Nitroglycerin - mojawapo ya vilipuzi maarufu, msingi wa muundo wa baruti. Imepata matumizi mapana katika maeneo mengi ya tasnia kutokana na sifa zake, lakini hadi sasa mojawapo ya matatizo makuu yanayohusiana nayo ni suala la usalama.
Historia
Historia ya nitroglycerin huanza na mwanakemia wa Kiitaliano Ascanio Sobrero. Alitengeneza dutu hii kwa mara ya kwanza mnamo 1846. Hapo awali ilipewa jina la pyroglycerin. Tayari Sobrero aligundua ukosefu wake mkubwa wa uthabiti - nitroglycerin inaweza kulipuka hata kutokana na misukosuko dhaifu au mapigo.
Nguvu ya mlipuko wa nitroglycerin kinadharia iliifanya kuwa kitendanishi cha matumaini katika sekta ya madini na ujenzi - ilikuwa na ufanisi zaidi kuliko aina za vilipuzi vilivyokuwepo wakati huo. Hata hivyo, alisema ukosefu wa uthabiti ulileta tishio kubwa sana wakati wa uhifadhi na usafirishaji wake - kwa hivyo nitroglycerin iliwekwa kwenye kichomea mgongo.
Mambo yalisogea kidogo kutokana na mwonekano wa Alfred Nobel na familia yake- baba na wana walianza uzalishaji wa viwanda wa dutu hii mwaka wa 1862, licha ya hatari zote zinazohusiana nayo. Walakini, jambo fulani lilitokea ambalo lilipaswa kutokea mapema au baadaye - mlipuko ulitokea kwenye kiwanda, na kaka mdogo wa Nobel akafa. Baba, baada ya kuteseka na huzuni, alistaafu, lakini Alfred aliweza kuendelea na uzalishaji. Ili kuboresha usalama, alichanganya nitroglycerin na methanol - mchanganyiko ulikuwa imara zaidi, lakini unaowaka sana. Bado haikuwa ya mwisho.
Zikawa baruti - nitroglycerin kufyonzwa na udongo wa diatomaceous (mwamba wa sedimentary). Mlipuko wa dutu hii umepungua kwa maagizo kadhaa ya ukubwa. Baadaye, mchanganyiko huo uliboreshwa, ardhi ya diatomaceous ilibadilishwa na vidhibiti vyema zaidi, lakini kiini kilibakia sawa - kioevu kilifyonzwa na kuacha kulipuka kutokana na kutikisika kidogo.
Sifa za kimwili na kemikali
Nitroglycerin ni nitroester yenye asidi ya nitriki na glycerol. Chini ya hali ya kawaida, ni kioevu cha rangi ya njano, yenye mafuta ya viscous. Nitroglycerin haina mumunyifu katika maji. Nobel alitumia mali hii: ili kuandaa nitroglycerin kwa matumizi baada ya usafiri na kuifungua kutoka kwa methanol, aliosha mchanganyiko na maji - pombe ya methyl kufutwa ndani yake na kushoto, na nitroglycerin ikabaki. Mali hiyo hiyo hutumiwa katika utayarishaji wa nitroglycerin: bidhaa ya awali huoshwa kwa maji ili kuondoa mabaki ya vitendanishi.
Nitroglycerin hidrolisisi (kutengeneza glycerol na asidi ya nitriki) inapopashwa joto. Bilainapokanzwa huenda kwa hidrolisisi ya alkali.
mali za kulipuka
Kama ilivyotajwa tayari, nitroglycerini si dhabiti sana. Walakini, inafaa kutoa maoni muhimu hapa: inashambuliwa kwa usahihi na mafadhaiko ya mitambo - hulipuka kutoka kwa mshtuko au athari. Ukiiwasha tu, kuna uwezekano mkubwa kwamba kioevu kitawaka kimya kimya bila mlipuko.
Udhibiti wa nitroglycerin. Dynamite
Tajriba ya kwanza ya Nobel katika kuleta utulivu wa nitroglycerin ilikuwa baruti - kieselguhr ilifyonza kioevu kabisa, na mchanganyiko ulikuwa salama (hadi, bila shaka, ulipowashwa katika bomu la kubomoa). Sababu ya udongo wa diatomaceous hutumiwa ni kwa sababu ya athari ya capillary. Uwepo wa mikrotubuli katika uzao huu husababisha kufyonzwa vizuri kwa kimiminika (nitroglycerin) na kubakia humo kwa muda mrefu.
Upataji wa Maabara
Mtikio wa kupata nitroglycerin kwenye maabara sasa ni sawa na ule unaotumiwa na Sobrero - esterification kukiwa na asidi ya sulfuriki. Kwanza, mchanganyiko wa asidi ya nitriki na sulfuriki huchukuliwa. Asidi zinahitajika kujilimbikizia, na kiasi kidogo cha maji. Zaidi ya hayo, glycerini huongezwa hatua kwa hatua kwa mchanganyiko katika sehemu ndogo na kuchochea mara kwa mara. Joto lazima liwekwe chini, kwa sababu katika mmumunyo wa joto, badala ya esterification (uundaji wa ester), glycerol itaoksidishwa na asidi ya nitriki.
Lakini kwa kuwa majibu huendelea na kutolewa kwa kiwango kikubwa cha joto, mchanganyiko lazima upoe kila wakati (kawaida.kufanywa na barafu). Kama sheria, huhifadhiwa karibu 0 ° C, kuzidi alama ya 25 ° C inaweza kutishia na mlipuko. Halijoto hufuatiliwa kila mara kwa kipimajoto.
Nitroglycerin ni nzito kuliko maji, lakini nyepesi kuliko asidi ya madini (nitriki na sulfuriki). Kwa hiyo, katika mchanganyiko wa majibu, bidhaa italala kwenye safu tofauti juu ya uso. Baada ya mwisho wa mmenyuko, chombo lazima kiwe kilichopozwa chini, subiri hadi kiwango cha juu cha nitroglycerin kijikusanye kwenye safu ya juu, na kisha ukimbie kwenye chombo kingine na maji baridi. Kisha huja kuosha sana kwa kiasi kikubwa cha maji. Hii ni muhimu ili kusafisha nitroglycerin kutoka kwa uchafu wote bora iwezekanavyo. Hii ni muhimu kwa sababu, pamoja na mabaki ya asidi ambayo haijaitikiwa, mlipuko wa dutu huongezeka mara kadhaa.
Uzalishaji wa viwanda
Katika tasnia, mchakato wa kupata nitroglycerin umeanza kutumika kiotomatiki kwa muda mrefu. Mfumo ambao unatumika kwa sasa, katika nyanja zake kuu, ulivumbuliwa nyuma mnamo 1935 na Biazzi (na unaitwa usakinishaji wa Biazzi). Suluhisho kuu za kiufundi ndani yake ni watenganishaji. Mchanganyiko wa msingi wa nitroglycerin ambayo haijaoshwa hutenganishwa kwanza kwenye kitenganishi chini ya hatua ya nguvu za centrifugal katika awamu mbili - moja iliyo na nitroglycerin inachukuliwa kwa kuosha zaidi, na asidi hubakia kwenye kitenganishi.
Hatua zingine za uzalishaji ni sawa na zile za kawaida. Hiyo ni, kuchanganya glycerol na nitratingmchanganyiko katika reactor (inayotolewa kwa msaada wa pampu maalum, iliyochanganywa na kichochezi cha turbine, baridi ni nguvu zaidi - na freon), hatua kadhaa za kuosha (na maji na maji kidogo ya alkali), ambayo kila moja inatanguliwa na hatua na kitenganishi.
Mtambo wa Biazzi ni salama kabisa na una utendakazi wa hali ya juu ikilinganishwa na teknolojia nyingine (hata hivyo, kwa kawaida kiasi kikubwa cha bidhaa hupotea wakati wa kuosha).
Hali za nyumbani
Kwa bahati mbaya, ingawa kwa bahati nzuri, kutengeneza nitroglycerin nyumbani kunahusisha matatizo mengi sana, ambayo mara nyingi hayafai matokeo.
Njia pekee inayowezekana ya kusanisi nyumbani ni kupata nitroglycerin kutoka kwa glycerol (kama ilivyo katika mbinu ya maabara). Na hapa shida kuu ni asidi ya sulfuri na nitriki. Uuzaji wa vitendanishi hivi unatumika tu kwa vyombo fulani vya kisheria na unadhibitiwa kikamilifu na serikali.
Suluhisho dhahiri ni kuziunganisha wewe mwenyewe. Jules Verne katika riwaya yake "Kisiwa cha Ajabu", akizungumza juu ya kipindi cha utengenezaji wa nitroglycerin na wahusika wakuu, aliacha wakati wa mwisho wa mchakato huo, lakini alielezea kwa undani sana mchakato wa kupata asidi ya sulfuriki na nitriki.
n.k. Je, mtu mwenye uraibu wa kawaida atakuwa nayo? Haiwezekani. Kwa hivyo, nitroglycerin ya kujitengenezea nyumbani katika visa vingi sana hubakia kuwa ndoto tu.
