Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №2 - Журнал «Домашняя лаборатория»
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Преимущества: Относительная простота изготовление и доступные исходные материалы. По сравнению с ТА имеет несколько большую скорость детонации.
Недостатки: Относительная нестойкость. Несовместимость с металлами.
Применение: Такое же, как ТА. Имеет большую, чем у ТА, инициирующую способность.
Физические свойства
Белые мелкие ромбические кристаллы, практически нерастворимые в воде, спирте, ацетоне. Не летуч. На свету не изменяется. Не гигроскопичен, вызывает чихание. Лучше всего не хранить ГМТД более 2–3 месяцев.
Химические свойства
Во влажном состоянии сильно коррозирует металлы. Концентрированная серная кислота вызывает взрыв.
Взрывчатые свойства
При поджигании на воздухе сгорает хлопком со вспышкой. Будучи легко запрессован в картонную трубку, детонирует со взрывом. Чувствителен к электризации и лучу огня! Чувствительность к удару и детонации выше, чем у ТА.
Наиболее популярные способы получения ГМТД: через уротропин, лимонную кислоту и пергидроль. Есть и другие способы, но они представляют скорее лабораторный, чем практический интерес в виду слишком малого выхода конечного продукта или сложности химических реакций.
Синтез
Реактивы
• Перекись водорода (пергидроль) 30–40 %. Есть данные о получении ГМТД из 15 % перекиси водорода. Таблетки "Гидроперит" и аптечная 3 % перекись не подходят!
• Лимонная кислота.
• Уротропин ("Сухое горючее").
Оборудование: То же, что и для производства ТА.
Непосредственно синтез
Приведенное ниже описание синтеза принадлежит одному моему весьма авторитетному коллеге. Я полностью ему доверяю, и сам неоднократно пользовался схемой данного синтеза. Есть сведения, что наиболее распространенный в лабораториях, способ получения ГМТД из лимонной кислоты по "Гершвальду". Данный метод обеспечивает наилучший выход. Все остальные способы получения ГМТД с лимонкой, обычно исходят из него.
14 г уротропина растворяют в 45 г 30 % перекиси водорода. Смесь помещают в ледяную баню (тепло выделяется при растворении уротропина), и постепенно, при помешивании, добавляют 21 г тщательно измельченной лимонной кислоты, удерживая температуру около 0 °C. После окончания смешивания смесь оставляют на 3 часа при температуре 0 °C, а затем еще на 2 часа при комнатной температуре. Выпавший кристаллический продукт отжимают, затем подвергают нейтрализации и стабилизации (см. ниже). Сушат при комнатной температуре.
А) Технология
56 г уротропина (сухое горючее) растворяют в 160 мл 38 % перекиси водорода (если перекись старая — можно УМЕНЬШИТЬ её количество до 100–120 мл, чтобы поднять концентрацию уротропина в растворе) и при охлаждении и перемешивании прибавляют 84 г лимонной (из литературы можно и азотной, и фосфорной) кислоты.
Б) Практика
Важно соблюдать температурный режим, в процессе растворения температура не должна превышать 30 °C! Контроль температуры реакционной смеси надо вести непрерывно с начала растворения уротропина и в течение, по крайней мере, 2 часов с момента полного растворения лимонки (ПРЛ). Даже при окончании растворения лимонной кислоты реакция может пойти внезапно, с сильным повышением температуры и возгоранием смеси, что может привести к пожару и бессмысленной трате реактивов. В этой связи реакционный сосуд должен быть узким и высоким, обычная 800 граммовая или литровая стеклянная банка не подходит! Я использую лабораторный 500 или 800 мл стакан и помещаю в водяную баню со льдом с температурой +3..5 °C. Раствор постоянно перемешивать! Самый критический момент при нормальной перекиси — через 20 минут после момента полного растворения лимонки. Раствор вдруг, моментально становится сначала очень мутным, затем просто белым, вязкость резко возрастает, раствор густеет просто на глазах — вот здесь важно, чтоб температура не превышала +22..25 °C, в крайнем случае 30 °C; но тогда от реакционного сосуда нельзя отходить, максимальный период между помешиваниями не более 5-10 минут. Полученная густая белая масса и есть мельчайшие кристаллы ГМТД! В любой момент в течение первых 2 часов может произойти само разогрев — случалось у меня раз 5…
Опишу эти грабли подробнее. Если не угадал с концентрацией уротропина или неверно выбран сосуд и охлаждение, то в какой-то момент, несмотря на постоянное промешивание, температуру не удается удержать ниже 25 °C, она начинает расти и при 40 °C из реакционного сосуда слышится шипение, затем смесь начинает пучиться, вылезать из реакционного сосуда и начинает валить много густого противного дыма. Из литровой банки заполнил всю квартиру, пришлось срочно одевать противогаз! А банка, конечно, лопнула. После полного выгорания реакционной смеси (примерно 3–5 минут) остаются дивной красоты крупные (1–3 см) черные кристаллы. Однако если находится в критическое время у реакционного сосуда, реакцию можно спасти — просто залить реакционную смесь водой, и горение немедленно прекращается.
Может случиться, что в течение 40–60 минут после ПРЛ, (несмотря на добавление на 20 минуте 5-10 мл перекиси — хороший способ инициирования начала реакции при повышенной концентрации уротропина) раствор не мутнеет. Тогда я вынимаю сосуд из охлаждающей водяной бани, подогреваю в теплой воде до +20..25 °C и, постоянно промешивая, добиваюсь начала реакции.
Напоминаю, как только раствор резко помутнеет, температура начинает возрастать — сосуд надо немедленно вернуть в охлаждающую водяную баню, интенсивным промешиванием согнать температуру (хорошо бы на 5..10 °C выше температуры охлаждающей жидкости! — если так, сосуд можно оставить и без присмотра часов на 12–14). Обычно осадок выпадает в течение 2 часов, но если температура +10..15 °C и не растет — можно оставить для окончания реакции на 14 часов. Обычно я прерываю реакцию через 3 часа после её начала. Далее нейтрализация и стабилизация (см. ниже).
Для более полного выхода ГМТД, лучше поместить емкость со смесью в холодильник на 6-14 часов.
Нейтрализация и стабилизация
ГМТД сливают вместе с маточным раствором на фильтр и равномерно распределяют по всей поверхности. 2–3 раза промывают только дистиллированной водой и хорошо отжимают от излишков влаги. Для получения ГМТД, стабильного в течение длительного времени (год и более), готовят специальный раствор: в 50 мл 95 % медицинского спирта растворяют таблетку ацетилсалициловой кислоты и ждут сутки. За это время вся кислота в нем растворится, а наполнитель (мел) осядет на дно. Все это проделывается естественно заранее, и после последней промывки ГМТД водой (только дистиллированной) аккуратно уменьшают давление на вакуумном насосе (оставляют самую малость), заливают сверху равномерно по всей поверхности спиртовой раствор ацетилсалициловой кислоты и дают некоторую выдержку (3–5 минут).
Затем вакуум доводят до нормы[64] и отсасывают спирт в течение 3–5 минут. Влажный ГМТД аккуратно снимают шпателем и порциями граммов по 10 заворачивают в кусочки туалетной бумаги (или фильтровальной). Получившуюся "конфетку" помещают в пластиковый стаканчик от фотопленки или стеклянный бюксик с герметичной крышкой и сушат некоторое время, а затем закрывают крышечкой и хранят в прохладном месте. Когда возникает необходимость в пользовании ГМТД, то аккуратно с помощью
