Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Nitroglycerin

22. března 2007 v 18:16 |  Pyrotechnika
4.1.1. Nitroglycerin (tritnitrát glycerin) a dinitroglykol
LABORATORNÍ POSTUP I :
Nitroglycerin lze připravit působením kyseliny dusičné na glycerin. Příprava jedné molekuly nitroglycerinu vyžaduje jednu molekulu glycerinu a tři molekul kyseliny dusičné. Při tom se uvolní tři molekuly vody. Vyjádřeno v gramech, se sloučí 92 g glycerinu a 189 g kyseliny dusičné a vznikne 227 g nitroglycerinu a 54 g vody. 100 dílů glycerinu a 205,4 dílů kyseliny dusičné se sloučí za vzniku 246,7 nitroglycerinu a 58,7 dílů vody. Avšak pokud pou-žijeme tohoto postupu, výtěžek Ng se začne rychle snižovat, pro-tože koncentrace kyseliny dusičné se sníží vznikající reakční vo-dou, přičemž začne přednostně probíhat oxidační proces. Pro příp-ravu Ng je proto třeba mít kromě kyseliny dusičné také nějaké de-hydratační činidlo, jako je např. kyselina sírová, která musí být max. koncentrace, popř. může být nahrazena oleem, které je ještě výhodnější a dává daleko vyšší výtěžky. Pro přípravu malého množství nitroglycerinu je užívána nás-ledující metoda, jejíž hlavní přednosti je jednoduchost. 630 g nitrační směsi je odváženo do nádoby o přiměřené veli-kosti. Tato nitrační směs by měla obsahovat 39-40% kyseliny du-sičné, 59-60% kyseliny sírové a co nejmenší množství vody. Této směsi dosáhneme, pokud vycházíme z olea, pokud ovšem není oleum dostupné, může být připravena jiná nitrační směs, jejiž složení se poněkud liší. Např. 300 g 99% ní kyseliny dusičné se smísí s 450 g 98-99% ní kyseliny sírové, přičemž vznikne nitrační směs, která se skládá z 36% HNO3 a 59% kyseliny sírové, přičemž zbylých 5% tvoří voda. Při použití této směsi bude výtěžek produktu poně-kud nižší. Celá nitrační směs se ochladí asi na OoC. Do dělící nálevky nad nitrační nádobou s nitrační směsí předložíme 100 g čistého nitroglycerínu (nesmí být znečištěn vo-dou ani jinými látkami, protože pak jsou výtěžky nitroglycerinu nízké). V nitrační nádobě je instalován teploměr a teplotu je třeba kontrolovat po každém přidání glycerínu. Rekační směs je třeba dokonale míchat, nejlépe vzduchem či dusíkem, aby se předešlo lokálnímu přehřívání a následné oxidaci, jenž se projevuje bubláním a vývojem hnědých pár. Přidávání glycerinu musí být pomalé, stejnoměrné a v co nejmenších množstvích. Teplota reakční směsi nesmí překročit 30oC. Celá nitrační nádoba by měla být ponořena do chladící kapaliny, např. studené vody. Vedle reakční nádoby by měla být vana naplněná vodou, aby při nebezpečném průběhu reakce mohla být celá reakční směs do ní vylita. Dodávání vody přímo do reakční směsi je zakázáno a mohlo by mít fatální následky. Za neustálého míchání by mohl být glycerin dodán do nitrační směsi během 10-ti minut. Potom se celá reakční směs přelije do separační nádoby, kde se ponechá po dobu asi 10-ti minut. Po této době se vyloučí téměř všechen vzniklý nitroglycerín od zbylých kyselin a volně se vznáší na hladině. Ten se potom vpustí do nádoby s 300 ml destilované vody a opatrně se protřepává. Toto se opakuje ještě několikrát, nejprve s 200 ml vody při 30oC a pak při 40oC. Pak se ještě 2-3 minuty protřepává s roztokem uhličitanu sodného při 50oC, aby se odstranily poslední zbytky kyselin. Roztok uhličitanu má koncentraci w = 0,02%. Když je nitroglycerin zneutralizován, je přemístěn do nádoby, kde se opět protřepává s destilovanou vodou při 40oC. Pak se nitroglycerin vysuší nad chloridem vápenatým a produkt se zváží. Výtěžek by se měl pohybovat okolo 213 g.
LABORATORNÍ POSTUP II :
Tento postup se používá v továrnách kde se nitroglycerin vy-rábí ve velkém měřítku. Používá se jako srovnávací test nitrace za standartních podmínek. Používaná aparatura je znázorněna na obr. .Základem je spe-ciálně upravená dělící nálevka, jejiž stěny jsou chlazeny zevně studenou vodou. Nálevka je dále vybavena teploměrem, trubicí, kterou se vede vzdu_h pro míchání nitrační směsi a odvodní trubi-ci, kterou se odvadí unikající páry kyselin. Po sestavení takovéto aparatury předložíme do dělící nálevky 80 gramů nitrační směsi o obsahu 60% kyseliny sírové, 35% kyseli-ny dusičné a 5% vody. Potom uvedeme v chod vzdušné míchadlo. Do nitrační směsi za neustálého míchání pomalu přidáváme 10 g glyce-rinu, přičemž teplotu udržujeme pod 30oC. Reakční směs necháme stát po dobu 20 minut a pak vypneme míchání. Po ustátí nitrogly-cerinu, který se vyloučil jako olejovitá horní vrstva oddělíme odpadní kyseliny, které tvoří spodní vrstva. Surový nitroglycerin potom promyjeme 3-krát až-4 krát studenou vodou, přičemž nitrog-lycerin nyní tvoří dolní vrstvu. Nakonec nitroglycerin promyjeme jednou 5%-ním roztokem Na2CO3 a vysušíme stáním v exsikátoru nad bezv. CaCl2.
VÝROBA DUSIČNANU GLYCERINU (NITROGLYCERINU)
Glycerin [C3H5(OH)3] ,vedlejší produkt výroby mýdla, je za normální teploty nasládlá, sirupovitá kapalina, která krystalizu-je, je li vystavena po delší dobu teplotám nižším 10oC, zvláště po naočkování krystaly ztuhlého glycerinu. Glycerin používaný pro výrobu trinitrátu glycerinu musí obsahovat alespoň 98,72% glyce-rinu (hustoty 1,2620 při 15,6oC). Protože bod tuhnutí trinitrátu je 13,3oC a protože mnoha průmyslových výbušnin je třeba používat i za chladného počasí, snižuje se bod tuhnutí nitroglycerinu tím, že se ke glycerinu před nitrací přidávají různá množství ethylenglykolu, nebo se část glycerinu převede v diglycerin. Ethylenglykol používaný na nitraci nemá obsahovat méně než 99% ethylenglykolu. Hustota má být 1,116 až 1,119 při 15,6oC. V glycerinu pro výrobu dynamitu je také možno rozpustit sacharozu, a to samotnou, nebo spolu s ethy-lenglykolem nebo diglycerinem; směs se nitruje docela uspokojivě. Nitrovaný produkt, vyráběný pro použití v průmyslových vý-bušninách může proto být buď samotný trinitrát glycerinu, nebo směs tohoto esteru s proměnlivým množstvím jedné nebo několika z těchto látek:
ethylendinitrátu ..............C2H4(O.NO2)2
diglyceryltetranitrátu ........C6H10O(O.NO2)4
oktanitrátu sacharosy..........C12H14O3(O.NO2)8
Postup výroby nitroglycerínu samotného nebo jeho směsi s ji-nými estery se skládá ze čtyř hlavních stupňů: vlastní nitrace oddělování, propírání a neutralizace. Jinými slovy, glycerin se pomalu připouští k patřičnému množství nitrační směsi, jejíž re-akcí s glycerinem vzniká nitroglycerin a odpadní kyseliny, od nichž se vzniklý Ng oddělí a propírá vodou, čímž se odstraní hlavní podíl odpadních kyselin. Zbývající kyseliny se potom neut-ralizují, takže se získá neutrální a stabilní nitroglycerín. Výrobní zařízení: Nitrátor je ocelový kotel s víkem a mecha-nickým míchadlem. Kolem jeho vnitřní stěny jsou vedeny ocelové hady, jimiž cirkuluje solanka, odvádějící reakční teplo. Na spod-ním konci kónického dna nitrátoru je železný nebo kameninový ko-hout, jímž se odpadní kyseliny a nitroglycerin odvádí do oddělo-vače. Nitrátor je vybaven registračním teploměrem, který slouží ke kontrole reakční teploty. Po jedné straně je nad nitrátorem umístěna malá odměrka, která pojme glycerin potřebný pro jednu násadu. Oddělovač je olověný kotel bez víka, umístěný těsně u nitrá-toru, avšak poněkud níže. Dno se svažuje ke keramické výpusti. Teploměry jsou zde umístěny tak, aby bylo možno současně měřit teplotu nitroglycerinu a odpadní kyseliny. Do stěny oddělovače je zasazeno čtverhranné okénko, jímže je možno pozorovat chování směsi. Pod nitrátorem a oddělovačem je velký zásobník s vodou, umístěný tak, aby se do něho dal vypustit obsah nitrátoru a oddě-lovače v případě, že by průběh reakce nebyl zcela normální. Odpadní kyselina se vypouští z oddělovače do potrubí k zá-sobníku na odpadní kyseliny a nitroglycerin se odvádí do pračky. Pračka bývá dřevěná nebo olověná káď, z části zakrytá víkem, z něhož vede potrubí pro odvod odpadních plynů. Pračka má ve dně výpusť, jíž se nitroglycerín vpouští do neutralizační kádě. Neut-ralizační káď je olověná, válcovitá, stojatá nádoba, opatřená ví-kem, odvzdušňovacím potrubím a spodní výpustí. U pračky a neutra-lizační kádě je postaráno o vzduchové míchání, jímž se nitrogly-cerin promíchává spolu s pracími vodami. Přívody vzduchu jsou vy-robeny z tvrdé pryže, vzduch přichází do rozdělovací komory, umístěné ve středu kotle aěsně nad dnem z této komory paprskovitě vyúsťuje řada trubek na konci uzavřených, opatřených malými otvo-ry, kterými se rozděluje vzduch stejnoměrně do celého obsahu ká-dě. Na vhodných místech jsou umístěny malé, nahoře otevřené la-byrinty (lapače), jimiž musí procházet všechny prací vody, aby se zachytil jakýkoli stržený nitroglycerín. Odtékající vodu je pak možno bez obav vypouštět do kanalizace. Postup výroby: Nitrační směs se obvykle skládá z přibližně stejných dílů kyseliny dusičné a sírové a jejich celková acidita činí téměř 100%. Složení směsi se mění s takovou aciditou, pro-centní množství kyseliny dusičné a sírové se volí tak, aby odpad-ní kyselina, která obsahuje vodu vznikající ještě během nitrace měla ve všech případech přibližně stejné složení. Nitrační směs je nutno před použitím nechat usadit, aby obsahovala co nejméně suspendovaných nečistot-síranu železnatého-které by později ruši-ly oddělování nitroglycerinu od odpadní kyseliny. Do nitrátoru se předloží přesně odvážené množství nitrační směsi a glycerinivá odměrka se naplní patřičným množstvím glyce-rínu, vypočítaným z obsahu kyseliny dusičné v nitrační směsi. Začne se s mícháním a chladícími hady se začne prohánět solanka tak dlouho, až se nitrační směs ochaldí na žádanou teplotu. Ačko-liv se během nitrace udržuje předem stanovená teplota, je tato teplota v různých závodech odlišná. Může kolísat od 2,2oC do 7,7oC nebo i více. Když teploměr ukáže žádanou teplotu, začne se připouštět do nitrátoru glycerin takovým proudem, aby se teplota udržela na žá-dané výši, takže za 3 až 5 minut. Po ukončení připouštění glycerínu je možno směs vypustit do oddělovače. Aby se usnadnilo oddělení nitroglycerinu od odpadní kyseliny, přidá se k šarži v nitrátoru ještě před vypouštěním do do oddělovače malé množství fluoridu sodného . V USA se obvykle nasazuje přibližně 3170 kg nitrační směsi na 680 kg glycerinu, přičemž se vyrobí asi 1585 kg nitroglyceri-nu. Trvání nitrace závisí na kapacitě chladícího zařízení, tj. na tom, jak rychle stačí odvádět reakční teplo, a obvykle se pohybu-je mezi 60-90 minutama na jednu násadu. Směs odpadní kyseliny a nitroglycerinu se ponechá v oddělo-vači v klidu asi 45-60 minut, přičemž během této doby se nitrog-lycerin, který má hustotu 1,6, postupně oddělí od odpadní kyseli-ny a vytvoří vrstvu na jejím povrchu. Postup oddělování se pozo-ruje zorným sklem ve stěně oddělovače. Zřetelná dělící čára mezi odpadní kyselinou a nitroglycerinem značí, že oddělování je u konce. Odpadní kyselina se vypustí přes výpustní kohout potrubím do zásobníku na odpadní kyselinu. Nitroglycerin spolu s rozpuštěnou a strženou kyselinou dusičnou a sírovou se odvádí do pračky, kte-rá je z části naplněná teplou vodou. Nitroglycerin se pomocí vzduchu dokonale promíchá s vodou, která v sobě rozpustí největší část kyseliny. Pak se nechá nitroglycerin oddělit od kyselé vody a přepustí se do neutralizační kádě, která bývá v jiné budově. K přepouštění se používá krytého dřevěného žlabu krytého pryží. Nitroglycerin vtéká do neutralisační kádě, obsahující teplý zředěný roztok uhličitanu sodného. Žlab se spláchne dalším množs-tvím roztoku uhličiatnu, čímž se všechen nitroglycerin smyje do neutralizační kádě. Nitroglycerin se důkladně promíchává s alkalickým roztokem tak dlouho, dokud není odebraný vzorek nitroglycerinu zcela neut-rální. Někdy se ke zkoušení neutrality používá lakmusových papír-ků, avšak spolehlivější je měření pH. Neutrální nitroglycerin je velmi stálý a po oddělení od prací vody je připraven k použití v průmyslových trhavinách. Všechny odpadní vody z pračky i z neutralizace roztokem uh-ličitanu sodného, právě tak jako voda použitá k vypláchnutí vý-robního zařízení, procházejí usazovači, va kterých se usadí malá množství suspendovaného nitroglycerinu, který se potom vrátí zpět do pračky. Všechna odpadní kyselina, přivedená z oddělovače do zásobní-ku, se regeneruje. Kyselina dusičná a kysličníky dusíku se odst-raní z kyseliny sírové denitrací párov ve vhodné věži. Typická odpadní kyselina z nitrace glycerinu obsahuje 74-75% kyseliny sí-rové a 8-9% kyseliny dusičné, je-li všechen přítomný dusík přepo-čítán na kyselinu dusičnou. V odpadní kyselině je rozpuštěn nit-roglycerín, který se bez nebezpečí rozloží teplem, vyvíjeným při působení páry a směsi kyselin. Jednoduchý výpočet ukáže, že 100 kg čistého glycerinu pos-kytne 246,61 kg nitroglycebinu, přičemž se spotřebuje 205,31 kg kyseliny dusičné. Obdobně 100 kg čistého ethylenglykolu dá 245,03 kg ethylenglykolidinitrátu za spotřeby 203,06 kg kyseliny dusičné. V praxi je většinou v nitrační směsi 10-15% ní přebytek kyseliny dusičné, která se regeneruje z odpadní kyseliny. V USA se dosahuje v běžné provozní výrobě výtěžku nitrogly-cerinu, rovnajících se asi 96-97% teorie. Asi 3% se ztrácejí roz-pouštěním v odpadní kyselině. Malé ztráty jsou také způsobeny rozpouštěním v pracích vodách. Výroba nitroglycerinu a podobných esterů je vyjímečně nebez-pečnou operací, není li prováděna za patřičných opatření a ve správně konstruovaném zařízení. Touto výrobou se nesmí ani v ma-lém měřítku zabývat nikdo, kdo s ní není plně seznámen a kdo není chráněn osvědčenými bezpečnostními opatřeními. V praxi se využívají i jiné estery kyseliny dusičné, jako jsou nitrosacharosa, hexanitromanitol. Jejich výroba je v zásadě podobná výrobě nitroglycerinu nebo dinitroglykolu. Lze je připra-vit i laboratorně. Nitrosacharosa se připraví nitrací směsi sacharosy a glycerinu, přičemž sacharosa může být zde obsažena v množství až 25%. Hexanitromanitol o t.t. asi 120oC se používá někdy jako náhražka třaskavé rtuti, protože je velmi citlivý k plameni a nárazu. Preparativní postup při přípravě ethylengly-kolu dinitrátu je v podstatě shodný s postupem pro přípravu nit-rogly- cerinu, přičemž liší se jen v tom, že na každý mol ethy-lenglykolu použijeme 2 moly kyseliny dusičné, což v praxi znamená menší množství nitrační směsi. Vlastnosti: Nitroglycerin C3H5(NO3)3 je esterem kyseliny du-sičné a trojmocného alkoholu glycerinu. Nitroglycerin je za nor-mální teploty, pokud je chemicky čistý, bílá olejovitá kapalina, zatím co technický produkt je žlutý až hnědý. Má slabý zápach, který se více projeví při mírném zvýšení teploty. Chuť má slad-kou, pálivou. Co se týče toxikologie, jeho páry jsou jedovaté a způsobují při delším pobytu v atmosféře nasycené párami nitrog-lycerinu bolesti hlavy, které mohou být v mírnějších případech odstraněny pobytem na čerstvém vzduchu. Nitroglycerin se dobře vstřebává skrz pokožku, přičemž aplikace nitroglycerinu per os by mohla mít fatální následky selháním krevního oběhu. Pro jeho evi-dentní účinky na srdce se používá jako lék u některých kardiál-ních onemocnění, např. anginy pektoris. Hustota nitroglycerinu je 1,60 g/cm3 při 15oC. Jeho viskozi-ta je 2,5 krát větší než u vody. Při 140oC se rozkládá, přičemž nemůže být bez dekompozice destilován ani za vysokého vakua. Nit-roglycerin také krystalizuje ve dvou modifikacích, které se liší body tání i tuhnutí. Nitroglycerin je dobré rozpouštědlo, přičemž se za labora-torní teploty mísí s methylalkoholem, acetonem, etherem, chloro-formem, benzenem a jinými nitrosloučeninami. Pouze rozpustnost v ethylalkoholu při 20oC je poněkud omezená, protože v 100 ml et-hanolu se rozpouští nitroglycerin pouze do množství 43 g. Až te-prve při 50oC je nitroglycerin neomezeně mísitelný s ethylalkoho-lem. Se sirouhlíkem se nitroglycerin mísí pouze částečně. Rozpus-tnost ve vodě při 15oC je 1,6 g nitroglycerinu v litru vody. Nitroglycerin může být zlikvidován koncentrovaným roztokem hydroxidu draselného, kdy se rozkládá na produkty, mezi nimiž ne-ní glycerin.
C3H5(NO3)3 + 5 KOH > KNO3 + 2 KNO2 + CH3COOK + HCOOK + H2O
Nitroglycerin se při výbuchu rozkládá podle následující rovnice:
4 C3H5(NO3)3 > 12 CO + 10 H2O + 6 NO2 + O2
Po zapálení nitroglycerin nevybuchuje, pouze syčivě hoří. Pouze ve velkém množství by mohlo dojít lokálnímu přehřátí a nás-ledné explozi. Teplota výbuchových zplodin byla odhadnuta na 4250 stup. C
Nitroglycerin je citlivý na náraz, kdy exploduje při pádu 2 kg kladiva z výšky 4 cm. Vdet= 8 500 m/s .
Pokus: Laboratorní příprava 65-35 želatinového dynamitu.
125 gramů studeného nitroglycerinu navážíme do porcelánové misky a přidáme 5 g kolodiové bavlny, kterou vmícháme do nitrog-lycerinu. (Postačí nitrocelulosy vyrobená v pokusu v kapitole střelivin). Misku umístíme na vodní lázeň a teplotu udržujeme od 60-65oC po dobu asi 20 minut., kdy je želatinace kompletní a že-latina má koezistenci hustého sirupu. Potom smíchej 54 g dusična-nu draselného a 16 g dřevné moučky. Toto přidej k horké želatině a důkladně promíchej dřevěnou tyčinkou, vzniklou směs vprav do role vyrobené z kartonu. Malé množství zbylého nitroglycerinu rozpusť v acetonu a roztok smíchej s dřevnými pilinami, které pak spálíme na asbestové desce.
 

2 lidé ohodnotili tento článek.

Komentáře

1 já | 5. srpna 2008 v 0:03 | Reagovat

zajímavé

2 smoukk85 smoukk85 | 23. dubna 2009 v 21:54 | Reagovat

technicky velmy dobre

3 hwemnwa hwemnwa | E-mail | Web | 28. května 2009 v 15:15 | Reagovat

xbkJ5v  <a href="http://nckbsmmoqtiy.com/">nckbsmmoqtiy</a>, [url=http://jmysfkvdinav.com/]jmysfkvdinav[/url], [link=http://mjacwpfuvojm.com/]mjacwpfuvojm[/link], http://kbswsvjixodr.com/

4 Michal Popelka Michal Popelka | E-mail | 28. června 2010 v 18:24 | Reagovat

A ještě složitějc by to nešlo???
Co takhle rychle ručně stručně!!!

5 michale popleko michale popleko | 11. března 2014 v 10:00 | Reagovat

Ses debil

6 Akisorusox Akisorusox | E-mail | 29. ledna 2017 v 7:32 | Reagovat

lkz how long does clomid take to absorb <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com>price of clomid without insurance</a> how to increase your chances of getting pregnant with clomid

7 Aimirab Aimirab | E-mail | 1. února 2017 v 13:01 | Reagovat

clomid before hsg test <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com>over the counter meds like clomid</a> clomid pct after anavar cycle Leandaw

8 Adosozowag Adosozowag | E-mail | 7. února 2017 v 22:34 | Reagovat

qky can clomid increase progesterone levels <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> clomid cause ectopic pregnancy

9 Aderomehou Aderomehou | E-mail | 11. února 2017 v 19:07 | Reagovat

ixl does clomid work if you have no side effects <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> clomid and eye problems

10 Aremozopip Aremozopip | E-mail | 15. února 2017 v 22:04 | Reagovat

xac using only clomid for pct <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> clomid month 4 success

11 Awatasaruw Awatasaruw | E-mail | 21. února 2017 v 20:39 | Reagovat

rzf clomid challenge test day 10 fsh <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> second round clomid pregnancy

12 Asunezepuc Asunezepuc | E-mail | 25. února 2017 v 18:35 | Reagovat

nvc how long after finishing clomid do you ovulate <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> clomid and endometriosis success

13 Amowomamux Amowomamux | E-mail | 27. února 2017 v 17:18 | Reagovat

crp can i drink alcohol on clomid <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> clomid use in pcos

14 Azasuhekar Azasuhekar | E-mail | 1. března 2017 v 16:55 | Reagovat

ejs successful pregnancy with clomid <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> clomid days 6 10

15 Asebeboyun Asebeboyun | E-mail | 3. března 2017 v 21:28 | Reagovat

vtn how many days after clomid should i ovulate <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> taking clomid when you ovulate on your own

16 Apetekogou Apetekogou | E-mail | 5. března 2017 v 16:27 | Reagovat

fgm pain in stomach while taking clomid <a href=http://tershoodenpe54.tumblr.com></a> taking clomid days 2 6 when should i ovulate

Nový komentář

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

Aktuální články

Reklama