Солта на хидразоената киселина е Pb(N3)2, химично съединение, иначе наречено оловен азид. Това кристално вещество може да има една от най-малко две кристални форми: първата форма α с плътност 4,71 грама на кубичен сантиметър, втората форма β - 4,93. Разтваря се слабо във вода, но е добра в моноетаноламин. Моля, не спазвайте препоръките, дадени в тази статия у дома! Оловният азид не е шега, а силно чувствителен експлозив (експлозив).
Свойства
Оловен азид инициира експлозия, тъй като чувствителността му е много висока, а критичният диаметър е много малък. Използва се при взривни капачки. Не може да се работи без специални технически техники и специални умения за грижа. В противен случай се получава експлозия, чиято топлина се приближава до 1,536 мегаджаула на килограм, или 7,572 мегаджаула на кубичен дециметър.
Оловният азид има обем на газа от 308 литра на килограм или 1518 литра на квадратдециметър. Скоростта на детонация е приблизително 4800 метра в секунда. Азидите, чиито свойства изглеждат много плашещи, се синтезират по време на обменната реакция между разтворими азиди на алкални метали и разтвори на оловни соли. Резултатът е бяла кристална утайка. Това е оловен азид.
Получаване
Реакцията обикновено се извършва с добавяне на глицерин, декстрин, желатин или други подобни, които предотвратяват образуването на твърде големи кристали и намаляват риска от детонация. Не се препоръчва синтезирането на оловен азид у дома, дори за целите на правенето на празнични фойерверки. За получаването му са необходими специални условия, познаване и разбиране на опасността, както и достатъчен опит като химик.
В мрежата обаче има доста информация относно производството на този опасен експлозив. Много потребители на интернет споделят своя опит как да си набавят оловен азид у дома, включително подробно описание на процеса и неговите илюстрации стъпка по стъпка. Понякога текстовете съдържат предупреждения за опасностите от направата на тези безцветни кристали или бял прах, но едва ли ще спрат всички. Трябва обаче да запомните какво е оловен азид. Живачен фулминат е по-малко опасен от употребата му.
Промени
Кристалните модификации на оловен азид са описани общо четири, но на практика най-често се получава една от двете. Или е технически бяло-сив прах, или безцветни кристали, получени чрез сливанеразтвори на натриев азид и оловен ацетат или нитрат. На практика утаяването трябва да се извършва с водоразтворими полимери, за да се получи продукт, който е относително безопасен за работа. Ако се добавят органични разтворители, като етер, както и ако се получи дифузионно взаимодействие на разтворите, се образува нова форма, която кристализира игловидно и грубо.
Киселинната среда дава по-малко стабилни форми. При продължително съхранение, излагане на светлина и нагряване кристалите се разрушават. Неразтворим е във вода, слабо разтворим във воден разтвор на амониев ацетат, натрий и олово. Но 146 грама азид са идеално разтворени в сто грама етаноламин. Във вряща вода се разлага, като постепенно се отделя азотна киселина. С влага и въглероден диоксид той също се разлага, разпространявайки се по повърхността. Това е, когато се образуват карбонат и основен оловен азид.
Взаимодействия и податливост
Светлината го разлага на азот и олово - също на повърхността и ако приложите интензивно облъчване, можете да получите експлозия от новоизсечен и незабавно разлагащ се азид. Сухият оловен азид не реагира с метали и е химически стабилен.
Въпреки това, има опасност от появата на влажна среда, тогава почти всички метални азиди стават опасни в реакциите си. Дръжте полученото вещество далеч от мед и нейните сплави, тъй като сместа от азиди и мед има още по-непредвидими експлозивни свойства. Всички азидни реакции са токсични и самото вещество е токсично.
Чувствителност
Azides красиватоплоустойчиви, разлагат се само при температури над 245 градуса по Целзий, а светкавицата се появява при около 330 градуса. Чувствителността на удар е много висока и всяко производство на азиди е изпълнено с лоши последици, независимо дали азидът е сух или мокър, той не губи експлозивните си свойства, дори ако в него се натрупа влага до тридесет процента.
Особено чувствителен към триене, дори повече от живачен фулминат. Ако смелите азид в хаванче, той детонира почти веднага. Различните модификации на оловните азиди реагират различно на удара (но всеки реагира!). Тъй като кристалите са покрити с филм от оловни соли, той може да не реагира на лъч огън и искра. Но това се отнася само за онези проби, които са били съхранявани известно време и са изложени на влажен въглероден диоксид. Прясно произведен и химически чист азид е силно податлив на пламъчна атака.
Експлозия
Оловният азид е изключително опасен именно поради своята чувствителност към триене и механично натоварване. Това зависи особено от размера на кристалите и от метода на кристализация. Размери на кристали, по-големи от половин милиметър, са абсолютно експлозивни. Експлозия може да последва на всеки етап от процеса на синтез: експлозивно разлагане може да се очаква и на етапа на насищане на разтвора, както по време на кристализация, така и по време на сушене. Описани са много случаи на спонтанни експлозии дори при обикновено изливане на продукта.
Професионалните химици са сигурни, че азидът, получен от оловен ацетат, е много по-опасен от този, синтезиран от нитрат. Той е в състояние да детонирасилните експлозиви са много по-добри от живачни фулминат, тъй като пред-детонационната област на азида е по-тясна. Например, иницииращият заряд в капачка на детонатор, изработена от чист оловен азид, е 0,025 грама, хексогенът се нуждае от 0,02, а TNT е 0,09 грама.
Използване на азиди
Използването на този инициатор на експлозии е практикувано от човечеството не толкова отдавна. Оловен азид е получен за първи път през 1891 г. от химика Курциус, когато той добави разтвор на оловен ацетат към разтвор на амониев азид (или натрий - сега не е ясно). Оттогава оловен азид се пресова в капачки на детонаторите (прилагат се до седемстотин килограма на квадратен сантиметър). Освен това от откриването до получаването на патенти минава много малко време - още през 1907 г. е получен първият патент. Преди 1920 г. обаче оловният азид причинява твърде много проблеми на производителите, за да може да има малка практическа полза.
Чувствителността на това вещество е твърде висока, а чистият кристален завършен продукт е още по-опасен. Но десет години по-късно бяха разработени методи за работа с азиди, започнаха да се използват утаяване с органични колоиди и след това започна индустриалното масово производство на оловен азид, който се оказа по-малко опасен и въпреки това подходящ за оборудване на детонатори. Декстрин оловен азид се произвежда в САЩ от 1931 г. Особено силно притиска експлозивния живак в детонаторите по време на Втората световна война. Живачен фулминат изпадна в употреба в края на двадесети век.
Характеристикиприложения
Оловен азид се използва в ударни, електрически и пожаро-взривни капачки. Обикновено идва с добавка на THRS - оловен тринитрорезорцинат, който повишава чувствителността към пламък, както и тетразен, който увеличава чувствителността към убождане и удар. За оловен азид се предпочитат стоманени кутии, но се използват и алуминиеви, много по-рядко калайдисани и медни.
Стабилна скорост на детонация, когато се използва декстрин оловен азид, се гарантира от заряд с дължина 2,5 милиметра или повече, както и дълъг заряд на навлажнен оловен азид. Ето защо декстрин оловен азид не работи с продукти с малък размер. В Англия например има така наречения английски служебен азид, където кристалите са заобиколени от оловен карбонат, това вещество съдържа 98% Pb(N3) 2 и за разлика от декстрина, топлоустойчив и проактивно експлозивен. При много операции обаче е много по-опасно.
Индустриално производство
Оловен азид в промишлен мащаб се получава по същия начин, както у дома: разредени разтвори на натриев азид и оловен ацетат (но по-често оловен нитрат) се сливат, след което се смесват (с наличието на водоразтворими полимери, декстрин например). Този метод има предимства и недостатъци. Декстринът подпомага получаването на частици с контролиран размер (по-малко от 0,1 милиметра), които имат добра течливост и не са толкова податливи на триене. Всичко това са плюсове. Недостатъците включват факта, че полученото по този начин вещество има повишена хигроскопичност иинициативата е намалена. Има методи, при които след образуването на кристали декстрин азид към разтвора се добавя калциев стеарат в количество от 0,25% за намаляване на хигроскопичността и чувствителността.
Тук се полагат допълнителни грижи и се прилагат точни дози. Ако разтворите на оловен нитрат (ацетат) с натриев азид имат концентрация над десет процента, по време на кристализация е много възможна спонтанна експлозия. И ако смесването спре, експлозията настъпва абсолютно винаги. Преди това химиците предполагаха, че образуваните кристали с β формата са експлодирали, детонирайки от вътрешно напрежение. Сега обаче, след много и внимателни проучвания, стана ясно, че формата β може да се получи и в чист вид, а чувствителността й е подобна на формата α.
Какво причинява експлозията
През осемдесетте години на миналия век беше авторитетно потвърдено, че причините за експлозиите са електрически по природа: електрическият заряд се преразпределя в слоевете на разтвора и предизвиква такава реакция на веществото. Ето защо се добавят водоразтворими полимери и се извършва постоянно смесване. Това предотвратява локализирането на електрически заряди и следователно се предотвратява спонтанна експлозия.
За да се утаи оловен азид, вместо декстрин, най-често се използва желатин в разтвор от 0,4-0,5%, като към него се добавя малко сол Rochel. След като се образуват закръглени агломерати, в този разтвор трябва да се добави еднопроцентна суспензия от цинков стеарат, или алуминий, или (по-често) молибденов сулфид. Адсорбцията се осъществява върху повърхността на кристалите, която служи като добра твърда смазка. Този метод прави оловния азид по-малко чувствителен към триене.
Военна цел
За да може оловен азид да подобри чувствителността си към пламък, се използва повърхностна обработка на кристалите с разтвори на оловен нитрат и магнезиев стифнат за образуване на филм. Капачките за военни цели се произвеждат по различен начин. Декстринът и желатинът се отменят и вместо това се използва добавянето на натриева карбоксиметил целулоза или поливинил алкохол. В резултат на това крайният продукт се получава с по-голямо количество оловен азид, отколкото при метода на утаяване на декстрин, 96-98% срещу 92%. Освен това продуктът има по-ниска хигроскопичност и способността за започване е значително увеличена.
Ако разтворите се дренират бързо и не се добавят водоразтворими полимери, се образува т. нар. колоиден оловен азид, който има максимална способност за иницииране на експлозия, но не е достатъчно технологично усъвършенстван - течливостта е лоша. Понякога се използва в електрически детонатори като смес от етилацетатен разтвор на нитроцелулоза с колоиден оловен азид.
