ნიტროგლიცერინი - ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ასაფეთქებელი ნივთიერება, დინამიტის შემადგენლობის საფუძველი. მას თავისი მახასიათებლების გამო ფართო გამოყენება ჰპოვა ინდუსტრიის ბევრ სფეროში, მაგრამ ჯერჯერობით მასთან დაკავშირებული ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა უსაფრთხოების საკითხია.
ისტორია
ნიტროგლიცერინის ისტორია იწყება იტალიელი ქიმიკოსის ასკანიო სობრეროსთან. მან პირველად მოახდინა ამ ნივთიერების სინთეზი 1846 წელს. თავდაპირველად მას ეწოდა პიროგლიცერინი. სობრერომ უკვე აღმოაჩინა მისი დიდი არასტაბილურობა - ნიტროგლიცერინი შეიძლება აფეთქდეს სუსტი ტვინის შერყევის ან დარტყმის დროსაც კი.
ნიტროგლიცერინის აფეთქების ძალამ თეორიულად გახადა იგი პერსპექტიულ რეაგენტად სამთო და სამშენებლო ინდუსტრიებში - ის ბევრად უფრო ეფექტური იყო, ვიდრე იმ დროს არსებული ასაფეთქებელი ნივთიერებების ტიპები. თუმცა, აღნიშნული არასტაბილურობა წარმოადგენდა ძალიან დიდ საფრთხეს მისი შენახვისა და ტრანსპორტირების დროს - ასე რომ, ნიტროგლიცერინი დაიდო უკანა საწვავზე.
საქმეები ოდნავ შეიცვალა ალფრედ ნობელისა და მისი ოჯახის გამოჩენასთან ერთად- მამა-შვილმა დაიწყო ამ ნივთიერების სამრეწველო წარმოება 1862 წელს, მიუხედავად მასთან დაკავშირებული ყველა საფრთხისა. თუმცა მოხდა ისეთი რამ, რაც ადრე თუ გვიან უნდა მომხდარიყო - ქარხანაში აფეთქება მოხდა და ნობელის უმცროსი ძმა გარდაიცვალა. მამა, მწუხარების შემდეგ, პენსიაზე გავიდა, მაგრამ ალფრედმა მოახერხა წარმოების გაგრძელება. უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად მან შეურია ნიტროგლიცერინი მეთანოლს - ნარევი უფრო სტაბილური იყო, მაგრამ ძალიან აალებადი. ის მაინც არ იყო საბოლოო.
ისინი გადაიქცნენ დინამიტი - ნიტროგლიცერინი, რომელიც შეიწოვება დიატომის მიწაში (დანალექი ქანები). ნივთიერების ფეთქებადობა რამდენიმე ბრძანებით შემცირდა. მოგვიანებით ნარევი დაიხვეწა, დიატომური მიწა შეიცვალა უფრო ეფექტური სტაბილიზატორებით, მაგრამ არსი იგივე დარჩა - სითხე შეიწოვება და ოდნავი შერყევის შედეგად წყვეტს აფეთქებას.
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ნიტროგლიცერინი არის აზოტის მჟავისა და გლიცეროლის ნიტროესტერი. ნორმალურ პირობებში ეს არის მოყვითალო, ბლანტი ცხიმიანი სითხე. ნიტროგლიცერინი წყალში უხსნადია. ნობელმა გამოიყენა ეს თვისება: ტრანსპორტირების შემდგომ გამოსაყენებლად ნიტროგლიცერინის მოსამზადებლად და მეთანოლისგან გასათავისუფლებლად, ნარევი წყლით - მასში გახსნილი მეთილის სპირტით გარეცხა და დარჩა, ნიტროგლიცერინი კი დარჩა. იგივე თვისება გამოიყენება ნიტროგლიცერინის მომზადებისას: სინთეზის პროდუქტს რეცხავენ წყლით, რათა მოაცილონ რეაგენტების ნარჩენები.
ნიტროგლიცერინი გაცხელებისას ჰიდროლიზდება (გლიცეროლის და აზოტის მჟავის წარმოქმნით). გარეშეგათბობა მიდის ტუტე ჰიდროლიზზე.
ასაფეთქებელი თვისებები
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნიტროგლიცერინი უკიდურესად არასტაბილურია. თუმცა, აქ ღირს მნიშვნელოვანი შენიშვნის გაკეთება: ის მგრძნობიარეა ზუსტად მექანიკური სტრესის მიმართ - ის ფეთქდება ტვინის შერყევის ან ზემოქმედებისგან. თუ მას ახლახანს დაანთებთ, სითხე დიდი ალბათობით დაიწვება ჩუმად აფეთქების გარეშე.
ნიტროგლიცერინის სტაბილიზაცია. დინამიტი
ნობელის პირველი გამოცდილება ნიტროგლიცერინის სტაბილიზაციაში იყო დინამიტი - კიზელგუჰრი მთლიანად შთანთქავდა სითხეს და ნარევი უსაფრთხო იყო (სანამ, რა თქმა უნდა, არ გააქტიურდებოდა დანგრევის ბომბში). დიატომის დედამიწის გამოყენების მიზეზი არის კაპილარული ეფექტი. ამ ჯიშში მიკროტუბულების არსებობა იწვევს სითხის (ნიტროგლიცერინის) ეფექტურ შეწოვას და იქ დიდხანს შეკავებას.
ლაბორატორიული მიღება
ლაბორატორიაში ნიტროგლიცერინის მიღების რეაქცია ახლა ისეთივეა, როგორსაც იყენებს Sobrero - ესტერიფიკაცია გოგირდმჟავას თანდასწრებით. პირველ რიგში, მიიღება აზოტის და გოგირდის მჟავების ნარევი. მჟავები საჭიროა კონცენტრირებული, მცირე რაოდენობით წყლით. გარდა ამისა, გლიცერინი თანდათანობით ემატება ნარევს მცირე ნაწილებში მუდმივი მორევით. ტემპერატურა უნდა იყოს დაბალი, რადგან ცხელ ხსნარში ესტერიფიკაციის ნაცვლად (ესტერის წარმოქმნა) გლიცერინი იჟანგება აზოტის მჟავით.
მაგრამ რადგან რეაქცია მიმდინარეობს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით, ნარევი მუდმივად უნდა გაცივდეს (ჩვეულებრივშესრულებულია ყინულით). როგორც წესი, ის ინახება დაახლოებით 0 ° C ტემპერატურაზე, 25 ° C ნიშნულზე გადაჭარბება შეიძლება აფეთქებით დაემუქროს. ტემპერატურა მუდმივად კონტროლდება თერმომეტრით.
ნიტროგლიცერინი უფრო მძიმეა ვიდრე წყალი, მაგრამ მსუბუქია ვიდრე მინერალური (აზოტის და გოგირდის) მჟავები. ამიტომ, სარეაქციო ნარევში, პროდუქტი ზედაპირზე ცალკე ფენაში იქნება. რეაქციის დასრულების შემდეგ ჭურჭელი უნდა გაცივდეს, დაველოდოთ ნიტროგლიცერინის მაქსიმალური ოდენობის დაგროვებას ზედა ფენაში და შემდეგ გადაწურეთ სხვა კონტეინერში ცივი წყლით. შემდეგ მოდის ინტენსიური რეცხვა დიდი მოცულობის წყალში. ეს აუცილებელია იმისათვის, რომ ნიტროგლიცერინი ყველა მინარევებისაგან რაც შეიძლება უკეთ განიწმინდოს. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან არარეაგირებული მჟავების ნარჩენებთან ერთად ნივთიერების ფეთქებადობა რამდენჯერმე იზრდება.
სამრეწველო წარმოება
ინდუსტრიაში, ნიტროგლიცერინის მიღების პროცესი დიდი ხანია ავტომატიზაციამდეა მიყვანილი. სისტემა, რომელიც ამჟამად გამოიყენება, მისი ძირითადი ასპექტებით, გამოიგონა ჯერ კიდევ 1935 წელს ბიაცის მიერ (და ჰქვია Biazzi ინსტალაცია). მასში ძირითადი ტექნიკური გადაწყვეტილებები არის გამყოფები. დაუბანელი ნიტროგლიცერინის პირველადი ნარევი გამყოფში ჯერ იყოფა ორ ფაზად - ნიტროგლიცერინით მიღებულს იღებენ შემდგომი გასარეცხად, ხოლო მჟავები რჩება სეპარატორში.
დანარჩენი წარმოების საფეხურები იგივეა, რაც სტანდარტული. ანუ გლიცერინისა და ნიტრატირების შერევანარევები რეაქტორში (სპეციალური ტუმბოების დახმარებით, შერეული ტურბინის აგიტატორით, გაგრილება უფრო ძლიერია - ფრეონით), სარეცხი რამდენიმე ეტაპი (წყლით და ოდნავ ალკალიზებული წყლით), რომელთაგან თითოეულს წინ უძღვის ეტაპი. გამყოფი.
ბიაცის ქარხანა საკმაოდ უსაფრთხოა და აქვს საკმაოდ მაღალი ეფექტურობა სხვა ტექნოლოგიებთან შედარებით (თუმცა, როგორც წესი, პროდუქტის დიდი რაოდენობა იკარგება რეცხვისას).
საყოფაცხოვრებო პირობები
სამწუხაროდ, თუმცა საკმაოდ საბედნიეროდ, ნიტროგლიცერინის სახლში დამზადება ძალიან ბევრ სირთულეს მოიცავს, რაც ძირითადად არ ღირს შედეგი.
სახლის პირობებში სინთეზის ერთადერთი შესაძლო გზა არის ნიტროგლიცერინის მიღება გლიცერინიდან (როგორც ლაბორატორიული მეთოდით). და აქ მთავარი პრობლემა არის გოგირდის და აზოტის მჟავები. ამ რეაგენტების გაყიდვა შეზღუდულია გარკვეული იურიდიული პირებისთვის და მკაცრად კონტროლდება მთავრობის მიერ.
აშკარა გამოსავალია მათი საკუთარი თავის სინთეზირება. ჟიულ ვერნმა რომანში "იდუმალი კუნძული", სადაც მთავარი გმირების მიერ ნიტროგლიცერინის გამომუშავების ეპიზოდზე საუბრობდა, გამოტოვა პროცესის ბოლო მომენტი, მაგრამ დეტალურად აღწერა გოგირდის და აზოტის მჟავების მიღების პროცესი..
და ა.შ.ექნება თუ არა ეს საშუალოდ დამოკიდებულ ადამიანს? ნაკლებად სავარაუდოა. ამიტომ, ხელნაკეთი ნიტროგლიცერინი უმეტეს შემთხვევაში მხოლოდ ოცნებად რჩება.
