Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Нитромочевина (нитрокарбамид) — белый порошок, образующийся при нитровании мочевины, взрывчатое вещество.
Содержание
Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям
Нагревание: t пл. 158 - 159°С (с разл.). При нагревании на сплаве Вуда до 360°С не вспыхивает.
Чувствительность к удару: При падении груза массой 10 кг с высоты 20 см наблюдалось 2 взрыва из 6 падений. Чувствительность к удару чуть меньше чем у тротила. Восприимчивость к детонации аналогична тротилу.
Чувствительность к трению: при растирании в неглазурованной фарфоровой ступке не наблюдается никакого эффекта (тетрил слабо потрескивает, тринитрофенол дает запах горения, ТНТ так же не дает никакого эффекта).
Восприимчивость к детонации: (в картонной гильзе) при p=0.65 детонирует от 0.25 г гремучей ртути, при p=0.90 не детонирует от 2 г гремучей ртути (КД №8).
Энергетические характеристики
По мощности взрыва превосходит тротил и нитрогуанидин. Фугасность ~310 мл. Теплота образования –55.9ккал/моль. Энтальпия образования -642.5ккал/кг. Теплота взрыва 3.86 МДж/кг. Работоспособность в баллистической мортире 105% от тротила. Скорость детонации 4700 м/с при плотн. 1.0 г/см3. Объем продуктов взрыва 853л/кг.
Обжатие медных столбиков
| Вещество
|
мм
|
| Нитромочевина
|
5.8
|
| ТНТ
|
5.9
|
| NH4NO3
|
0.2
|
*Тест на обжатие медных столбиков проводился с ВВ запресованных до плотности 1.0 в цинковых гильзах диаметром 30 мм, с толщиной стенок 0.5 мм; детонатор - 10 г пресованного ТНФ.
Испытания в Pb-блоке: Pb-блок - свинцовый блок размером 200 250 мм, столбик ВВ высотой 25 мм, диаметром 20.5 мм, p 0.9; пересчет расширения в мл на 10 г заряда в таблице ниже:
Pb-блок
| Вещество
|
мл
|
| Нитромочевина
|
320
|
| Нитрат мочевины
|
275
|
| Нитрогуанидин
|
240 (3051)
|
| Нитрат аммония
|
130 (1601)
|
| ТНТ
|
315
|
1 При подрыве капсюлем-детонатором №8 с ТЭНом.
Скорость детонации нитромочевины
| плотность
|
Скорость детонации, м/сек
|
Оболочка
|
Детонатор
|
| 0.65
|
3600
|
Картонная трубка диаметром 20 мм
|
10 г пресованной пикриновой кислоты
|
| 1.00
|
4700
|
20 мм
|
| 1.1
|
5480
|
Железная трубка диаметром 32 мм с толщиной стенок 3.5 мм
|
| ТНТ с p 1.1
|
5240
|
То же
|
То же
|
Получение
Нитромочевина образуется при растворении нитрата мочевины в концентрированной, охлажденной ниже 0 °С серной кислоте или олеуме с последующей кристаллизацией продукта из воды[2][3]. Описан также метод с использованием уксусного ангидрида в качестве водоотнимающего агента[1].
СН3N3O3 = NH2.CO.NH.NO2 образуется при растворении азотно-кислой мочевины (см.) в крепкой, сильно охлажденной (ниже 0°С) серной кислоте (Тиле и Лахман); продукты реакции выливают на лед, осадок растворяют в десятерном по весу количестве воды (при нагревании не выше 55°С) и оставляют раствор медленно кристаллизоваться при обыкновенной температуре.
Физические и химические свойства
XLogP3: 0.46080 (XLogP3 - это атомно-аддитивный метод расчета коэффициента распределения октанол/вода (logP). Он дает значение logP для данного соединения путем суммирования вкладов атомов компонентов и поправочных коэффициентов)
ВнешностьНитромочевина имеет вид твердого кристаллического порошка от бесцветного до белого. Умеренно чувствительна к нагреву и ударам. Чрезвычайно мощное взрывчатое вещество. Разлагается с выделением токсичных паров оксида азота. Может взорваться под воздействием сильного тепла или огня. Основная опасность - это взрыв мгновенного действия, а не летящие снаряды или осколки.
Плотность1,557г/см3
Температура плавления158,5 °C (разложение)
Температура кипения197,01 °C (приблизительная оценка)
Коэффициент преломления: 1.5
Характеристики воспламеняемости Термическое разложение токсичного газообразного оксида азота
Реакции воздуха и водыГидролиз происходит в воде
Реактивная группаАмиды и имиды
Предупреждения о реактивностиВзрывчатый, разрывной, взрывчатое вещество
Профиль реактивностиВзрывоопасные соли ртути или серебра довольно чувствительны к нагреву и ударам, в то время как чистый материал гораздо более нечувствителен. Нитроорганические соединения, такие как НИТРОМОЧЕВИНА, являются как слабыми, так и сильными окислителями. При смешивании с восстановителями, включая гидриды, сульфиды и нитриды, они могут начать активную реакцию, которая завершается детонацией. Нитроалканы являются более мягкими окислителями, но все же бурно реагируют с восстановителями при более высоких температуре и давлении. Нитроалканы вступают в реакцию с неорганическими основаниями с образованием взрывоопасных солей. Присутствие оксидов металлов повышает термочувствительность нитроалканов.
Нитромочевина представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, практически не растворимое в холодной воде, но растворимое в этаноле и диэтиловом эфире. При температуре выше 60 °С в присутствии воды легко разлагается с выделением N2O. Для стабилизации вводят кислые добавки (сульфокислоты, щавелевую кислоту, бисульфаты и др.). Нитромочевина разлагается аммиаком и щелочами[3].
Нитромочевина обладает сильнокислой реакцией: она вытесняет уксусную кислоту и образует соли, имеющие среднюю реакцию. Её калиевая соль выпадает в осадок при смешении спиртовых растворов нитромочевины и гидроксида калия. Серебряная соль образуется в виде микроскопических призм при прибавлении раствора нитрата серебра к концентрированному водному раствору нитромочевины[3].
Установлено, что нитромочевина разлагается по следующему механизму. Первоначально она распадается на изоциановую кислоту и нитрамид. Затем нитрамид разлагается на воду и оксид азота(I). Также происходит гидролиз изоциановой кислоты с образованием аммиака и углекислого газа[4].
Спектральные характеристики
В инфракрасном спектре нитромочевина даёт множество полос в области 3400—2700 см1, а также полосу колебания карбонильной группы при 1694 см1 и полосы поглощения при 1605 и 1305 см1 (колебание NO). В протонном ЯМР-спектре наблюдается два сигнала: пик протона, расположенного рядом с нитрогруппой, при 12 м. д. и пик протонов амидной группы при 7,12 м. д. (ацетон-d6). В спектре ЯМР на ядрах 13С присутствует лишь сигнал при 151 м. д. (ДМСО-d6), относящийся к единственному атому углерода в молекуле[5].
Применение
В 1915 году нитромочевина была предложена для применения в смесевых промышленных взрывчатых веществах. Самостоятельно не используется из-за низкой химической устойчивости, но является исходным продуктом для получения некоторых других взрывчатых веществ и продуктов химического синтеза. Наряду с нитрогуанидином дает при взрыве относительно «холодное пламя»[3].
Ссылки
http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf
http://www.studmed.ru/hmelnickiy-l-spravochnik-po-vzryvchatym-veschestvam-chast-ii_b4e9f07101b.html
Примечания
- 1 2 Oxley, 2013, p. 336.
- Ingersoll A. W., Armendt B. F. Nitrourea (англ.) // Org. Synth.. — 1925. — Vol. 5. — P. 85. — doi:10.15227/orgsyn.005.0085.
- 1 2 3 4 Нитромочевина // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Oxley, 2013, p. 342.
- Oxley, 2013, p. 336—337.
Литература- Oxley J. C., Smith J. L., Vadlamannati S., Brown A. C., Zhang G., Swanson D. S., Canino J.,. Synthesis and Characterization of Urea Nitrate and Nitrourea (англ.) // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. — 2013. — Vol. 38, no. 3. — P. 335—344. — doi:10.1002/prep.201200178.
- https://www.echemi.com/products/pid_Seven44532-n-nitrocarbamide.html
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Nitrourea
|
|