Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Kyselina pikrová a Pikran amonný

22. března 2007 v 18:20 |  Pyrotechnika
KYSELINA PIKROVÁ (2,4,6 - TRINITROFENOL)
400 ml koncentrované kyseliny sírové se přidá ve varné baňce k 330 g fenolu v 10 l baňce. Tato reakční směs se zahřívá asi 0,5 hodiny na vroucí vodní lázni. Po ukončení této operace se re-akční směs ochladí v ledové lázni. Po vyjmutí z ledové lázně se za neustálého míchání opatrně a pomalu přidává 1 300 ml koncent-rované kyseliny dusičné. Reakční směs se potom zahřívá za neustá-lého míchání po dobu asi 1,5 h na vodní lázni na 100oC. Po ukon-čení reakce se reakční směs zředí 3 l vody (ledové). Pak se nechá celá reakční směs ochladit v ledové lázni. Vykrystalizovaná kyse-lina pikrová se odfiltruje za sníženého tlaku a na filtru se pro-myje několikrát ledovou vodu (malé množství). Pozor,ať nedojde ke zbytečným ztrátám kyseliny. Surová kyselina se přečistí krystalizací z 1500 ml ethanolu a 3000 ml vody. Po vysušení se získá přibližně 400 g nažloutlých krystalů, jejichž bod tání je 120-122oC
VÝROBA KYSELINY PIKROVÉ:
Kyselina pikrová se v současnosti vyrábí především nitrací kyseliny fenoldisulfonové, protože při nitraci samotného fenolu vznikají velké ztráty způsobené jeho oxidací. Existují i jiné me-tody, z nichž významější místo by mohla zaujímat syntéza z chlor-benzenu.
a) syntéza z fenolu:
Fenol se roztaví ve velkých reaktorech a potom se na něj nechá působit vypočítané množství kyseliny sírové o koncentraci 93-97% po dobu 4 do 6 hodin. Výsledná sulfonová kyselina je roz-ředěna vodou a nitrována ve velkém nitrátoru kysel. dusičnou o koncentraci okolo 70% nebo i více. Při reakci se uvolňuje tep-lo, přičemž se nechá probíhat po dobu několika hodin při teplotě okolo 110oC. Po ochlazení směsi se separuje krystalická kyselina pikrová od odpadních kyselin, promývá se vodou a nakonec se suší.
b) syntéza z chlorbenzenu:
Nejprve se za přítomnosti katalyzátorů železa apod. připraví chlorací benzenu chlorbenzen. Potom se chlorbenzen separuje a následně se nitruje nitrační směsí za vzniku 2,4- dinitrochlor-benzenu. Potom se louhem sod@ým, hašeným vápnem nebo sodou za va-ru s vodou přemění chlor-skupina na fenolickou a proces se ukončí nitrací takto vzniklého dinitrofenolu na kyselinu pikrovou. Pak se kyselina oddělí od odpadních kyselin a čistí bežným způsobem. Použití kyseliny pikrové je v poslední době poněkud omeze-né. Ve současnosti se jako vybušniny používá jen někde v zahrani-čí. Její využití bylo hlavně jako vojenské výbušniny, i když i odsud byla vytlačena pro snadný vznik citlivých kovových pikrá-tů při styku kyseliny s kovovým obalem munice. Tomuto bylo čás-tečně zamezeno lakováním vnitřního povrchu, popř. jeho smaltová-ním, avšak i takto po čase dojde k porušení této vrstvy a násled-nému kontaktu kyseliny a kovu. Také se tomuto čelilo obalením li-té kyseliny do voskovaného papíru. Samotná kyselina pikrová se používala v různých zemích pod různými názvy, např. ve Francii se používala jako vojenská trhavina Ekrazit, což byla její směs s 10% dinitronaftalenu či nitronaftalenu, tavená kyselina pikrová se nazývá melinit, Lyddite, v Japonsku Shimose, Grf 88 aj. Kyselina pikrová je žlutá krystalická látka o b.t. 121-125oC. Udává se u čisté kyseliny 121,9-122oC. Hustota kyseliny pikrové je 1,813 g/cm3; gravimetrická hus-tota krystalické kyseliny pikrové se pohybuje mezi 0,9-1,0 g/cm3. Lisovaná kyselina pikrová má tyto hodnoty v závislosti na tlaku.
Z bezpečnostních důvodů se nepřekračuje lisovací tlak 2000 atm
Citlivost kyseliny pikrové k nárazu při váze závaží 10 kg při pádové výšce 25 cm je 32%. Teplota vzbuchu je 300-310oC. Cit-livost k detonaci je u kyseliny pikrové lisované pod tlakem 1500 atm. při hustotě 1,58 0,4 g třaskavé rtuti; u kyseliny pikrové slisované pod tlakem 2900 atm. a hustotě 1,68 - rozbušky s 0,68g třeskavé rtuti a konečně u lité kyseliny pikrové - rozbušky s 3 g třaskavé rtuti. Výduť v olověném bloku dle Trauzzla je 305 cm3. Detonační rychlost Vdet= 7100 m/s. Při odlévání kyseliny pikrové do kovových střel je možno zabránit reakci kyseliny s kovem pocíníváním jejich vnitřního po-vrchu. V Rusku se používala směs kyseliny pikrové o obsahu 51,5% TNP a 48,5% dinitronaftalenu a ve Francii směsi 80% TNP a 20% di-nitronaftalenu. Qv=4187 kJ/kg ; Výbuchová teplota činí 3230 oC.
4.2.3. PIKRAN AMONNÝ
Pikran amonný je amonnou solí kyseliny pikrové. Jeho použití jako výbušniny bylo navrhnuto Nobelem, avšak používán jako výbuš-nina byl už dříve. V USA je znám jako výbušnina pod názvem Dunni-te, nebo Explosive D. Krystalizuje z horké vody v podobě žlutočervených rombických jehlic, přičemž hustota produktu je asi 1,719. Při bodu tání se rozkládá a při 300-423oC exploduje. Může reagovat s kovy podobně jako kyseliny pikrová, ale tato reakce se uplatňuje ve velice ma-lém měřítku, pokud je pikran amonný suchý. Jako vybušnina se pikrát amonný vyznačuje velkou necitlivos-tí a proto se používal ve vojenství jako náplň různých bomb apod. Pikrát amonný je nejméně citlivý ze všech vojenských trhavin. Při explozi poskytuje malé množství volného uhlíku, ale také méně kouře než kyselina pikrová. Teplo uvolněné při explozi Qv= 680 cal,teplota při explozi dosahuje 2000oC. Vyduť v Trauzlově válci (při explozi 10 g trhaviny)= 275 ml, Vdet= 7000 m/s. Je hydroskopický a voda silně redukuje jeho sílu, stejně jako citlivost. Měl by být uchováván v dřevěných bednách a v laboratoři ve skle. Nikoli v kovových nádobách.
VLASTNÍ SYNTÉZA PIKRANU AMONNÉHO
Výroba se skládá z poměrně jednoduchých operací, jako je prostá neutralizace kyseliny pikrové amoniakem. Tento proces se nepotýká s žádnými výrobními problémy, nebo nebezpečím exploze. Přibližně 136 g kyseliny pikrové se smíchá s 2,3 l vody při pokojové teplotě a pak se pomalu zahřívá až do varu. Když je roz-tok horký, dodává se do něj pomalu roztok amoniaku tak dlouho, dokud neutralizace neproběhne úplně. V některých továrnách byl tento proces praktikován přídavkem malého nadbytku amoniaku, aby neutralizace proběhla úplně. Jako výsledek tohoto procesu došlo k vylučování červěně zbarvené masy krystalů pikranu amonného. Když je dosaženo tohoto stadia, je celá masa umístěna do nádoby určené pro krystalizaci. Krystalizace probíhá za chlazení až na konečnou teplotu 25oC. Krystaly se separují od matečného louhu filtrací a propíráním. Potom se masa pikranu nechá vysušit v su-šičce po dobu 8 hodin při 45oC. Uchovává se v prachovnici v suchém prostředí.
UŽITÍ PIKRANU AMONNÉHO
Plní se do bomb lisováním, protože ho není možno odlévat. Vnitřní povrch kovového pláště se pokrývá nekovovým nátěrem, nebo smaltem. Jako samostatná výbušnina nemá příliš velký praktický význam, ale může být použita ve směsích s dusičnanem amonným. I když je pikran amonný méně citlivý než TNT, může náhle ex-plodovat prudkým otřesem či třením. Je snadno zápalný a při vyso-ké teplotě by mohlo dojít i k detonaci. Proto je nutno zacházet s pikranem amonným jako s ostatníma trhavinama, tj. velice opatr-ně. Jako trhavina byla používaná směs dusičnanu amonného (71,5%) a pikranu amonného (28,5%).
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama