Sol hidrazojske kisline je Pb(N3)2, kemična spojina, ki se sicer imenuje svinčev azid. Ta kristalna snov ima lahko eno od vsaj dveh kristalnih oblik: prva oblika α z gostoto 4,71 grama na kubični centimeter, druga oblika β - 4,93. V vodi se slabo raztopi, dobro pa je v monoetanolaminu. Prosimo, da ne upoštevate priporočil v tem članku doma! Svinčev azid ni šala, ampak zelo občutljiv eksploziv (eksploziv).
Lastnosti
Svinčev azid sproži eksplozijo, ker je njegova občutljivost zelo visoka, kritični premer pa zelo majhen. Uporablja se za peskalne kapice. Brez posebnih tehničnih tehnik in posebnih veščin nege je nemogoče ravnati. V nasprotnem primeru pride do eksplozije, katere toplota se približa 1,536 megajoula na kilogram ali 7,572 megajoula na kubični decimeter.
Svinčev azid ima prostornino plina 308 litrov na kilogram ali 1518 litrov na kvadratdecimeter. Njegova hitrost detonacije je približno 4800 metrov na sekundo. Azidi, katerih lastnosti so videti zelo zastrašujoče, se sintetizirajo med reakcijo izmenjave med topnimi azidi alkalijskih kovin in raztopinami svinčevih soli. Rezultat je bela kristalinična oborina. To je svinčev azid.
Prejmi
Reakcijo običajno izvedemo z dodatkom glicerina, dekstrina, želatine ipd., ki preprečujejo nastanek prevelikih kristalov in zmanjšujejo nevarnost detonacije. Sintetiziranje svinčevega azida doma ni priporočljivo niti za namen izdelave prazničnega ognjemeta. Za pridobitev so potrebni posebni pogoji, znanje in razumevanje nevarnosti ter zadostne izkušnje kot kemik.
Vendar je na internetu kar nekaj informacij o izdelavi tega nevarnega eksploziva. Mnogi uporabniki interneta delijo svoje izkušnje o tem, kako dobiti svinčev azid doma, vključno s podrobnim opisom postopka in ilustracijami po korakih. Včasih besedila vsebujejo opozorila o nevarnostih izdelave teh brezbarvnih kristalov ali belega prahu, vendar verjetno ne bodo ustavila vseh. Vendar se morate spomniti, kaj je svinčev azid. Živosrebrov fulminat je manj nevaren kot njegova uporaba.
Spremembe
Kristalne modifikacije svinčevega azida so opisane v skupno štirih, v praksi pa se največkrat dobi ena od dveh. Bodisi gre za tehnični belo-siv prah ali za brezbarvne kristale, pridobljene z združitvijoraztopine natrijevega azida in svinčevega acetata ali nitrata. V praksi je treba obarjanje izvajati z vodotopnimi polimeri, da dobimo izdelek, ki je relativno varen za rokovanje. Če dodamo organska topila, kot je eter, in tudi če pride do difuzijske interakcije raztopin, nastane nova oblika, ki kristalizira iglasto in grobo.
Kisli medij daje manj stabilne oblike. Pri dolgotrajnem skladiščenju, izpostavljenosti svetlobi in segrevanju se kristali uničijo. Je netopen v vodi, rahlo topen v vodni raztopini amonijevega acetata, natrija in svinca. Toda 146 gramov azida je popolnoma raztopljenih v sto gramih etanolamina. V vreli vodi se razgradi, postopoma sprošča dušikovo kislino. Z vlago in ogljikovim dioksidom se tudi razgrajuje in se širi po površini. Takrat nastaneta karbonat in bazični svinčev azid.
Interakcije in dovzetnost
Svetloba ga razgradi v dušik in svinec - tudi na površini, in če intenzivno obsevate, lahko dobite eksplozijo na novo skovanega in takoj razpadajočega azida. Suhi svinčev azid ne reagira na kovine in je kemično stabilen.
Vendar obstaja nevarnost pojava vlažnega okolja, takrat skoraj vsi kovinski azidi postanejo nevarni pri svojih reakcijah. Nastalo snov hranite stran od bakra in njegovih zlitin, saj ima mešanica azidov in bakra še bolj nepredvidljive eksplozivne lastnosti. Vse azidne reakcije so strupene in snov sama je strupena.
občutljivost
Azidi lepitoplotno odporne, razpadejo le pri temperaturah nad 245 stopinj Celzija, blisk pa se pojavi pri približno 330 stopinjah. Občutljivost na udarce je zelo visoka in vsaka proizvodnja azidov je polna slabih posledic, ne glede na to, ali je azid suh ali moker, ne izgubi svojih eksplozivnih lastnosti, tudi če se v njem nabere do trideset odstotkov vlage.
Še posebej občutljiv na trenje, celo bolj kot živosrebrov fulminat. Če azid zmeljete v možnarju, detonira skoraj takoj. Različne modifikacije svinčevih azidov različno reagirajo na udarce (vendar vsi reagirajo!). Ker so kristali prekriti s filmom svinčevih soli, se morda ne odzove na žarek ognja in iskro. Toda to velja samo za tiste vzorce, ki so bili nekaj časa shranjeni in izpostavljeni vlažnemu ogljikovemu dioksidu. Sveže proizveden in kemično čist azid je zelo dovzeten za napade plamena.
eksplozija
Svinčev azid je izjemno nevaren prav zaradi svoje občutljivosti na trenje in mehanske obremenitve. To je predvsem odvisno od velikosti kristalov in od načina kristalizacije. Velikosti kristalov, večjih od pol milimetra, so popolnoma eksplozivne. Eksplozija lahko sledi na vsaki stopnji sinteznega procesa: eksplozivno razgradnjo lahko pričakujemo tudi v fazi nasičenosti raztopine, tako med kristalizacijo kot med sušenjem. Opisani so številni primeri spontanih eksplozij tudi pri preprostem polivanju izdelka.
Poklicni kemiki so prepričani, da je azid, pridobljen iz svinčevega acetata, veliko nevarnejši od tistega, sintetiziranega iz nitrata. Je sposoben detoniratiVisoki eksplozivi so veliko boljši od živosrebrovega fulminata, ker je preddetonacijsko območje azida ožje. Na primer, začetni naboj v kapici detonatorja iz čistega svinčevega azida je 0,025 grama, heksogen potrebuje 0,02 in TNT je 0,09 grama.
Uporaba azidov
Uporabo tega iniciatorja eksplozij je človeštvo izvajalo ne tako dolgo nazaj. Svinčev azid je leta 1891 prvič pridobil kemik Curtius, ko je raztopini amonijevega azida (ali natrija - zdaj ni jasno) dodal raztopino svinčevega acetata. Od takrat se svinčev azid stiska v detonatorske kapice (nanese se do sedemsto kilogramov na kvadratni centimeter). Poleg tega je od odkritja do pridobitve patentov minilo zelo malo časa - že leta 1907 je bil prejet prvi patent. Pred letom 1920 pa je svinčev azid povzročal preveč težav proizvajalcem, da bi bil malo praktičen.
Občutljivost te snovi je previsoka, čisti kristalni končni izdelek pa je še bolj nevaren. Toda deset let kasneje so se razvile metode ravnanja z azidi, začelo se je uporabljati obarjanje z organskimi koloidi, nato pa se je začela industrijska množična proizvodnja svinčevega azida, ki se je izkazal za manj nevarnega in kljub temu primernega za opremljanje detonatorjev. Dekstrin svinčev azid se v ZDA proizvaja od leta 1931. Še posebej močno je med drugo svetovno vojno pritiskal na eksplozivno živo srebro v detonatorjih. Živosrebrov fulminat je ob koncu dvajsetega stoletja prenehal uporabljati.
Lastnostiaplikacije
Svinčev azid se uporablja v udarnih, električnih in požarnih kapicah. Običajno prihaja z dodatkom THRS - svinčevega trinitroresorcinata, ki poveča dovzetnost za plamen, pa tudi tetrazena, ki poveča dovzetnost za vbode in udarce. Za svinčev azid so prednostna jeklena ohišja, vendar se uporabljajo tudi aluminijasta ohišja, veliko redkeje iz pločevine in bakra.
Stabilno hitrost detonacije pri uporabi dekstrinskega svinčevega azida zagotavlja naboj dolžine 2,5 milimetra ali več, kot tudi dolgo polnjenje navlaženega svinčevega azida. Zato dekstrin svinčev azid ne deluje z majhnimi izdelki. V Angliji je na primer tako imenovan angleški servisni azid, kjer so kristali obdani s svinčevim karbonatom, ta snov vsebuje 98 % Pb(N3) 2 in za razliko od dekstrina, toplotno odporen in proaktivno eksploziven. Vendar pa je pri mnogih operacijah veliko bolj nevarno.
Industrijska proizvodnja
Svinčev azid v industrijskem obsegu se pridobiva na enak način kot doma: razredčeni raztopini natrijevega azida in svinčevega acetata (vendar pogosteje svinčevega nitrata) se združita, nato zmešamo (s prisotnostjo vodotopnih polimerov, na primer dekstrin). Ta metoda ima prednosti in slabosti. Dekstrin pomaga pri pridobivanju delcev nadzorovane velikosti (manj kot 0,1 milimetra), ki imajo dobro pretočnost in niso tako občutljivi na trenje. Vse to so plusi. Slabosti vključujejo dejstvo, da ima tako pridobljena snov povečano higroskopnost ininiciativa se zmanjša. Obstajajo metode, pri katerih se po tvorbi kristalov dekstrin azida raztopini doda kalcijev stearat v količini 0,25 %, da se zmanjša higroskopnost in občutljivost.
Tu je še posebej pozorna in se uporabljajo natančni odmerki. Če imajo raztopine svinčevega nitrata (acetata) z natrijevim azidom koncentracijo več kot deset odstotkov, je pri kristalizaciji zelo možna spontana eksplozija. In če se mešanje ustavi, pride do eksplozije absolutno vedno. Prej so kemiki domnevali, da so nastali kristali oblike β eksplodirali in eksplodirali zaradi notranjega stresa. Sedaj pa je po številnih in skrbnih študijah postalo jasno, da lahko obliko β dobimo tudi v čisti obliki, njena občutljivost pa je podobna obliki α.
Kaj povzroči eksplozijo
V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo avtoritativno potrjeno, da so vzroki eksplozij električne narave: električni naboj se prerazporedi v plasteh raztopine in izzove takšno reakcijo snovi. Zato se dodajajo vodotopni polimeri in se izvaja stalno mešanje. To preprečuje lokalizacijo električnih nabojev, zato je preprečena spontana eksplozija.
Za oborino svinčevega azida namesto dekstrina najpogosteje uporabljamo želatino v 0,4-0,5-odstotni raztopini, ki ji dodamo malo Rochelove soli. Ko nastanejo zaobljeni aglomerati, je treba v to raztopino vnesti enoodstotno suspenzijo cinkovega stearata ali aluminija ali (pogosteje) molibdenovega sulfida. Na površini kristalov pride do adsorpcije, ki služi kot dobro trdno mazivo. Ta metoda naredi svinčev azid manj občutljiv na trenje.
Vojaški namen
Da bi svinčev azid izboljšal svojo občutljivost na plamen, se za tvorbo filma uporabi površinska obdelava kristalov z raztopinami svinčevega nitrata in magnezijevega stifnata. Kape za vojaške namene se proizvajajo drugače. Dekstrin in želatina se prekličeta, namesto tega se uporabi dodatek natrijeve karboksimetilceluloze ali polivinilalkohola. Posledično dobimo končni produkt z večjo količino svinčevega azida kot z metodo precipitacije dekstrina, 96-98 % proti 92 %. Poleg tega ima izdelek manjšo higroskopičnost, sposobnost zagona pa je močno povečana.
Če raztopine hitro odcedimo in ne dodamo vodotopnih polimerov, nastane tako imenovani koloidni svinčev azid, ki ima največjo sposobnost sprožitve eksplozije, vendar ni dovolj tehnološko napreden - pretočnost je slaba. Včasih se uporablja v električnih detonatorjih kot mešanica etilacetatne raztopine nitroceluloze s koloidnim svinčevim azidom.
