Hydratsoehapon suola on Pb(N3)2, kemiallinen yhdiste, jota kutsutaan muuten lyijyatsidiksi. Tällä kiteisellä aineella voi olla yksi ainakin kahdesta kidemuodosta: ensimmäinen muoto α, jonka tiheys on 4,71 grammaa kuutiosenttimetrissä, toinen muoto β - 4,93. Se liukenee huonosti veteen, mutta se on hyvä monoetanoliamiinissa. Älä noudata tässä artikkelissa annettuja suosituksia kotona! Lyijyatsidi ei ole vitsi, vaan erittäin herkkä räjähdysaine (räjähdysaine).
Ominaisuudet
Lyijyatsidi käynnistää räjähdyksen, koska sen herkkyys on erittäin korkea ja kriittinen halkaisija on hyvin pieni. Sitä käytetään räjäytyskorkeissa. Sitä ei voida käsitellä ilman erityisiä teknisiä tekniikoita ja erityisiä hoitotaitoja. Muuten tapahtuu räjähdys, jonka lämpö lähestyy 1,536 megajoulea kilogrammaa kohti tai 7,572 megajoulea kuutiosesmetriä kohden.
Lyijyatsidin kaasutilavuus on 308 litraa/kg tai 1518 litraa/neliödesimetri. Sen räjähdysnopeus on noin 4800 metriä sekunnissa. Atsideja, joiden ominaisuudet näyttävät erittäin pelottavilta, syntetisoidaan liukoisten alkalimetalliatsidien ja lyijysuolojen liuosten välisessä vaihtoreaktiossa. Tuloksena on valkoinen kiteinen sakka. Tämä on lyijyatsidi.
Vastaanota
Reaktio suoritetaan yleensä lisäämällä glyseriiniä, dekstriiniä, gelatiinia tai vastaavia, jotka estävät liian suurten kiteiden muodostumisen ja vähentävät räjähdysvaaraa. Lyijyatsidia ei suositella syntetisoimaan kotona, edes juhla-ilotulituksen tekoa varten. Sen saamiseksi vaaditaan erityisehtoja, tietoa ja ymmärrystä vaarasta sekä riittävää kokemusta kemistinä.
Verkossa on kuitenkin melko paljon tietoa tämän vaarallisen räjähteen valmistuksesta. Monet Internetin käyttäjät jakavat kokemuksensa lyijyatsidin hankkimisesta kotona, mukaan lukien yksityiskohtainen kuvaus prosessista ja sen vaiheittaiset kuvat. Joskus tekstit sisältävät varoituksia näiden värittömien kiteiden tai valkoisen jauheen valmistamisen vaaroista, mutta ne eivät todennäköisesti pysäytä kaikkia. Sinun on kuitenkin muistettava, mikä lyijyatsidi on. Elohopeafulminaatti on vähemmän vaarallinen kuin sen käyttö.
Muutokset
Lyijyatsidin kiteisiä modifikaatioita kuvataan yhteensä neljä, mutta käytännössä niistä kahdesta saadaan useimmiten yksi. Se on joko teknistä valkoharmaata jauhetta tai värittömiä kiteitä, jotka on saatu yhdistämällänatriumatsidin ja lyijyasetaatin tai nitraatin liuokset. Käytännössä saostus on suoritettava vesiliukoisilla polymeereillä, jotta saadaan suhteellisen turvallinen käsitellä. Jos lisätään orgaanisia liuottimia, kuten eetteriä, ja myös jos liuosten diffuusiovuorovaikutus tapahtuu, muodostuu uusi muoto, joka kiteytyy terävästi ja karkeasti.
Hapan väliaine antaa vähemmän stabiileja muotoja. Pitkäaikaisen varastoinnin, valon ja lämmityksen aikana kiteet tuhoutuvat. Se on veteen liukenematon, liukenee heikosti ammoniumasetaatin, natriumin ja lyijyn vesiliuokseen. Mutta 146 grammaa atsidia liukenee täydellisesti sataan grammaan etanoliamiinia. Kiehuvassa vedessä se hajoaa vapauttaen vähitellen typpihappoa. Kosteuden ja hiilidioksidin mukana se myös hajoaa levittäen pintaa. Tällöin muodostuu karbonaattia ja emäksistä lyijyatsidia.
Vuorovaikutukset ja herkkyys
Valo hajottaa sen typeksi ja lyijyksi - myös pinnalla, ja voimakkaalla säteilytyksellä voi saada räjähdysmäisen juuri lyödyn ja välittömästi hajoavan atsidin. Kuiva lyijyatsidi ei reagoi metalleihin ja on kemiallisesti stabiili.
On kuitenkin olemassa vaara, että ilmaantuu kostea ympäristö, jolloin lähes kaikki metalliatsidit muuttuvat vaarallisiksi reaktioissaan. Pidä syntyvä aine poissa kuparista ja sen seoksista, koska atsidien ja kuparin seoksella on vieläkin arvaamattomia räjähdysominaisuuksia. Kaikki atsidireaktiot ovat myrkyllisiä ja aine itsessään on myrkyllistä.
Herkkyys
Azides kaunislämmönkestävä, hajoaa vain yli 245 celsiusasteen lämpötiloissa ja välähdys tapahtuu noin 330 asteessa. Iskuherkkyys on erittäin korkea, ja kaikkeen atsidituotantoon liittyy pahoja seurauksia, riippumatta siitä, onko atsidi kuiva vai märkä, se ei menetä räjähdysominaisuuksiaan, vaikka siihen kertyy kosteutta jopa kolmekymmentä prosenttia.
Erityisen herkkä kitkalle, jopa enemmän kuin elohopeafulminaatille. Jos jauhat atsidia huhmareessa, se räjähtää lähes välittömästi. Lyijyatsidien eri muunnelmat reagoivat eri tavalla iskuihin (mutta kaikki reagoivat!). Koska kiteet on peitetty lyijysuolakalvolla, se ei välttämättä reagoi tulisäteeseen ja kipinään. Mutta tämä koskee vain niitä näytteitä, joita on säilytetty jonkin aikaa ja alttiina kostealle hiilidioksidille. Juuri tuotettu ja kemiallisesti puhdas atsidi on erittäin herkkä liekin hyökkäykselle.
Räjähdys
Lyijyatsidi on erittäin vaarallinen juuri sen kitkaherkkyyden ja mekaanisen rasituksen vuoksi. Tämä riippuu erityisesti kiteiden koosta ja kiteytysmenetelmästä. Yli puolen millimetrin kokoiset kristallikot ovat ehdottoman räjähdysherkkiä. Räjähdys voi seurata synteesiprosessin jokaisessa vaiheessa: räjähdysmäistä hajoamista voidaan odottaa myös liuoksen kyllästymisvaiheessa sekä kiteytymisen että kuivauksen aikana. Useita tapauksia spontaaneista räjähdyksistä on kuvattu jopa pelkän tuotteen kaatamisen yhteydessä.
Ammattikemistit ovat varmoja, että lyijyasetaatista saatu atsidi on paljon vaarallisempaa kuin nitraatista syntetisoitu. Hän osaa räjähtäävoimakkaat räjähteet ovat paljon parempia kuin elohopeafulminaatti, koska atsidin räjähdystä edeltävä alue on kapeampi. Esimerkiksi sytytyspanos puhtaasta lyijyatsidista valmistetussa sytyttimen korkissa on 0,025 grammaa, heksogeeni tarvitsee 0,02 grammaa ja TNT on 0,09 grammaa.
Atsidien käyttö
Ihmiskunta on käyttänyt tätä räjähdyksen sytytintä ei niin kauan sitten. Kemisti Curtius sai lyijyatsidin ensimmäisen kerran vuonna 1891, kun hän lisäsi lyijyasetaattiliuosta ammoniumatsidiliuokseen (tai natriumin - nyt se ei ole selvää). Siitä lähtien lyijyatsidia on puristettu sytyttimien kansiin (jopa seitsemänsataa kiloa neliösenttimetriä kohti). Lisäksi löydöstä patenttien saamiseen kului hyvin vähän aikaa - jo vuonna 1907 saatiin ensimmäinen patentti. Ennen vuotta 1920 lyijyatsidi aiheutti kuitenkin valmistajille liian paljon ongelmia, jotta siitä olisi ollut vähän käytännön hyötyä.
Tämän aineen herkkyys on liian korkea, ja puhdas kiteinen lopputuote on vielä vaarallisempi. Mutta kymmenen vuotta myöhemmin kehitettiin atsidien käsittelymenetelmiä, alettiin käyttää saostusta orgaanisilla kolloideilla, ja sitten aloitettiin lyijyatsidin teollinen massatuotanto, joka osoittautui vähemmän vaaralliseksi ja kuitenkin sopivaksi sytyttimien varustamiseen. Dekstriinilyijyatsidia on valmistettu Yhdysvalloissa vuodesta 1931 lähtien. Hän painoi erityisen voimakkaasti räjähdysherkkää elohopeaa n altimissa toisen maailmansodan aikana. Elohopean fulminaatti poistui käytöstä 1900-luvun lopulla.
Ominaisuudetsovellukset
Lyijyatsidia käytetään isku-, sähkö- ja palopuhalluskorkeissa. Yleensä siihen on lisätty THRS-lyijytrinitroresorsinaattia, joka lisää liekin herkkyyttä, sekä tetratseenia, joka lisää pisto- ja iskuherkkyyttä. Lyijyatsidille suositaan teräskoteloita, mutta käytetään myös alumiinikoteloita, paljon harvemmin tinattuja ja kuparia.
Vakaa räjähdysnopeus, kun dekstriinilyijyatsidia käytetään, taataan vähintään 2,5 millimetrin pituisella panoksella sekä pitkällä kostutetun lyijyatsidin panoksella. Siksi dekstriinilyijyatsidi ei toimi pienikokoisten tuotteiden kanssa. Esimerkiksi Englannissa on ns. englantilainen palveluatsidi, jossa kiteitä ympäröi lyijykarbonaatti, tämä aine sisältää 98 % Pb(N3) 2 ja toisin kuin dekstriini, lämmönkestävä ja ennakoivasti räjähtävä. Monissa leikkauksissa se on kuitenkin paljon vaarallisempaa.
Teollisuustuotanto
Lyijyatsidi teollisessa mittakaavassa saadaan samalla tavalla kuin kotona: natriumatsidin ja lyijyasetaatin (mutta useammin lyijynitraatti) laimeat liuokset yhdistetään, sitten sekoitetaan (vesiliukoisten polymeerien kanssa, esimerkiksi dekstriini). Tällä menetelmällä on etuja ja haittoja. Dekstriini auttaa saamaan kontrolloidun kokoisia (alle 0,1 millimetriä) hiukkasia, joilla on hyvä juoksevuus ja jotka eivät ole yhtä herkkiä kitkalle. Nämä ovat kaikki plussaa. Haittoja ovat se, että tällä tavalla saadulla aineella on lisääntynyt hygroskooppisuus jaoma-aloitteisuus vähenee. On olemassa menetelmiä, joissa dekstriiniatsidikiteiden muodostumisen jälkeen liuokseen lisätään kalsiumstearaattia 0,25 % hygroskooppisuuden ja herkkyyden vähentämiseksi.
Tässä noudatetaan erityistä varovaisuutta ja käytetään tarkkoja annoksia. Jos lyijynitraatin (asetaatin) ja natriumatsidin liuosten pitoisuus on yli kymmenen prosenttia, spontaani räjähdys on hyvin mahdollista kiteytymisen aikana. Ja jos sekoitus lakkaa, räjähdys tapahtuu ehdottomasti aina. Aikaisemmin kemistit olettivat, että muodostuneet β-muodon kiteet räjähtivät räjähtäen sisäisestä jännityksestä. Nyt monien ja huolellisten tutkimusten jälkeen on kuitenkin käynyt selväksi, että muoto β voidaan saada myös puhtaassa muodossaan ja sen herkkyys on samanlainen kuin muodon α.
Mikä aiheuttaa räjähdyksen
Viime vuosisadan 1980-luvulla vahvistettiin arvov altaisesti, että räjähdysten syyt ovat luonteeltaan sähköisiä: sähkövaraus jakautuu uudelleen liuoksen kerroksissa ja saa aikaan sellaisen aineen reaktion. Tästä syystä lisätään vesiliukoisia polymeerejä ja sekoitetaan jatkuvasti. Tämä estää sähkövarausten paikallistamisen ja siten estetään spontaani räjähdys.
Jotta lyijyatsidi saostuisi, dekstriinin sijasta käytetään useimmiten gelatiinia 0,4-0,5 % liuoksessa, johon lisätään hieman Rochel-suolaa. Kun pyöreitä agglomeraatteja on muodostunut, tähän liuokseen on lisättävä yksiprosenttinen sinkkistearaatin tai alumiinin tai (useammin) molybdeenisulfidin suspensio. Adsorptio tapahtuu kiteiden pinnalla, mikä toimii hyvänä kiinteänä voiteluaineena. Tämä menetelmä tekee lyijyatsidista vähemmän herkkiä kitkalle.
Sotilaallinen tarkoitus
Jotta lyijyatsidi parantaa liekinherkkyyttään, kiteiden pintakäsittelyä käytetään lyijynitraatti- ja magnesiumstyfnaattiliuoksilla kalvon muodostamiseen. Sotilaskäyttöön tarkoitetut korkit valmistetaan eri tavalla. Dekstriini ja gelatiini poistetaan, ja sen sijaan käytetään natriumkarboksimetyyliselluloosan tai polyvinyylialkoholin lisäystä. Tämän seurauksena lopputuote saadaan suuremmalla määrällä lyijyatsidia kuin dekstriinisaostusmenetelmällä, 96-98 % vs. 92 %. Lisäksi tuotteella on vähemmän hygroskooppisuutta ja aloituskyky on huomattavasti parempi.
Jos liuokset valutetaan nopeasti ja vesiliukoisia polymeerejä ei lisätä, muodostuu ns. kolloidinen lyijyatsidi, jolla on maksimaalinen räjähdyssytytyskyky, mutta joka ei ole teknisesti tarpeeksi edistynyt - juoksevuus on huono. Sitä käytetään joskus sähkösytyttimissä seoksena, jossa on nitroselluloosan etyyliasetaattiliuosta kolloidisen lyijyatsidin kanssa.
