Sůl kyseliny hydrazoové je Pb(N3)2, chemická sloučenina jinak nazývaná azid olovnatý. Tato krystalická látka může mít jednu z alespoň dvou krystalických forem: první formu α s hustotou 4,71 gramů na centimetr krychlový, druhou formu β - 4,93. Ve vodě se špatně rozpouští, ale v monoethanolaminu je dobrá. Doma se prosím neřiďte doporučeními uvedenými v tomto článku! Azid olovnatý není vtip, ale vysoce citlivá výbušnina (výbušnina).
Vlastnosti
Azid olovnatý iniciuje explozi, protože jeho citlivost je velmi vysoká a kritický průměr je velmi malý. Používá se v trhacích čepicích. Bez speciálních technických technik a speciálních pečovatelských dovedností to nelze zvládnout. V opačném případě dojde k explozi, jejíž teplo se blíží 1,536 megajoulům na kilogram nebo 7,572 megajoulům na krychlový decimetr.
Azid olovnatý má objem plynu 308 litrů na kilogram nebo 1518 litrů na čtverečnídecimetr. Jeho detonační rychlost je přibližně 4800 metrů za sekundu. Azidy, jejichž vlastnosti vypadají velmi zastrašující, jsou syntetizovány během výměnné reakce mezi rozpustnými azidy alkalických kovů a roztoky solí olova. Výsledkem je bílá krystalická sraženina. Toto je azid olovnatý.
Přijmout
Reakce se obvykle provádí s přídavkem glycerinu, dextrinu, želatiny a podobně, které zabraňují tvorbě příliš velkých krystalů a snižují riziko detonace. Nedoporučuje se syntetizovat azid olovnatý doma, a to ani za účelem výroby slavnostních ohňostrojů. K jeho získání jsou zapotřebí speciální podmínky, znalost a pochopení nebezpečí a také dostatečné zkušenosti jako chemik.
Na internetu je však o výrobě této nebezpečné výbušniny poměrně hodně informací. Mnoho uživatelů internetu sdílí své zkušenosti s tím, jak získat azid olovnatý doma, včetně podrobného popisu procesu a jeho ilustrací krok za krokem. Někdy texty obsahují varování před nebezpečím výroby těchto bezbarvých krystalů nebo bílého prášku, ale je nepravděpodobné, že by každého zastavily. Musíte si však pamatovat, co je azid olovnatý. Rtuťový fulminát je méně nebezpečný než jeho použití.
Úpravy
Krystalické modifikace azidu olovnatého jsou popsány celkem čtyři, ale v praxi se nejčastěji získává jedna ze dvou. Buď se jedná o technický bílo-šedý prášek, nebo o bezbarvé krystaly získané slučovánímroztoky azidu sodného a octanu nebo dusičnanu olovnatého. V praxi se musí srážení provádět pomocí ve vodě rozpustných polymerů, aby se získal produkt, se kterým je relativně bezpečné manipulovat. Pokud jsou přidána organická rozpouštědla, jako je ether, a také pokud dojde k difúzní interakci roztoků, vytvoří se nová forma, která krystalizuje jehlicově a hrubě.
Kyselé médium poskytuje méně stabilní formy. Při dlouhodobém skladování, působení světla a zahřívání se krystaly ničí. Je nerozpustný ve vodě, mírně rozpustný ve vodném roztoku octanu amonného, sodíku a olova. Ale 146 gramů azidu je dokonale rozpuštěno ve sto gramech ethanolaminu. Ve vroucí vodě se rozkládá, postupně se uvolňuje kyselina dusičná. S vlhkostí a oxidem uhličitým se také rozkládá a šíří se po povrchu. Tehdy se tvoří uhličitan a zásaditý azid olovnatý.
Interakce a náchylnost
Světlo jej rozloží na dusík a olovo – i na povrchu, a pokud použijete intenzivní ozařování, můžete získat explozi nově vyraženého a okamžitě se rozkládajícího azidu. Suchý azid olovnatý nereaguje na kovy a je chemicky stabilní.
Hrozí však, že se objeví vlhké prostředí, pak se téměř všechny azidy kovů stávají ve svých reakcích nebezpečnými. Udržujte výslednou látku mimo měď a její slitiny, protože směs azidů a mědi má ještě nepředvídatelnější výbušné vlastnosti. Všechny azidové reakce jsou toxické a látka samotná je toxická.
Citlivost
Azidové krásnétepelně odolné, rozkládají se pouze při teplotách nad 245 stupňů Celsia a záblesk nastává při teplotě asi 330 stupňů. Nárazová citlivost je velmi vysoká a jakákoliv produkce azidů je plná špatných důsledků, bez ohledu na to, zda je azid suchý nebo vlhký, neztrácí své výbušné vlastnosti, i když se v něm nahromadí vlhkost až třicet procent.
Zvlášť citlivý na tření, dokonce více než fulminát rtuti. Pokud azid rozdrtíte v hmoždíři, detonuje téměř okamžitě. Různé modifikace azidů olovnatých reagují na náraz různě (ale všichni reagují!). Protože jsou krystaly pokryty filmem olovnatých solí, nemusí reagovat na paprsek ohně a jiskru. To se ale týká pouze těch vzorků, které byly nějakou dobu skladovány a vystaveny vlhkému oxidu uhličitému. Čerstvě vyrobený a chemicky čistý azid je vysoce náchylný k napadení plamenem.
Výbuch
Azid olovnatý je extrémně nebezpečný právě kvůli své citlivosti na tření a mechanické namáhání. To závisí zejména na velikosti krystalů a na způsobu krystalizace. Velikosti krystalů větší než půl milimetru jsou naprosto výbušné. V každé fázi procesu syntézy může následovat exploze: explozivní rozklad lze očekávat také ve fázi nasycení roztoku, a to jak během krystalizace, tak během sušení. Bylo popsáno mnoho případů spontánních výbuchů i při pouhém polití produktu.
Profesionální chemici jsou si jisti, že azid získaný z octanu olovnatého je mnohem nebezpečnější než azid syntetizovaný z dusičnanu. Je schopen detonovatvysoce výbušné výbušniny jsou mnohem lepší než fulminát rtuťový, protože oblast před detonací azidu je užší. Například iniciační náplň v víčku rozbušky vyrobené z čistého azidu olovnatého je 0,025 gramu, hexogen potřebuje 0,02 a TNT je 0,09 gramu.
Použití azidů
Použití tohoto iniciátoru explozí lidstvo praktikovalo ještě nedávno. Azid olovnatý poprvé získal v roce 1891 chemik Curtius, když přidal roztok octanu olovnatého do roztoku azidu amonného (nebo sodíku - nyní to není jasné). Od té doby se azid olovnatý lisuje do uzávěrů rozbušek (aplikuje se až sedm set kilogramů na centimetr čtvereční). Od objevu k získání patentů navíc uplynulo velmi málo času – již v roce 1907 byl obdržen první patent. Před rokem 1920 však azid olovnatý způsoboval výrobcům příliš mnoho problémů, než aby byly prakticky použitelné.
Citlivost této látky je příliš vysoká a čistý krystalický hotový produkt je ještě nebezpečnější. Ale o deset let později byly vyvinuty metody nakládání s azidy, začalo se používat srážení organickými koloidy a poté začala průmyslová velkovýroba azidu olovnatého, který se ukázal jako méně nebezpečný a přesto vhodný pro vybavení rozbušek. Dextrin azid olovnatý se vyrábí v USA od roku 1931. Zvláště silně stlačoval výbušnou rtuť v rozbuškách během druhé světové války. Rtuťový fulminát se přestal používat na konci dvacátého století.
Funkceaplikace
Azid olovnatý se používá v rázových, elektrických a protipožárních tryskách. Obvykle se dodává s přídavkem THRS - trinitroresorcinátu olovnatého, který zvyšuje náchylnost k plamenům, a také tetrazenu, který zvyšuje náchylnost k píchnutí a nárazu. Pro azid olovnatý jsou preferována ocelová pouzdra, ale používají se také hliníková pouzdra, mnohem méně často pocínovaná a měděná.
Stabilní detonační rychlost při použití azidu olovnatého dextrinu je zaručena náloží o délce 2,5 milimetru nebo více a také dlouhou náloží navlhčeného azidu olovnatého. To je důvod, proč azid dextrin olovnatý nefunguje s produkty malých rozměrů. V Anglii existuje např. tzv. anglický servisní azid, kde jsou krystaly obklopeny uhličitanem olovnatým, tato látka obsahuje 98% Pb(N3) 2 a na rozdíl od dextrinu tepelně odolný a proaktivně výbušný. V mnoha operacích je však mnohem nebezpečnější.
Průmyslová výroba
Azid olovnatý se v průmyslovém měřítku získává stejným způsobem jako doma: zředěné roztoky azidu sodného a octanu olovnatého (ale častěji dusičnanu olovnatého) se spojí a poté smíchají (za přítomnosti vodorozpustných polymerů například dextrin). Tato metoda má výhody i nevýhody. Dextrin pomáhá při získávání částic kontrolované velikosti (méně než 0,1 milimetru), které mají dobrou tekutost a nejsou tak citlivé na tření. To jsou všechno plusy. Mezi nevýhody patří skutečnost, že takto získaná látka má zvýšenou hygroskopičnost ainiciativa je snížena. Existují metody, při kterých se po vytvoření krystalů azidu dextrinu přidá do roztoku stearát vápenatý v množství 0,25 % pro snížení hygroskopičnosti a citlivosti.
Zde je věnována zvýšená pozornost a jsou aplikovány přesné dávky. Pokud mají roztoky dusičnanu (octanu) olovnatého s azidem sodným koncentraci vyšší než deset procent, je při krystalizaci velmi možný spontánní výbuch. A pokud se míchání zastaví, k výbuchu dojde naprosto vždy. Dříve chemici předpokládali, že vytvořené krystaly formy β explodovaly a detonovaly z vnitřního napětí. Nyní se však po mnoha pečlivých studiích ukázalo, že formu β lze získat také v čisté formě a její citlivost je podobná formě α.
Co způsobuje výbuch
V osmdesátých letech minulého století bylo autoritativně potvrzeno, že příčiny výbuchů jsou elektrické povahy: elektrický náboj se redistribuuje ve vrstvách roztoku a vyvolává takovou reakci látky. Proto se přidávají ve vodě rozpustné polymery a provádí se neustálé míchání. Tím se zabrání lokalizaci elektrických nábojů, a tím se zabrání samovolnému výbuchu.
Aby se azid olovnatý vysrážel, používá se místo dextrinu nejčastěji želatina v 0,4-0,5% roztoku s přidáním trochy Rochelovy soli. Po vytvoření zaoblených aglomerátů se do tohoto roztoku musí zavést jednoprocentní suspenze stearanu zinečnatého nebo hliníku nebo (častěji) sulfidu molybdenu. Na povrchu krystalů dochází k adsorpci, která slouží jako dobré tuhé mazivo. Tato metoda činí azid olovnatý méně citlivý na tření.
Vojenský účel
Azid olovnatý zlepšil svou náchylnost k plamenům, používá se k vytvoření filmu povrchová úprava krystalů roztoky dusičnanu olovnatého a styfnátu hořečnatého. Čepice pro vojenské účely se vyrábí různě. Dextrin a želatina jsou zrušeny a místo nich se používá přídavek sodné soli karboxymethylcelulózy nebo polyvinylalkoholu. Výsledkem je, že konečný produkt je získán s větším množstvím azidu olovnatého než u metody srážení dextrinu, 96-98 % oproti 92 %. Kromě toho má produkt menší hygroskopičnost a výrazně se zvyšuje iniciační schopnost.
Pokud se roztoky rychle vypustí a nepřidají se ve vodě rozpustné polymery, vzniká tzv. koloidní azid olovnatý, který má maximální schopnost iniciovat výbuch, ale není dostatečně technologicky vyspělý - tekutost je špatná. Někdy se používá v elektrických rozbuškách jako směs ethylacetátového roztoku nitrocelulózy s koloidním azidem olovnatým.
