Естери на азотната киселина - Студопедия
Азотната киселина образува естери с многовалентни алкохоли (етиленгликол, глицерин, целулоза и др.). В молекулите на тези естери групата NO2 е свързана не директно с въглеродния атом, както в нитро съединенията, а чрез кислород.
Нитроглицерин. Физични и химични свойства.Нитроглицеринът е гъста, безцветна, мазна течност с плътност 1600 kg / m 3, нейният вискозитет е 2,5 пъти по-голям от този на водата, но по-малък от вискозитета на глицерина. Разтваря се добре в повечето органични разтворители; метилов алкохол, ацетон, етер, амилацетат, бензен, толуен, ксилен, нитробензен и др. Нитроглицеринът е слабо разтворим във вода. Самият нитроглицерин е добър разтворител за нитро съединения и нитроцелулоза. Напълно чист, без никаква следа от киселина, нитроглицеринът при нормални условия е доста стабилно съединение. В присъствието на киселини се разлага бавно дори при стайна температура. Водните разтвори на алкали лесно разграждат нитроглицерина, с образуването на нитрати и нитрити. При бързо нагряване до 180°C нитроглицеринът експлодира. При запалване нитроглицеринът дава само локална светкавица, придружена от пръскане, не се получава стабилно изгаряне. Но при удар и триене нитроглицеринът може да експлодира, така че не е позволено да се транспортира в свободна форма.
Нитроглицеринът е способен на хипотермия, когато температурата спадне. По време на втвърдяването е възможно образуването на две форми на нитроглицерин: едната форма на нитроглицерин се втвърдява при 2,1°C, а другата при 13,2°C. При експлозия на 1 kg нитроглицерин се отделят 715 литра газообразни продукти, от които 58,15% CO2, 19,82% H20, 18,50% N2, 3,53% O2. Налягането на експлозията е 119560 MPa, процесът е придружен ототделяне на 6237 kJ/kg, при развиване на температура над 4000°C. На практика капсулата-детонатор се използва за иницииране на детонацията на нитроглицерин и нитроглицеринови експлозиви.
Получаване и използване.Нитроглицеринът се получава чрез взаимодействие на глицерин със смес от азотна и сярна киселини.
C3H5(OH)3 + 3HNO2 C3H5(ONO2)3 + 3H2O
Реакцията на естерификация се провежда при температура не по-висока от 25°C. Полученият нитроглицерин се измива в оловни резервоари с топла вода и 2% разтвор на сода. Измитият нитроглицерин се филтрира през фланела и се прехвърля в оловни резервоари за съхранение през специален тръбопровод.
Тъй като нитроглицеринът е чувствителен към различни механични влияния, той не се използва като самостоятелно експлозивно вещество в технологията. Нитроглицеринът се използва за производство на нитроглицеринов барут и динамит. В много малки дози нитроглицеринът се използва като лекарствено вещество.
Нитроцелулоза. Физични и химични свойства. Нитроцелулозата (целулозен нитрат) е естер на фибри и азотна киселина. Целулозата (целулозата) е в основата на всеки вид растение и затова е изключително разпространена в природата. Дървесината от различни дървесни видове съдържа около 50 - 60% целулоза, памучните влакна - около 92 - 93%. Ленът, конопът също са основно съставени от целулоза. Целулозата, според химичната природа, принадлежи към класа на въглеводородите и е съединение с високо молекулно тегло. Молекулното му тегло може да достигне 500 000. Молекулата на целулозата се състои от C6H10O5 глюкозни остатъци. Формулата на целулозата има формата (С6Н10О5)n (къдетоnе броят на глюкозните остатъци).
На външен вид нитроцелулозата почти не се различава от обикновената целулоза, има бял или леко жълтеникав цвят и влакнестаструктура, средната плътност е 1,6 g/cm 3 . Нитроцелулозата е неразтворима нито в студена, нито в гореща вода, така че може да се мие с вода дълго време по време на производствения процес.
Получаване и приложение Нитроцелулозата се получава чрез въздействието на смес от азотна и сярна киселини върху целулоза. В зависимост от реакционните условия за нитратни групи не всички хидроксилни групи, а само част от тях могат да бъдат заменени, така че се получава нитроцелулоза с различна степен на нитриране.
За производството на висококачествена нитроцелулоза се използва чиста целулоза, получена от растителни суровини след специална химическа обработка.
На практика се разграничават следните видове нитроцелулоза:
колоксилин, съдържащ 11,5-12% азот, напълно разтворим в смес от алкохол и етер;
пироксилин № 2, съдържащ 12,05-12,4% азот, разтворим в смес от алкохол и етер с най-малко 90%;
пироколодий на Менделеев, съдържащ 12,45% азот, разтворим в смес от алкохол с етер с най-малко 95%;
пироксилин № 1, съдържащ 13,0 - 13,5% азот, разтворим в смес от алкохол с етер с 5 - 10%.
Широко разпространено приложение в промишлеността намери пироксилин, на базата на който се получава барут. Методът за производство на бездимен барут в България е изобретен от Д. И. Менделеев.
Пироксилинът е експлозив (взрив), в сухо състояние може да експлодира от удар и триене. В малки количества гори тихо, в количества над 200 кг горенето завършва с експлозия. Когато е мокър (20-30% влажност), пироксилинът е напълно безопасно вещество с плътност около 1650 g / m 3, с температура на самозапалване 160-180 ° C. Пироксилинът е способен да се разлага при дългосрочно съхранение с отделяне на топлина. Механизъмразлагането се свежда главно до елиминиране на азотна киселина, придружено от нагряване. Разграждането се ускорява в присъствието на примеси от сулфоестери, целулозни нитрати и нитрати от целулозни хидролизни продукти. Под действието на светлината, особено ултравиолетовите лъчи, пироксилинът се разлага.
При изгарянето на пироксилин се образуват следните продукти: 24,7% N0, 41,9% CO, 18,4% CO2, 7,9% H2, 5,8% N2 и 1,3% CH4). По време на експлозията пироксилинът се разлага с отделяне на газове с различен състав. Сухият пироксилин се наелектризира от триене, но губи това свойство вече при ниско съдържание на вода.
Колоксилинът намира широко приложение в производството на лакове (нитролакове) за мебелната промишленост.
Целулоид.Физични и химични свойства.Целулоидът е твърд разтвор на нитроцелулоза и камфор в съотношение 2 : 1. Представлява прозрачна маса, твърда при нормална температура и размекваща се при нагряване. Целулоидът е неразтворим в студена и гореща вода. В тънки плочи е гъвкав и еластичен. Плътността на целулоида е 1340-1440 kg/m 3 . При студено целулоидът става крехък и крехък, но при нагряване крехкостта и крехкостта изчезват.
Нагретият целулоид се разлага без достъп на въздух. При непълно изгаряне се отделят газообразни продукти на разпадане, които могат да образуват експлозивни смеси с въздуха; Съставът на продуктите от разлагането включва такива токсични и запалими вещества като азотен оксид NO и NO2 диоксид, въглероден оксид CO, циановодородна киселина HCN. Обемът на газа, отделен по време на разлагането на целулоид, зависи от температурата. С повишаване на температурата обемът и налягането на газовете се увеличават.
Пожарогасителни агенти за целулоид са вода, въглероден тетрахлорид, въглероден диоксид, пясък. Водата може да се прилага със силни компактни струи(под налягане от 0,5 MPa или повече), в пулверизирано състояние или под формата на пара.
Получаване.Целулоидът се получава от колоксилин, към който в присъствието на разтворители се добавят пластификатори (дибутилфталат, камфор, рициново масло и др.), пигменти и багрила.
Целулоидът се използва за глазиране на измервателни уреди, изработване на таблички, квадратчета, линийки, клавиатури, музикални инструменти, играчки и различни галантерийни изделия.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: