетоні, ефірі, амілацетаті, бензолі, толуолі, ксилолі, нітробензолі і т. д. У воді нітрогліцерин розчиняється погано. Нітрогліцерин сам є хорошим розчинником нітросполук та нітроклітковини. Цілком чистий, вільний від найменших слідів кислоти нітрогліцерин у звичайних умовах є досить стійкою сполукою. У присутності кислот повільно розкладається навіть за кімнатної температури. Водні розчини лугів легко розкладають нітрогліцерин, при цьому утворюються нітрати та нітрити. При швидкому нагріванні до 180 ° С нітрогліцерин вибухає. При підпалюванні нітрогліцерин дає тільки місцевий спалах, що супроводжується його розплескуванням, стійкого горіння не відбувається. Однак при ударі та терті нітрогліцерин здатний вибухнути, тому у вільному вигляді його перевозити не дозволяється.
Нітрогліцерин здатний до переохолодження при зниженні температури. Під час твердіння можливе утворення двох форм нітрогліцерину: нітрогліцерин однієї форми твердне при 2,1°С, а інший - при 13,2°С. При вибуху 1 кг нітрогліцерину виділяється 715 л газоподібних продуктів, їх 58,15% С02, 19,82% Н20, 18,50% N2, 3,53% О2. Тиск вибуху становить 119 560 МПа, процес супроводжуєтьсявиділенням 6237 кДж/кг, у своїй розвивається температура вище 4000°С. На практиці для збудження детонації нітрогліцерину і нітрогліцеринових вибухових речовин використовують капсуль-детонатор.
Отримання та застосування.Нітрогліцерин виходить при взаємодії гліцерину з сумішшю азотної та сірчаної кислот.
С3Н5(ОН)3 + ЗНОNО2 C3H5(ONO2)3 + 3H2O
Реакцію етерифікації проводять за температури не вище 25°С. Отриманий нітрогліцерин промивають у свинцевих баках теплою водою і 2%-ним содовим розчином. Промитий нітрогліцерин фільтрують через фланель і спеціальним трубопроводом переводять у свинцеві баки для зберігання.
Оскільки нітрогліцерин чутливий до різних механічних впливів, його як самостійну вибухову речовину в техніці не використовують. З нітрогліцерину виготовляють нітрогліцеринові порохи і ди- наміти. У дуже малих дозах нітрогліцерин застосовують як лікарську речовину.
Нітроклетівка.Фізичні та хімічні властивості. Нітроклетівка (нітрат целюлози) - складний ефір клітковини та азотної кислоти. Клітковина (целюлоза) є основою будь-якого виду рослин, а тому надзвичайно поширена у природі. Деревина різних порід дерев містить близько 50 - 60% целюлози, волокна бавовнику - близько 92 - 93%. Льон, пенька також в основному складаються з целюлози. Целюлоза за хімічною природою відноситься до класу вуглеводнів і є високомолекулярною сполукою. Молекулярна маса може досягати 500000. Молекула целюлози складається з залишків глюкози С6Н10О5. Формула целюлози має вигляд (С6Н10О5)п (деп- число глюкозних залишків).
На вигляд нітроклітковина майже не відрізняється від звичайної целюлози, вона має білий або злегка жовтуватий колір і волокнисте.будова, густина в середньому дорівнює 1,6 г/см 3 . Нітроцелюлоза не розчинна ні в холодній, ні в гарячій воді, тому її можна тривалий час промивати водою в процесі виробництва.
Отримання та застосування. Отримують нітроцелюлозу дією на целюлозу суміші азотної та сірчаної кислот. Залежно від умов реакції на нітратні групи можуть заміщатися в повному обсязі гідроксильні групи, а толь- до частина їх, тому виходить нітроцелюлоза з різним ступенем нітрації.
Для виробництва високоякісної нітроцелюлози застосовують чисту целюлозу, отриману з сировини після спеціальної хімічної обробки.
Практично розрізняють такі види нітроцелюлози:
колоксілін, що містить 11,5-12% азоту, повністю розчинний у суміші спирту з ефіром;
піроксилін № 2, що містить 12,05-12,4% азоту, розчинний у суміші спирту та ефіру не менш ніж на 90%;
піроколодій Менделєєва, що містить 12,45% азоту, розчинний у суміші спирту з ефіром не менше ніж на 95%;
піроксилін № 1, що містить 13,0 - 13,5% азоту, розчинний у суміші спирту з ефіром на 5 - 10%.
Широке застосування в промисловості знайшов піроксилін, на основі якого одержують порох. Спосіб отримання бездимного пороху в Україні був винайдений Д. І. Менделєєвим.
Піроксилін є вибуховою речовиною (бризантною), в сухому стані може вибухати від удару та тертя. У невеликих кількостях згоряє спокійно, кількість вище 200 кг горіння закінчується вибухом. У вологому стані (20-30% вологості) піроксилін є абсолютно безпечною речовиною щільністю близько 1650 г/м 3 , з температурою самозаймання 160-180 про С. Піроксилін здатний при тривалому зберіганні розкладатися з виділенням тепла. Механізмрозкладання зводиться в основному до відщеплення азотної кислоти, що супроводжується розігрівом. Розкладання прискорюється у присутності домішок сульфоефірів, нітратів целюлози та нітратів продуктів гідролізу целюлози. При дії світла, особливо ультрафіолетового проміння, піроксилін розкладається.
При згорянні піроксиліну утворюються такі продукти: 24,7% N0, 41,9%, 18,4% СО2, 7,9% Н2, 5,8% N2 і 1,3% СН4). При вибуху піроксилін розкладається із виділенням газів іншого складу. Сухий піроксилін електризується при терті, але втрачає цю властивість вже при незначному вмісті води.
Колоксілін широко використовують у виробництві лаків (нітролаків) для меблевої промисловості.
Целулоїд.Фізичні та хімічні властивості.Целулоїд являє собою твердий розчин нітроклітковини і камфори у співвідношенні 2 : 1. Це прозора маса, тверда при звичайній температурі і розм'якшується при нагріванні. Целулоїд не розчинний у холодній та гарячій воді. У тонких пластинах він гнучкий і еластичний. Щільність целулоїду 1340-1440 кг/м3. На морозі целулоїд стає крихким та ламким, але при нагріванні крихкість та ламкість зникають.
Розігрітий целулоїд розкладається без повітря. При неповному згорянні виділяються газоподібні продукти розкладання, здатні утворювати з повітрям вибухові суміші; до складу продуктів розкладання входять такі отруйні та горючі речовини, як оксид N0 і діоксид N02 азоту, оксид вуглецю, синильна кислота НСN. Об'єм газу, що виділяється під час розкладання целулоїду, залежить від температури. З підвищенням температури збільшуються обсяг та тиск газів.
Вогнегасними засобами для целулоїду є вода, чотирихлористий вуглець, діоксид вуглецю, пісок. Воду можна застосовувати у вигляді сильних компактних струменів(Під тиском 0,5 МПа і більше), в розпорошеному стані або у вигляді пари.
Отримання.Целулоїд отримують з колоксиліну, до якого додають пластифікатори (дибутилфталат, камфору, рицинова олія і т. д.), пігменти і барвники в присутності розчинників.
Целулоїд застосовують для скління вимірювальних приладів, виготовлення планшетів, косинців, лінійок, клавіатури, музичних інструментів, іграшок та різних галантерейних товарів.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: