Il sale dell'acido idrazoico è Pb(N3)2, un composto chimico altrimenti chiamato piombo azide. Questa sostanza cristallina può avere una di almeno due forme cristalline: la prima forma α con una densità di 4,71 grammi per centimetro cubo, la seconda forma β - 4,93 Si dissolve poco in acqua, ma è buona in monoetanolammina. Si prega di non seguire le raccomandazioni fornite in questo articolo a casa! Il piombo azide non è uno scherzo, ma un esplosivo altamente sensibile (esplosivo).
Proprietà
L'azide di piombo avvia un'esplosione, perché la sua sensibilità è molto alta e il diametro critico è molto piccolo. È usato nei cappucci esplosivi. Non può essere gestito senza tecniche tecniche speciali e abilità di cura speciali. In caso contrario, si verifica un'esplosione, il cui calore si avvicina a 1.536 megajoule per chilogrammo, o 7.572 megajoule per decimetro cubo.
L'azide di piombo ha un volume di gas di 308 litri per chilogrammo o 1518 litri per quadratodecimetro. La sua velocità di detonazione è di circa 4800 metri al secondo. Le azidi, le cui proprietà sembrano molto intimidatorie, sono sintetizzate durante la reazione di scambio tra azidi di metalli alcalini solubili e soluzioni di sali di piombo. Il risultato è un precipitato cristallino bianco. Questo è piombo azide.
Ricevi
La reazione viene solitamente effettuata con l'aggiunta di glicerina, destrina, gelatina o simili, che impediscono la formazione di cristalli troppo grandi e riducono il rischio di detonazione. Non è consigliabile sintetizzare il piombo azide a casa, anche allo scopo di realizzare fuochi d'artificio festivi. Per ottenerlo sono richieste condizioni speciali, conoscenza e comprensione del pericolo, nonché sufficiente esperienza come chimico.
Tuttavia, ci sono molte informazioni in rete sulla produzione di questo pericoloso esplosivo. Molti utenti di Internet condividono la loro esperienza su come ottenere piombo azide a casa, inclusa una descrizione dettagliata del processo e le sue illustrazioni passo dopo passo. A volte i testi contengono avvertenze sui pericoli della produzione di questi cristalli incolori o polvere bianca, ma è improbabile che fermino tutti. Tuttavia, è necessario ricordare cos'è la piombo azide. Il fulminato di mercurio è meno pericoloso del suo utilizzo.
Modifiche
Modifiche cristalline dell'azide di piombo sono descritte in totale quattro, ma in pratica una delle due è più spesso ottenuta. O si tratta di una polvere tecnica bianco-grigia, o di cristalli incolori ottenuti per fusionesoluzioni di sodio azide e acetato di piombo o nitrato. In pratica, la precipitazione deve essere effettuata con polimeri idrosolubili per ottenere un prodotto relativamente sicuro da maneggiare. Se vengono aggiunti solventi organici, come l'etere, e anche se si verifica un'interazione di diffusione delle soluzioni, si forma una nuova forma, che cristallizza in modo aciculare e grossolano.
Il mezzo acido dà forme meno stabili. Durante la conservazione a lungo termine, l'esposizione alla luce e al riscaldamento, i cristalli vengono distrutti. È insolubile in acqua, leggermente solubile in una soluzione acquosa di acetato di ammonio, sodio e piombo. Ma 146 grammi di azide sono perfettamente disciolti in cento grammi di etanolamina. In acqua bollente si decompone rilasciando gradualmente acido nitrico. Con l'umidità e l'anidride carbonica, si decompone anche, diffondendosi sulla superficie. Questo è quando si formano carbonato e piombo azide basico.
Interazioni e suscettibilità
La luce lo decompone in azoto e piombo - anche in superficie, e se applichi un'intensa irradiazione, puoi ottenere un'esplosione di azide appena coniata e immediatamente in decomposizione. La piombo azide secca non reagisce ai metalli ed è chimicamente stabile.
Tuttavia, c'è il pericolo della comparsa di un ambiente umido, quindi quasi tutte le azidi metalliche diventano pericolose nelle loro reazioni. Tenere la sostanza risultante lontana dal rame e dalle sue leghe, poiché la miscela di azidi e rame ha proprietà esplosive ancora più imprevedibili. Tutte le reazioni dell'azide sono tossiche e la sostanza stessa è tossica.
Sensibilità
Azides carinaresistente al calore, si decompone solo a temperature superiori a 245 gradi Celsius e il flash si verifica a circa 330 gradi. La sensibilità all'impatto è molto alta e qualsiasi produzione di azide è irta di conseguenze negative, indipendentemente dal fatto che l'azide sia secca o bagnata, non perde le sue proprietà esplosive, anche se l'umidità si accumula fino al trenta percento al suo interno.
Particolarmente sensibile all'attrito, anche più del fulminato di mercurio. Se macini l'azide in un mortaio, esplode quasi immediatamente. Diverse modifiche dell'azide di piombo reagiscono in modo diverso all'impatto (ma tutti reagiscono!). Poiché i cristalli sono ricoperti da una pellicola di sali di piombo, potrebbero non reagire a un raggio di fuoco e a una scintilla. Ma questo vale solo per quei campioni che sono stati conservati per un po' di tempo ed esposti ad anidride carbonica umida. L'azide appena prodotta e chimicamente pura è altamente suscettibile all'attacco di fiamma.
Esplosione
Il piombo azide è estremamente pericoloso proprio per la sua sensibilità all'attrito e alle sollecitazioni meccaniche. Ciò dipende in particolare dalla dimensione dei cristalli e dal metodo di cristallizzazione. Le dimensioni dei cristalli superiori a mezzo millimetro sono assolutamente esplosive. Un'esplosione può seguire in ogni fase del processo di sintesi: si può prevedere una decomposizione esplosiva anche nella fase di saturazione della soluzione, sia durante la cristallizzazione che durante l'essiccazione. Sono stati descritti molti casi di esplosioni spontanee anche con un semplice versamento del prodotto.
I chimici professionisti sono sicuri che l'azide ottenuta dall'acetato di piombo sia molto più pericolosa di quella sintetizzata dal nitrato. È in grado di esploderegli esplosivi ad alto potenziale sono molto meglio dei fulminati di mercurio perché la regione di pre-detonazione dell'azide è più stretta. Ad esempio, la carica iniziale in un tappo di detonatore fatto di piombo azide puro è 0,025 grammi, l'esogeno necessita di 0,02 e il TNT è 0,09 grammi.
Uso di azidi
L'uso di questo iniziatore di esplosioni è stato praticato dall'umanità non molto tempo fa. Il piombo azide fu ottenuto per la prima volta nel 1891 dal chimico Curtius, quando aggiunse una soluzione di acetato di piombo a una soluzione di ammonio azide (o sodio - ora non è chiaro). Da allora, l'azide di piombo è stata pressata nei cappucci dei detonatori (vengono applicati fino a settecento chilogrammi per centimetro quadrato). Inoltre, dalla scoperta all'ottenimento dei brevetti passava pochissimo tempo: già nel 1907 si riceveva il primo brevetto. Prima del 1920, tuttavia, l'azide di piombo causava troppi problemi ai produttori per essere di scarsa utilità pratica.
La sensibilità di questa sostanza è troppo alta e il prodotto finito cristallino puro è ancora più pericoloso. Ma dieci anni dopo furono sviluppati metodi per la manipolazione delle azidi, iniziò ad essere utilizzata la precipitazione con colloidi organici e quindi iniziò la produzione industriale in serie di piombo azide, che si rivelò meno pericolosa e tuttavia adatta per equipaggiare i detonatori. La destrina piombo azide è prodotta negli Stati Uniti dal 1931. In particolare, durante la seconda guerra mondiale, ha premuto con forza il mercurio esplosivo nei detonatori. Mercurio fulminato cadde in disuso alla fine del XX secolo.
Caratteristicheapplicazioni
L'azide di piombo viene utilizzata nei cappucci anti-shock, elettrici e antincendio. Di solito viene fornito con l'aggiunta di THRS - trinitroresorcinato di piombo, che aumenta la suscettibilità alla fiamma, nonché tetrazene, che aumenta la suscettibilità alla puntura e all'impatto. Per il piombo azide si preferiscono custodie in acciaio, ma vengono utilizzate anche custodie in alluminio, molto meno spesso stagnate e rame.
Una velocità di detonazione stabile in cui viene utilizzata la destrina piombo azide è garantita da una carica di 2,5 millimetri o più di lunghezza, nonché da una lunga carica di piombo azide inumidita. Ecco perché la destrina piombo azide non funziona con prodotti di piccole dimensioni. C'è, ad esempio, in Inghilterra la cosiddetta azide di servizio inglese, dove i cristalli sono circondati da carbonato di piombo, questa sostanza contiene il 98% di Pb(N3) 2 e a differenza della destrina, resistente al calore e proattivamente esplosivo. Tuttavia, in molte operazioni è molto più pericoloso.
Produzione industriale
L'azide di piombo su scala industriale si ottiene come in casa: soluzioni diluite di sodio azide e acetato di piombo (ma più spesso nitrato di piombo) vengono fuse, quindi miscelate (con la presenza di polimeri idrosolubili, ad esempio destrina). Questo metodo presenta vantaggi e svantaggi. Dextrin aiuta a ottenere particelle di dimensioni controllate (meno di 0,1 millimetri) che hanno una buona scorrevolezza e non sono così suscettibili all'attrito. Questi sono tutti vantaggi. Gli svantaggi includono il fatto che la sostanza ottenuta in questo modo ha aumentato l'igroscopicità el'iniziativa è ridotta. Esistono metodi in cui, dopo la formazione di cristalli di destrina azide, viene aggiunto alla soluzione stearato di calcio in una quantità dello 0,25% per ridurre l'igroscopicità e la sensibilità.
Qui viene prestata molta attenzione e vengono applicate le dosi esatte. Se le soluzioni di nitrato di piombo (acetato) con sodio azide hanno una concentrazione superiore al dieci percento, è molto possibile un'esplosione spontanea durante la cristallizzazione. E se la miscelazione si interrompe, l'esplosione avviene assolutamente sempre. In precedenza, i chimici presumevano che i cristalli formati della forma β fossero esplosi, esplodendo per stress interno. Tuttavia, ora, dopo molti e attenti studi, è diventato chiaro che la forma β può essere ottenuta anche nella sua forma pura, e la sua sensibilità è simile alla forma α.
Cosa provoca l'esplosione
Negli anni Ottanta del secolo scorso è stato autorevolmente confermato che le cause delle esplosioni sono di natura elettrica: la carica elettrica si ridistribuisce negli strati della soluzione e provoca tale reazione della sostanza. Ecco perché vengono aggiunti polimeri solubili in acqua e viene eseguita una miscelazione costante. Ciò impedisce la localizzazione di cariche elettriche e quindi un'esplosione spontanea.
Affinché la piombo azide precipiti, invece della destrina, la gelatina viene spesso utilizzata in una soluzione dello 0,4-0,5%, aggiungendovi un po' di sale di Rochel. Dopo che si sono formati agglomerati arrotondati, in questa soluzione deve essere introdotta una sospensione all'1% di stearato di zinco, o alluminio o (più spesso) solfuro di molibdeno. L'adsorbimento avviene sulla superficie dei cristalli, che funge da buon lubrificante solido. Questo metodo rende il piombo azide meno sensibile all'attrito.
Scopo militare
Affinché l'azide di piombo migliori la sua suscettibilità alla fiamma, il trattamento superficiale dei cristalli con soluzioni di nitrato di piombo e stifnato di magnesio viene utilizzato per formare una pellicola. I cappelli per scopi militari sono prodotti in modo diverso. La destrina e la gelatina vengono cancellate e viene invece utilizzata l'aggiunta di carbossimetilcellulosa sodica o alcol polivinilico. Di conseguenza, il prodotto finale si ottiene con una quantità di piombo azide maggiore rispetto al metodo di precipitazione della destrina, 96-98% contro 92%. Inoltre, il prodotto ha una minore igroscopicità e la capacità di avvio è notevolmente aumentata.
Se le soluzioni vengono drenate rapidamente e non vengono aggiunti polimeri idrosolubili, si forma la cosiddetta piombo azide colloidale, che ha la massima capacità di innescare un'esplosione, ma non è tecnologicamente sufficientemente avanzata - la scorrevolezza è scarsa. A volte è usato nei detonatori elettrici come una miscela di una soluzione di acetato di etile di nitrocellulosa con piombo azide colloidale.
