|
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Многие знают про ацетиленид серебра Ag2C2, который выпадает в осадок при пропускании ацетилена через аммиачный раствор оксида серебра [1]. Образование малорастворимых ацетиленидов серебра и меди (I) является характерной реакцией на ацетилен (а также на его гомологи, которые содержат водород при тройной связи).
Однако ацетиленид серебра может образовываться не только из аммиачного раствора серебра, но и из раствора нитрата серебра в разбавленной азотной кислоте. Если быть более точным, выпадает смешанная соль: ацетиленид-нитрат серебра.
Согласно Хмельницкому [2] уравнение реакции имеет вид:
3AgNO3 + C2H2 => Ag2C2·AgNO3 + 2HNO3
Продукт реакции имеет строение: AgC≡CAg·AgNO3 или С2О3NAg3
Техника синтеза проста: через раствор нитрата серебра, подкисленный азотной кислотой, пропускают ацетилен. Однако, свойства осадка сильно зависят от условий получения.
Например, если брать 25% раствор нитрата серебра в 10% азотной кислоте и вести реакцию при 80-90°С, то Ag2C2·AgNO3 получается в виде кристаллов преимущественно удельного веса 5.39; Qвзр=451 ккал/кг; объем газов взрыва 136.7 л/кг; температура вспышки 215-220°С.
Если взять 5% раствор нитрата серебра в воде или очень разбавленной азотной кислоте и вести реакцию при комнатной температуре, то Ag2C2·AgNO3 получается в виде хлопьев удельного веса 5.36; Qвзр =400 ккал/кг; объем газов взрыва 136.7 л/кг; температура вспышки 205-210°С.
В отличие от ацетиленида серебра, осажденного из аммиачного раствора, ацетиленид серебра, полученный из азотнокислого раствора, может быть использован как инициирующее взрывчатое вещество (ИВВ).
Инициирующая способность ацетиленида-нитрата серебра сильно зависит от способа получения.
В справочнике Хмельницкого приведена величина предельного заряда Ag2C2·AgNO3 (в гр), необходимого для инициации 0.5 гр различных ВВ:
| Инициирующее вещество |
Для тетрила |
Для ТНФ |
Для ТНТ |
| Ag2C2·AgNO3 (из 5% холодного нейтрального раствора) |
0.05 |
0.10 |
>0.15 |
| Ag2C2·AgNO3 (из 5% горячего нейтрального раствора) |
0.03-0.05 |
0.05 |
0.10 |
| Ag2C2·AgNO3 (из 13% горячего раствора в 15% азотной кислоте) |
0.02 |
0.03 |
0.05-0.075 |
| Азид свинца |
<<0.02 |
0.02-0.03 |
0.03 |
| Гремучая ртуть |
~0.1 |
~0.11 |
~0.12 |
Из таблицы видно что Ag2C2·AgNO3, полученный из 13% горячего раствора AgNO3 в 15% азотной кислоте, по инициирующей способности приближается к азиду свинца.То что нам и нужно. Стоит отметить, что данное ИВВ в промышленности не применяется только из за высокой стоимости солей серебра.
Для синтеза были взяты вещества в следующих количествах: 2 гр чистого нитрата серебра (AgNO3), 20-25 мл дистиллированной воды и 2-3 мл 70% азотной кислоты (HNO3). Пробирка с реакционной смесью помещалась в горячую воду температурой 80-90°С. Ацетилен, полученный из карбида кальция, очищался пропусканием через две пробирки с хромовой смесью и дистиллированной водой.
Через 1-2 минуты начинает образовывается ацетиленид-нитрат серебра в виде мелких кристаллов, весь процесс завершается через 7-10 минут в зависимости от скорости пропускания ацетилена. Из-за того, что за время реакции горячая вода в сосуде ощутимо остыла, температура смеси в конце реакции упала. В результате ацетиленид начал выпадать в виде хлопьев (разные фракции осадка хорошо видны на фотографии).
Согласно Багалу [3] следует провести дальнейшую обработку осадка путем выдерживания в разбавленной азотной кислоте. Однако эту процедуру можно опустить: на инициирующей способности она отражается не сильно.
Далее ацетиленид был отфильтрован и промыт небольшим количеством воды, это важно: если промывать более тщательно, ацетиленид получится более чувствительным и снизится его инициирующая способность за счет разложения смешанной соли и вымывания нитрата серебра.
Теоретически из 2 гр нитрата серебра (AgNO3) должно получится 1.6 гр ацетиленида-нитрата серебра, но при синтезе случилась неприятность. Часть трубки забилась образовавшимся ацетиленидом-нитратом серебра, в результате в колбе создалось избыточное давление и часть раствора вытолкнуло из колбы вместе с осадком ацетиленида-нитрата серебра (к счастью не много). Выход составил только ~1.2 гр ацетиленида-нитрата серебра в виде светло-серого тяжелого кристаллического порошка.
Из полученного продукта был изготовлен детонатор. Корпусом служила трубочка для коктейлей. Ацетиленид-нитрат серебра был взят в количестве 0.1 гр и несильно запрессован в корпус (от руки). В трубочке он занимал около 3 мм по высоте, что соответствует заявленной плотности для кристаллической модификации >5 гр/см3 (при этой плотности расчетная скорость детонации >4000 м/с).
Детонатор был взорван над жестяной банкой в которой пробил отверстие ~20 мм при начальном диаметре коктейльной трубочки 5мм. Для большинства ВВ такого количества ацетиленида-нитрата серебра должно хватить. Несмотря на ничтожное количество, взрыв даже 0.1 гр вещества при непосредственном контакте может привести к тяжелому увечью вплоть до потери пальца.
По результатам многочисленных испытаний ацетиленид-нитрат серебра показал себя хорошим ИВВ, способным заменить гремучую ртуть и токсичный азид свинца, не говоря уже о чувствительных пероксидах. При этом ацетиленид-нитрат серебра обладает следующими преимуществами:
- Высокая инициирующая способность ( на уровне азида свинца).
- Низкая чувствительность ко всем видам воздействий: искра, трение, удар.
- Продолжительный срок хранения без изменений: в герметичном контейнере он может храниться годами (возможно - и неограниченно долго).
- Низкая токсичность, в том числе и продуктов разложения.
- Простота изготовления.
___________________________________________
1 Получение и испытание данного соединения было описано в нашем журнале - см. статью Эксперименты с ацетиленом. Ацетиленид серебра - получение ч.8 [ссылка]; Взрыв ацетиленида серебра ч.9 [ссылка].
2 Л.И. Хмельницкий - Справочник по взрывчатым веществам Часть 2 (1962) [ссылка]
3 Л.И. Багал Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ [ссылка]
|
