Взрыв нитроглицерина при нагревании
За мгновение до взрыва
| Оглавление | Видео опыты по химии | На главную страницу |
|
Химия и Химики № 6 2011 Предварительный вариант |
|
Нитроглицерин (ч.9) Козьма Прутков |
|
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Взрыв нитроглицерина при нагревании
С поведением нитроглицерина при ударе мы более-менее разобрались. Теперь посмотрим, как ведет себя нитроглицерин при нагревании. Для этого мы взяли импровизированную ложку (сделанную из обрезанного дна газового баллончика), поместили в нее две капли нитроглицерина и начали нагревать. Сначала было видно постепенное "кипение" нитроглицерина, появились белые пары, затем - бурые пары оксида азота (IV), потом произошел резкий взрыв. Дно "ложки" не пробило, но образовалась вмятина, а ручку выгнуло. К сожалению, сам момент взрыва зафиксировать на видео не удалось (он "проскочил" между кадрами), кроме того, звук вышел значительно более слабым, чем на самом деле.
Вместо дна баллончика для опыта можно использовать жесть от консервной банки. |
|
Взрыв нитроглицерина при нагревании |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За мгновение до взрыва |
|
|
|
|
Процессы, которые происходят при нагревании нитроглицерина, описаны в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона
[ ссылка ]
Производя нагревание весьма малых количеств осторожно, можно перегнать нитроглицерин без разложения, например, помещая каплю его на умеренно нагретую металлическую пластинку. Но если пластинка будет нагрета настолько, что нитроглицерин тотчас же приходит в кипение, то капля взрывается. По опытам Шампиона весьма малые количества нитроглицерина при высоких температурах вообще содержатся следующим образом: при 185° - кипение с выделением бурых паров; при 194° - медленное улетучивание; при 200° - быстрое улетучивание; при 218° - быстрое сгорание; при 241° - взрыв (трудный); 257° - сильный взрыв; при 267° - слабый взрыв; при 287° - еще более слабый взрыв с пламенем. При красном калении капля нитроглицерина принимает сфероидальное состояние и улетучивается без взрыва. По Коппу, на накаленной докрасна металлической пластинке происходит слабая вспышка. Но другие явления получаются, когда подвергнуты действию высоких температур значительные количества нитроглицерина. Сначала совершается в течение более или менее короткого промежутка времени медленное разложение с выделением бурых паров и улетучиванием части самого продукта, но как только температура вследствие самонагревания или принятия теплоты от ванны повышается до 180° (приблизительно), и разлагающаяся жидкость закипает, то тотчас же наступает сильный взрыв всей взятой массы. Теперь проверим, как ведет себя при нагревании 1 мл нитроглицерина. Для опыта мы взяли обрезанную пивную банку (около 7 см высотой). Снизу проделали два отверстия для притока воздуха, сверху - несколько отверстий для отвода продуктов горения. Дно банки представляет собой импровизированную чашечку, в которую налили 1 мл нитроглицерина. Под банку положили полторы таблетки "сухого спирта" (уротропин). Сухой спирт подожгли с помощью "охотничьей" спички - это дало необходимое время, чтобы отойти на 10 шагов. Фотоаппарат был укреплен в штативе на расстоянии 5 шагов от банки. Результат опыта вы можете видеть на фотографиях и видеоролике: произошла вспышка с легким хлопком - и все. Вероятно, сказывался слишком быстрый нагрев в сочетании с большой площадью поверхности нитроглицерина. |
Вспышка нитроглицерина при нагревании (1 мл) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Во втором опыте мы решили обеспечить более медленный нагрев нитроглицерина. Для этого под банку с 1 мл нитроглицерина положили совсем маленький кусочек сухого горючего (чуть больше фасоли). В результате началось выделение оксидов азота (это верный признак последующего взрыва), затем произошел взрыв. Банка исчезла. Удалось найти два куска - один вблизи (его отлет вправо видно на видео), кусок имел форму спирали, второй представлял собой маленький осколок. Снег под банкой разбросало. Больше осколков банки найти не удалось. Эксперимент наглядно продемонстрировал бризантность нитроглицерина!
Как и в опыте с каплей нитроглицерина, сам момент взрыва зафиксировать на видео не удалось: на предыдущем кадре банка еще стоит, а на следующем ее уже нет - видно только подброшенный взрывом снег. Удивляться не приходится: скорость детонации нитроглицерина - около 7700 м/c (в некоторых случаях имеет место "медленная" детонация нитроглицерина со скоростью 1500-2000 м/с, но и такая "медлительность" явно не для наших "мыльниц"). |
Взрыв нитроглицерина при нагревании (1 мл) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из изложенного выше можно выделить два факта, которые являются отправными пунктами для наших следующих опытов.
1. Небольшие количества нитроглицерина могут спокойно гореть без взрыва. 2. Если на достаточно горячую поверхность капнуть нитроглицерин, то можно наблюдать сфероидальное состояние жидкости. (Напомним, что сфероидальное состояние наступает, когда капля жидкости попадает на поверхность, нагретую значительно выше температуры ее кипения. В результате нижний слой капли активно испаряется, образуется паровая подушка, и капля перестает контактировать с горячей поверхностью). |
Капля |