Chlorátové výbušniny - škola chémie
Chlórované výbušniny
Chlórované výbušniny (tiež Chloratity) sú nehomogénne výbušniny na báze chlorečnanov. Zmesi chlorečnanov alkalických kovov sodíka a draslíka s organickými zlúčeninami bohatými na uhlík, ako sú napr. B. drevná múka, ropa, oleje, tuky alebo nitroderiváty benzénu, toluénu alebo naftalénu. [1] Chlorátové výbušniny sa v Nemecku od konca druhej svetovej vojny nevyrábajú.
príbeh
V roku 1786 získal francúzsky chemik Claude-Louis Berthollet predtým neznámu soľ, chlorečnan draselný, zavedením chlóru do horúceho roztoku hydroxidu draselného okrem chloridu draselného, ktorý pri zahrievaní ľahko uvoľňoval kyslík. Berthollet nazval novú soľ „Preoxidovaná kyselina chlorovodíková“. Čoskoro ho napadla myšlienka použitia chlorečnanu ako náhrady dusičnanu draselného na výrobu nového strelného prachu, pretože výrobok vyrobený z chlorečnanu draselného bol oveľa výbušnejší ako ten konvenčný. [2] Prvé pokusy spolu s de Lavoisierom v štátnej práškovej továrni v Corbeile viedli k niekoľkým smrteľným nehodám kvôli vysokej citlivosti chlorečnanu na náraz. [3] Na výrobu menej nebezpečnej chlorečnanovej trhaviny sa najskôr vynechala síra a neskôr sa ako náhrada za prášok z dreveného uhlia pridali ďalšie zložky, ako napríklad škrob, kolofónia alebo cukor. [4] Z dôvodu nepriaznivých účinkov na strelné zbrane, ako je korózia, sa od použitia strelného prachu čoskoro upustilo. Od roku 1870 prijali chemici P. A. Blake a Hermann Sprengel princíp počiatočného zapálenia pomocou dymovej ortuti pre chlorečnanové výbušniny, preto sú niektoré chlorečnany známe aj ako „Sprengel výbušniny"Boli určení." [5] Spoločnosť Sprengel prvýkrát okrem chlorečnanu ako komponentov použila aj rôzne - väčšinou tekuté - organické nitrozlúčeniny, ako nitrobenzén, nitronaftalén a kyselinu pikrovú.
Vlastnosti a typy
Chlorátové výbušniny sú nehomogénne výbušniny, to znamená, že pozostávajú najmenej z dvoch zložiek: silné oxidačné činidlo (chlorečnan) a oxidovateľná látka. Pri prvých druhoch ako náhrada strelného prachu sa chlorečnan draselný zmiešal so sírou a dreveným uhlím, čím sa vytvorila zmes, ktorá bola výbušná, ale tiež mimoriadne citlivá na nárazy a trenie. Všetky neskoršie chlorečnanové výbušniny obsahovali namiesto uhlia a síry iné oxidovateľné látky; Boli to spočiatku jednoduché organické zmesi ako škrob, múka alebo cukor. Neskôr sa pridali kvapalné organické rozpúšťadlá - napríklad kvapalné uhľovodíky; výsledné zmesi sa volali Chloratity určený. P. A. Blake, Hermann Sprengel a E. A. G. Street používali viskóznejšie oleje a ďalšie organické nitrozlúčeniny, čo zvýšilo silu výbuchu a zároveň znížilo citlivosť na trenie. Pri použití viskóznych rozpúšťadiel sa chlorečnanové výbušniny nazývajú cheddite. The Oddelenie USA armády podaná v roku 1992 správa o výrobe Želatínový cheddite ako plastická trhavina na vojenské účely vo Švajčiarsku. [6]
Chloratity
Chloratit 1 a Chloratit 2 pozostávajú zo 70–80% alebo 70–85% chlorečnanu draselného alebo sodného, 12–20 alebo 10–20% organických nitrozlúčenín, 1–5% rastlinnej múčky a 3–5% uhľovodíkov, olejov alebo tukov. Pre chloratit 1 sa pridalo 2 až 6% nitroglycerínu. Chloratit 3 obsahuje 88–91% chlorečnanu draselného alebo sodného, 9–12% organických uhľovodíkov a prísadu drevenej múky. [7] Detonačná rýchlosť pri výbuchu je iba 3,35 km s -1 pre chloratit 3, [8] avšak jeho výbušná sila
1 ekvivalent TNT (výbušná sila v porovnaní s výkonom TNT). [9] Tieto zmesi citlivé na trenie boli vo veľkej miere nahradené výbušninami bezpečnými pri manipulácii.
Cheddite
Výbušné zmesi chlorečnanov so spojivami/rozpúšťadlami, ako sú oleje, živice alebo nitrocelulóza s prídavkom nitrozlúčenín, sa nazývajú cheddity. Zvyčajne sú oveľa tvrdšie ako chloratity a najviac sa podobajú chloratitu 2.
Výbušné zmesi
Zmesi s ľahko oxidovateľnými látkami, ako je síra, fosfor, jód a uhlík, ktoré môžu trením, nárazom alebo nárazom explodovať, sú veľmi výbušné. Najvýbušnejšie zmesi sú s červeným fosforom a pri najlepšom miešaní sa považujú za podobné dynamitom („Armstrongova zmes“). V technológii sa preto množstvá v rozsahu jednociferného miligramu miešajú iba mokré a používajú sa so spojivami na praskanie koriek a vypaľovanie uzáverov. Miešanie suchých zložiek s vtáčím pierkom použitým pri prednáškových experimentoch je príliš nebezpečné a zbytočné, pretože podľa A. Stettbachera [10] je možné zmes pripraviť bezpečne v 96-percentnom etanole a uskutoční sa až po odparení alkoholu pod tlakom. K tomu tiež dôjde, keď sa chlorečnan zmieša s organickými látkami, napr. B. drevná múka alebo petrolej po trení, náraze alebo počiatočnom zapálení. To často viedlo k nehodám.
Použite obmedzenie
V EÚ sa chlorečnanové výbušniny s obsahom chlorečnanov nad 85% môžu používať iba pri ťažbe soli. [1]