Окисление глицерина азотной кислотой уравнение
Его температуры плавления и кипения равны 18 o С и 290 o С соответственно. Глицерин гигроскопичен, хорошо смешивается с водой и этанолом. Абсолютно чистый безводный глицерин затвердевает при +18 o С, но получить его в твердом виде чрезвычайно сложно. Строение молекулы глицерина представлено на рис. 1.
Рис. 1. Строение молекулы глицерина.
Глицерин широко распространен в живой природе. Он играет важную роль в процессах обмена в организмах животных, входит в состав большинства липидов – жиров и других веществ, содержащихся в животных и растительных тканях и выполняющих в живых организмах важнейшие функции.
Получение глицерина
Старейший способ производства глицерина – гидролиз жиров и масел:
В настоящее время глицерин получают синтетическим путем из пропилена, образующегося при крекинге нефти. При этом используют разные пути превращения пропилена в глицерин. Наиболее перспективный способ – окисление пропилена кислородом воздуха в присутствии катализатора и при высокой температуре (kat = Cu, t 0 = 370). Процесс идет в несколько стадий.
Химические свойства глицерина
Глицерин является представителем трехатомных спиртов, для которых, как для гидроксилсодержащих соединений характерны те же реакции, что и для одноатомных спиртов.
Глицерин реагирует с активными металлами (калием, натрием и др.), замещающими водород во всех гидроксильных группах, вступают в реакции с галогеноводородами (HCl, HBr и др.), в реакции дегидратации, образуя различные эфиры.
Глицерин имеет и специфические свойства, отличающие его от одноатомных спиртов: он вступает в реакцию, не только со щелочными металлами, но и с некоторыми основаниями, в том числе нерастворимыми, например с гидроксидом меди (II):
Результатом реакции глицерина с гидроксидом меди (II) является глицерат меди (сложное комплексное соединение ярко-синего цвета). Эта реакция – качественная реакция на многоатомные спирты.
Важнейшей в практическом отношении является реакция нитрования глицерина, в результате которой образуется тринитроглицерин C3H5(ONO2)3:
Применение глицерина
Глицерин является компонентом многих пищевых продуктов, кремов и косметических средств.
Примеры решения задач
| Задание | С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: |
Хлорэтан→ Этилен → 1,2-Дибромэтан → Этиленгликоль.
Реакция бромирования этилена, протекающая в среде неполярного инертного растворителя (наиболее часто для этой цели используют тетрахлорметан) по механизму электрофильного присоединения позволяет получить 1,2-дибромэтан:
При взаимодействии 1,2-дибромэтана с водным раствором щелочи происходит образование двухатомного спирта этиленгликоля:
| Задание | С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: |
Глицерин → 1,2,3-Трихлорпропан → Глицерин → Нитроглицерин.
При взаимодействии 1,2,3-трихлорпропана с водным раствором щелочи происходит образование трехатомного спирта глицерина:
Взаимодействие глицерина с азотной кислотой в присутствии серной кислоты приводит к образованию нитроглицерина, являющегося основой динамита:
Автор: Lastic90, 25 февраля, 2012 в ПОМОЩЬ
Рекомендуемые сообщения
Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
| Нитроглицерин | |
|---|---|
 | |
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование | 1,2,3-тринитроксипропан |
| Сокращения | НГЦ |
| Традиционные названия | нитроглицерин |
| Хим. формула | C3H5N3O9 |
| Физические свойства | |
| Состояние | тяжёлая, маслянистая бесцветная жидкость |
| Молярная масса | 227,0865 ± 0,0061 г/моль |
| Плотность | 1,595 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Т. плав. | 13 °C |
| Т. кип. | 160 °C |
| Т. разл. | 140 ± 1 °F [1] и 122 ± 1 °F [1] |
| Т. свспл. | 270 °C |
| Давление пара | 0,0003 ± 0,0001 мм рт.ст. [1] |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | 0,138 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 55-63-0 |
| PubChem | 4510 |
| Рег. номер EINECS | 200-240-8 |
| SMILES | |
| RTECS | QX2100000 |
| ChEBI | 28787 |
| Номер ООН | 0143 , 0144 , 1204 , 3064 и 3319 |
| ChemSpider | 4354 |
| Безопасность | |
| ПДК | 2 мг/м 3 |
| ЛД50 | 105 мг/кг (крысы, перорально), 115 мг/кг (мыши, перорально), 1450 мг/кг (морские свинки, перорально), 210 мг/кг (LD100 человек, перорально) |
| Токсичность | |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Исторически сложившееся русское название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является некорректным, поскольку нитроглицерин является не нитросоединением, а нитроэфиром (эфиром азотной кислоты). В терминах номенклатуры IUPAC имеет наименование 1,2,3-тринитроксипропан . Химическая формула O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2.
Широко известен благодаря своим взрывчатым и лекарственным свойствам. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканио Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina ).
Содержание
Получение [ править | править код ]
В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину кислотная смесь должна иметь малое содержание воды. Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98%-й серной кислоты) и меланжа. Смешение кислот производят при охлаждении для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией [2] :
2 H 2 S O 4 + H N O 3 → H 2 S O 4 ⋅ H 2 O + N O 2 H S O 4 SO_ +HNO_
ightarrow H_ SO_ cdot H_ O+NO_ HSO_ >>> 
Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты с целью образования катионов нитрозония NO2 + . Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.
Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:
C H 2 O H — C H ( O H ) — C H 2 O H + 3 N O 2 H S O 4 → C H 2 O N O 2 — C H O N O 2 — C H 2 O N O 2 OH >CH(OH) >CH_ OH+3NO_ HSO_
ightarrow CH_ ONO_ >CHONO_ >CH_ ONO_ >>>
Верхний слой из реакционного стакана (колбы) сразу сливают в большой объём холодной воды при перемешивании. Температура воды должна быть 6—15 °C, объём — не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе). Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта [3] . Большой объём промывных вод, напротив, позволяет максимально быстро и безопасно промыть НГЦ. Недостаточная промывка НГЦ от кислотных примесей и продуктов неполной этерификации приводит к очень низкой устойчивости продукции (пороха, ТРТ, БВВ и пр.) и делает НГЦ крайне опасным.
В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци [4] ). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.
Большую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.) [3] .
Физико-химические свойства [ править | править код ]
Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде [5] (0,13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C). При нагревании с водой до 80 °C гидролизуется. Быстро разлагается щёлочами.
Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг — 4 см (гремучая ртуть — 2 см, тротил — 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации — 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки — около 200 °C. Теплота взрыва — 6,535 МДж/кг. Температура взрыва — 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка — для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации — 7650 м/с. 8000-8200 м/c — в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100—2000 м/с. Плотность — 1,595 г/см³, в твёрдом виде — 1,735 г/см³. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более — к трению, поэтому очень опасен. Объём продуктов взрыва — 715 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке — 390 мл, в воде — 590 мл (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе — 550 см³. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ, динамитов и главным образом бездымных порохов (для пластификации нитратов целлюлозы). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.
Применение [ править | править код ]
Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.
Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.
И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.
Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.
В фармакологии [ править | править код ]
Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холецистопатиях.
Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1%-м спиртовом растворе.
Нитроглицерин в небольших дозах входит в состав геля Zanifil, используемого в презервативах Durex CSD500 для стимуляции эрекции во время полового акта [7] [8] .
Во взрывотехнике [ править | править код ]
Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 году русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 году. Альфред Нобель в 1863 году изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 году — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).
В литературе и кино [ править | править код ]
- Герой приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом [9] :
Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.
- Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.
- В романе Чака Паланика «Бойцовский клуб» (1996) и одноимённом фильме (1999) главный герой получает нитроглицерин путём омыления человеческого жира и добавления полученного глицерина в смесь азотной кислоты и серной кислоты.
Возьмите одну часть 98%-й дымящей азотной кислоты и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты. Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.
- В фильме «Вертикальный предел» (2000) есть эпизод с самопроизвольной детонацией жидкого нитроглицерина от прямого воздействия солнечных лучей (но нитроглицерин не может взорваться от теплового воздействия, а горит, подобно спирту. Заставить нитроглицерин взорваться может лишь механическое воздействие — прим. редактора).
- В сериале «Побег» сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.
- В сериале «Остаться в живых» сезон 1 серии 24-25 на корабле «Черная скала» находят динамит (нитроглицерин, стабилизированный пористым веществом)
- В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.
- В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.
- В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (Джеймс Коберн) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.
Токсичность нитроглицерина [ править | править код ]
Нитроглицерин высокотоксичен. Токсичность нитроглицерина объясняется тем, что он легко и быстро всасывается через кожу и слизистые оболочки (в особенности этому способствует слизистая ротовой полости, дыхательных путей и лёгких) в кровь. Токсичной дозой для человека считается 25—50 мг. Доза в 50—75 мг вызывает сильное отравление: происходит понижение АД, появляется сильная головная боль, головокружение, покраснение лица, сильное жжение в горле и под «ложечкой», возможна одышка, обморок, нередко наблюдается тошнота, рвота, колики, светобоязнь, недолговременные и проходящие расстройства зрения, параличи (особенно глазных мышц), шум в ушах, биение артерий, замедление пульса, синюшность, похолодание конечностей [10] . Хроническое действие нитроглицерина (хроническое отравление организма нитроглицерином наблюдалось у работников, производящих динамит), вдыхание, а также приём внутрь больших доз (100—150 мг/кг) может привести к летальному исходу [10] . LD100 для человека составляет 210 мг/кг, смерть наступает в течение 2 минут. Нитроглицерин также может вызывать сильное раздражение кожи. У работающих с динамитом развиваются упорные язвы под ногтями и на концах пальцев, высыпания на подошвах и между пальцами рук, сухость кожи и трещины. Втирание в кожу 1 капли нитроглицерина вызвало общее отравление, длившееся 10 часов [10] . ПДК для рабочей зоны составляет 2 мг/м 3 [5] .
Окисление глицерина азотной кислотой уравнение
Из них в настоящее время известны только два — одноазотный и трехазотный. Первый, получаемый при смешении глицерина с умеренно разведенной азотной кислотой (1ч. HNO 3 на 3 ч. Н 2 O) представляет жидкость, легко растворимую в воде и спирте, почти не растворимую в эфире и не взрывающуюся от удара. Трехазотный эфир получается при действии на глицерин смеси наиболее крепких кислот азотной и серной и отличается от предыдущего по своему отношению к растворителям, и в особенности по чрезвычайно сильной взрывчатости при быстром нагревании и ударе. Этот последний эфир и есть то могущественное взрывчатое вещество, которое впервые было приготовлено Собреро в лаборатории Пелуза в 1847 г. и с тех пор во взрывчатой технике называется Н. В числе первых лиц, давших толчок к применению его в практике, следует назвать профессора Зинина (1854 г.) и поручика артиллерии (впоследствии ген.-лейтенанта) В. Ф. Петрушевского, но главная заслуга в этом отношении бесспорно принадлежит шведскому инж. Альфреду Нобелю, который изобрел способ (превращением в динамиты) делать его достаточно безопасным при перевозке и обращении. В настоящее время производство Н. представляет одну из видных отраслей обрабатывающей промышленности.
1) Для приготовления нитроглицерина применяется общая реакция получения азотно-кислых эфиров алкогольных веществ, т. е. действие на глицерин (1 часть) крепкой азотной кислотой (3 части) в присутствии концентрированной серной кислоты (6 частей):
Приcутствие серной кислоты необходимо при этом, с одной стороны, для поглощения выделяющейся при реакции воды, которая, в противном случае, разжижая азотную кислоту, тем самым препятствовала бы полноте нитрации (стали бы получаться неполные азотные эфиры глицерина), с другой — для выделения образующегося Н. из раствора в азотной кислоте, так как он, будучи хорошо растворим в этой кислоте, не растворяется в смеси ее с серной. Эта реакция образования Н. сопровождается значительным самонагреванием, потому что, как самая этерификация глицерина азотной кислотой, так и соединение образующейся воды с серной кислотой отделяют тепло. Если бы вследствие самонагревания температура смеси повысилась до 50°, то действие кислот легко направилось бы в другую сторону: началось бы окисление глицерина и Н., сопровождающееся бурным выделением окислов азота (красно-бурых паров) и еще большим самонагреванием, которое могло бы окончательно привести к взрыву образовавшегося нитроглицерина. Поэтому реакцию должно вести при постоянном охлаждении смеси кислот и глицерин прибавлять к последней понемногу, размешивая каждую прилитую порцию. Образующийся непосредственно при соприкосновении с кислотами Н., обладая меньшим уд. весом (1,6) сравнительно с кислотной смесью (не менее 1,7), всплывает на поверхность, откуда и может быть собран по окончании реакции. Но самонагреванию при приготовлении Н. можно противодействовать и другим способом, именно — заставляя часть тепла выделиться ранее самого образования Н. и в особенности — замедляя реакцию этого образования предварительным изменением химического состояния реагирующих веществ. Бутми и Фоше достигли этого, приготовляя предварительно две отдельные смеси — серно-глицериновую и серно-азотную. Последняя составляется из равных частей Н 2 SО 4 н HNO 3, а первая из одной части С 3H5 (НО) 3 с тройным количеством H 2SO4, при чем образуется серно-глицериновый эфир C 3H5(HO)2HSO4 со значительным отделением тепла. Если обе смеси, после охлаждения, смешать между собой в такой пропорции, чтобы отношение количеств C 3H5 (НО) 3, Н 2 SО 4 и HNO 3 было приблизительно такое же, как в предыдущем способе, то: а) превращение серно-глицеринового эфира в Н. идет постепенно и медленно, так что оканчивается только через 12 и даже 24 часа, б) количество отделяемого тепла в течение всего этого процесса значительно понижается, так как та часть теплоты, которая происходит вследствие соединения воды с серной кислотой, уже выделилась ранее при образовании серно-глицериновой смеси, и с другой стороны, сам глицерин, превратившись в серно-глицериновый эфир, потерял тогда же часть своей энергии в виде тепла. Вследствие обеих приведенных причин приготовление Н. по этому способу и не может сопровождаться значительным разогреванием, так как пониженное количество теплоты при замедленном течении реакции успевает передаваться окружающей среде. Причина, почему система трех тел С 3H5 (НО) 3, H2SO4 и HNO 3, независимо от начального состояния, превращается так, что глицерин предпочтительно соединяется с азотной кислотой, а серная кислота — с выделяющейся водой, по толковании Бертело, заключается в том, что именно такая окончательная система тел отвечает наибольшему отделению тепла, т. е. принимаемому этим ученым принципу максимума работы, как общему правилу хода химических реакций. В действительности же вопрос сложнее, ибо и в реакции образования Н., как и в громадном большинстве других реакций, наблюдается обычное действие общего закона химических масс. В самом деле, опыты показывают, что из данного количества глицерина, при обыкновенных условиях приготовления, никогда не получается теоретического выхода трехазотного его эфира, а именно: из 100 ч. С 3H5 (НО) 3 не более 234, а обыкновенно около 210 ч. вместо 247. Это объясняется тем, что, по мере прибавления данного количества глицерина, в кислотной смеси остается все меньше и меньше HNO 3, между тем как масса H 2SO4 остается одной и той же, пока не наступает, наконец, такое отношение между количествами той и другой кислоты, при котором, в присутствии выделенной ранее воды, глицерин превращается в неполные азотные эфиры или даже совсем перестает нитроваться, образуя только серно-кислый эфир.
Заводское приготовление Н. может производиться по обоим указанным способам. Но способ Бутми и Фоше, примененный вскоре после его появления на нескольких заводах (франц. — в Вонже; бельг. — в Намюре, англ. — в Памберее), ныне совсем оставлен, как менее выгодный (выход продукта только 190 ч. из 100 ч. глицерина) и притом (судя по несчаст. случаям на этих заводах) не более безопасный сравнительно с обыкновенным способом, тем более, что при таком продолжительном соприкосновении Н. с кислотами (12 — 24 час.), какое имеет место при нитровании по этому способу, все-таки не предотвращается возможность развития реакции окисления с бурным выделением окислов азота. Что же касается обыкновенного способа, то, будучи вообще более выгодным в экономическом отношении, он, в то же время, теперь считается и более безопасным при надлежащей чистоте исходных материалов. Форма, в какой он применяется на заводах, может быть очень различна в своих подробностях. Сначала приготовляли Н. обыкновенно малыми порциями подобно тому, как это делается в лабораториях. Так, по Коппу, к 2 8 00 г кислотной смеси в глиняном или чугунном горшке, помещенном в сосуд с водой (5 — 6 литров), приливают 350 г глицерина из кружки при постоянном размешивании стеклянной или железной палочкой; получившуюся смесь переливают в разделительную воронку и выпускают отстоявшиеся кислоты, а Н. выливают в вышеозначенный сосуд с водой для промывания. Позднее стали, с одной стороны, увеличивать порции обрабатываемого за один раз глицерина, с другой — применять для размешивания при нитровании различные механические приспособления. Важным усовершенствованием в последнем отношении явилось применение (в первый раз на фабрики Мовбрея в Массачусетсе) продувания смеси сжатым воздухом, который производит не только перебалтывание, но и охлаждение вследствие своего расширения: в глиняные горшки, помещенные в общей водяной ванне кругом вытяжной трубы, наливается по 7 — 8 кг кислотной смеси обыкновенного состава, см. выше), и к этой смеси приливается по 0,8 кг глицерина с помощью сифонов из бутылей, поставленных на полке; при этом в каждый горшок по особой трубки проводится струя сжатого воздуха. С 1880 г. начали переходить к способам, в которых подвергаются обработке зараз большие количества глицерина, как это делается на заводах Нобеля, что опишем подробнее.
Исходные материалы, т. е. кислоты азотная, серная и глицерин, должны быть возможно чистые и безводные, именно: серная кислота уд. в. 1,84 с содержанием не менее 95 — 96% H 2SO4, азотная — уд. веса 1,50 с содержанием не мене 93% НNO 3 и глицерин уд. в. 1,26 с содержанием не более 3% воды. Такие примеси, как значительные количества азотноватой окиси в азотной кислоте или присутствие жирных кислот в глицерине, особенно вредны, так как они способствуют возбуждению опасных реакций окисления и препятствуют чистоте промывки приготовляемого Н. Приготовление кислотной смеси производится в больших цилиндрических чугунных сосудах с мешалками внутри или без мешалок. В последнем случае сначала вливается все отвешенное количество азотной кислоты, серная же кислота в соответственном количестве прибавляется после, причем вследствие разницы уд. весов обеих кислот местных разогреваний, однородность смешения достигается сама собой. Пропорция смешения, применяемая в настоящее время — на 1 ч. азотной кислоты ок. 1,666 ч. (большей частью) или 2 ч. (реже) серной кислоты. Из сосудов для смешивания смесь переводится в нитрационные аппараты или самотеком, или же с помощью толстостенных чугунных пневматических подъемников (montejus). Относительные количества при нитровании — на 1 ч. глицерина от 8 до 8,5 ч. кислотной смеси. Это количество смеси — значительно больше требуемого теорией, так как в 8 — 8,5 частях ее содержится около 3 ч. HNO 3, между тем как по теории для превращения 1 ч. глицерина в Н. требуется этой кислоты только 2,05 частей. При большом производстве азотная кислота обыкновенно приготовляется на том же заводе из чилийской селитры с помощью отработанной кислотной смеси. Самое нитрование глицерина производится в нитрационном аппарате (фиг. 1).
Он состоит из свинцового сосуда А, помещенного в деревянном чане В и закрывающегося съемной свинцовой крышкою I, которая при работе замазывается цементом. Через крышку проходят: концы двух свинцовых змеевиков D, находящихся внутри аппарата и назначаемых для охлаждения смеси посредством протекающей через них холодной воды; трубки С, приводящей в аппарат сжатый холодный воздух для размешивания при работе; труба F, отводящая из аппарата пары азотной кислоты; термометры Е, из которых один доходит почти до дна, а другой погружен только в верхний слой жидкости; трубка G для наливания отмеренного количества кислотной смеси; трубка Н для приливания глицерина, согнутая у дна аппарата в кольцо, с мелкими отверстиями. Кроме того, в крышке несколько стеклянных оконцев L для наблюдения за явлениями, происходящими в аппарате. Подобное же оконце J устроено и в вытяжной трубе для наблюдения бурых паров окислов азота, образующихся в случаях развития в аппарате опасных реакций окисления или так наз. разложения Н. Сосуд M служит для отмеривания количества глицерина, определяемого по указательной трубке N, а также для впрыскивания его в кислотную смесь посредством сжатого (до 2 атмосф.) воздуха, впускаемого по трубки О. Через кран К жидкость выпускается из аппарата. Холодная вода при работе проводится не только через внутренний змеевик, но и через кольцеобразное пространство между свинцовыми и деревянными наружными станками. За один раз обрабатывают 150 кг глицерина. Впустив требуемое количество кислотной смеси и охладив ее (пропусканием холодного сжатого воздуха и током воды) до 15 — 20°, начинают вбрызгивание глицерина (с температурой не ниже 20°), регулируя приток его таким образом, чтобы нагревание в аппарате не поднималось выше 25 — 30°. Если температура продолжает повышаться, приближаясь к означенному пределу даже по прекращении притока глицерина, то усиливают пропускание холодного воздуха, а если и после того поднятие не останавливается, то содержимое аппарата быстро выпускается в большой чан с водой; в противном случае легко может начаться разложение H., могущее окончиться взрывом. Вся операция обработки глицерина кислотами, считая наполнение смесью и опоражнивание, требует не более 1 — 1 1 /2 часа времени. Отделение Н. от кислот производится отстаиванием их смеси в так наз. сепараторе (фиг. 2).
Это — свинцовый четырехугольный ящик с коническим дном, вставленный в такой же деревянный ящик А. В крышке находятся: вытяжная труба D с оконцем Е; трубка К для введения смеси из нитрационного аппарата; отверстие для вставления термометра и несколько оконцев. Такое же оконце J с плотно заделанным стеклом находится и на боковой стенке для наблюдения уровней кислоты и всплывающего Н. От конического дна сосуда идет трубка G с оконцем F и кранами Н. Всплывание Н. на поверхность кислот происходит легче, если по мере выделения спускать его через кран J в рядом стоящий промывочный чан L. Присутствие посторонних примесей, напр. жиров в глицерине, серно-кислого свинца и т. п., затрудняет выделение. При нормальных условиях, с чистыми материалами, операция продолжается около 30 мин. По окончании сливания почти всей массы Н. выпускают кислотную смесь через один из нижних кранов, пока в оконце F не появятся слой мутной смеси, состоящей из примесей и различных низших нитропродуктов. В этот момент закрывают кран и выпускают остаток смеси в подходящий сосуд для переноса в чан L. Низшие нитропродукты, образующиеся из самого глицерина или посторонних примесей, обладают меньшим уд. весом сравнительно с Н., всплывают на нем в виде пены и являются особенно склонными к разложению со значительным отделением тепла при действии воздуха. Это нужно иметь в виду при производстве отделения Н., так как присутствие означенной пены может вызвать разложение и внутри сепаратора; тогда в оконце Е появляются красно-бурые пары и температура начинает сама собой подниматься. В таких случаях содержимое выпускается через третий нижний кран в большой чан с водой, как при разложениях в нитрационном аппарате.
Промывание Н., отделенного от избытка кислот, производится в два приема. Сначала подвергают его предварительной промывке в вышеупомянутом чане L. Это — цилиндрический свинцовый сосуд с наклонным дном и двумя кранами М, из которых нижний назначен для выпуска Н., а верхний для выливания воды. Перебалтывание производится помощью сжатого (до 2 атмосф.) воздуха, впускаемого по трубе N, которая внизу загнута и снабжена рядом мелких отверстий. Отстаивание, вследствие большой разницы уд. весов воды и Н., происходит быстро. Начальная температура воды должна быть ок. 15°, а во время приливания Н. не должна подниматься выше 30°. После первой промывки таким же образом производят вторую и третью; в последний раз промывают еще в 2,5% растворе соды, наливая этот раствор слоем в несколько сантиметров толщиной. Для окончательного удаления кислоты, Н. спускается в деревянные чаны, выложенные внутри свинцом и по своему устройству подобные предыдущему чану. Употребляя тройной объем воды, здесь производят от 10 до 18 промывок по 15 мин. каждую с перебалтыванием смеси с помощью сжатого воздуха (или механических мешалок); при 3-й и 5-й промывках вместо воды берется 1% раствор соды. Наиболее благоприятная температура воды 25 — 33°; на некоторых заводах первая промывка ведется при 50°. Продукт считается хорошо промытым, если он выдерживает нижеописанное испытание на стойкость при нагревании. Последняя операция при фабрикации состоит в фильтровании Н. для обезвоживания и удаления случайных твердых примесей. С этою целью его пропускают через специальные фильтры (фиг. 3).
В крышку деревянного, выложенного внутри свинцом, цилиндрического сосуда А с наклоненным дном вставлен фильтрационный свинцовый цилиндр G; на нижнем крае его К лежит бронзовое кольцо L с сеткой M и войлоком; на них насыпается слой прокаленной поваренной соли О и сверху кладется еще войлок P со свинцовым кольцом Q; на верхний войлок надавливает груз R. С помощью ручек J фильтрационный цилиндр может легко выниматься для чистки его или осмотра внутренности сосуда. Такой фильтр, смоченный безводным H., не пропускает сквозь себя механически примешанную (эмульсированную) воду, последние же следы влаги (растворенной в Н.) поглощаются поваренной солью; с целью лучшего высушивания — к последней иногда прибавляют высушенный хлористый магний. В кислотной жидкости, отделенной от продукта, с течением времени может образоваться еще небольшое количество Н.; поэтому эта жидкость, прежде чем пустить ее на переработку для извлечения HNO 3 и Н 2 SО 4, подвергается предварительному отстаиванию (около недели) в больших сепараторах, устроенных подобно вышеописанному; всплывающий Н. время от времени сливается и подвергается обычному промыванию. С другой стороны, спускаемые промывные воды также уносят c собой некоторое количество продукта механически; для отделения и улавливания мелко раздробленного в этих водах Н., их пропускают через длинный свинцовый ящик с поперечными перегородками, снабженными вырезами попеременно, то внизу, то вверху (фиг. 4).
Относительно извлекаемого при этих обеих операциях Н. нужно заметить, что он требует особенно тщательной промывки, так как в нем именно накопляются вышеупомянутые вредные низшие нитропродукты.
2) Чистый Н., приготовленный из совершенно бесцветного глицерина с помощью чистых кислот, представляет маслянистую, бесцветную, как вода, жидкость, без запаха при обыкновенной температуре, со сладковатым, несколько жгучими вкусом; но полная, бесцветность редко получается, и обыкновенные его образчики бывают желтоватого или буроватого цвета. Очень ядовит; отравление может происходить не только при принятии внутрь и вдыхании паров, но и через кожу при простом прикосновении, и проявляется обыкновенно сильными головокружениями, головными болями, рвотой и т. п.; смертные случаи возможны при принятии внутрь значительных количеств (до 10 г). При легком отравлении страдания облегчаются посредством крепкого черного кофе и уксусно-кислого морфия (в очень малых дозах), но к такому отравлению рабочие на заводах привыкают и без видимого влияния на здоровье вскоре перестают ощущать болезненные припадки. На холоде Н. застывает в белую кристаллическую массу. Температура его плавления возрастает по мере увеличения чистоты: продукт обыкновенной очистки плавится при + 9° или + 10°, а перекристаллизованный несколько раз — при + 13,3°. Уд. вес в жидком состоянии 1,599, в твердом 1,735. Вода растворяет Н. в чрезвычайно малом количестве (около 0,003%), но он растворим во многих органических растворителях, напр. в спиртах метильном, этильном и амильном, ацетоне, в обыкновенном и уксусном эфире, уксусной кислоте, хлороформе, бензоле и т. п. Из очень крепких растворов в метиловом спирте, при охлаждении, можно кристаллизовать Н. и тем самым достигать наибольшего его очищения; кристаллизация происходит особенно легко, если в охлажденный до 0° раствор бросить готовый кристаллик его. Сам Н. растворяет в себе камфару, растворимый пироксилин (коллодий) и другие подобные вещества. В виде растворов в метиловом спирте Нобель, до открытия динамитов, предлагал перевозить и хранить Н., так как в таком состоянии он не чувствителен к случайным ударам, но прибавлением воды тотчас выделяется в осадок со всеми своими свойствами. Упругость паров Н. в пустоте: при 15° — 5 мм, при 87° — 27 мм, при 100° — 30 мм. Двухчасовая промывка в воде, нагретой до 50°, при пропускании сжатого воздуха, производит потерю 0,15% через испарение. Эти потери могут быть значительны, если в нагреваемых препаратах Н. находится в мелко раздробленном состоянии, напр. динамит, нагреваемый при 40° — 50° в. течение нескольких дней, иногда теряет до 10%. Хорошо промытый и высушенный Н. есть вещество постоянное, в течение неопределенно долгого времени — при температурах до 50°, а на более короткие промежутки времени — и при температурах до 100°. Но если он недостаточно чист (содержит кислоты), то может медленно разлагаться и при обыкновенной температуре: появляются бурые пары окислов азота, жидкость окрашивается в зеленоватый цвет и получает сильно кислую реакцию, образуются щавелевая и другие органические кислоты и т. п. В состоянии такого медленного разложения Н. легко взрывается от действия сравнительно слабых импульсов, и даже сам собой — вследствие местных самонагреваний. Новым промыванием такой начавший разлагаться продукт не всегда удается возвратить к первоначальному нормальному состоянию. Поэтому полнота очистки Н. при фабрикации имеет большое значение и должна быть всякий раз испытана. С этою целью обыкновенно производят два испытания — на нейтральность и стойкость при 65°. Первое осуществляется таким образом, что около 2 куб. см продукта взбалтывают в течение некоторого времени с 10 куб. см воды и, по отделении, определяют реакцию последней в присутствии фенолфталеина. Испытание стойкости при 65° производится, помещая около 3 г продукта в стеклянную трубочку с подвешенной на пробке и смоченной до половины полоской йодокрахмальной бумаги и определяя промежуток времени от начала вставления снаряженной трубочки в ванну с температурой 65° до момента появления бурого окрашивания на границе смоченной и несмоченной части полоски; такое окрашивание, появляющееся вследствие выделения йода из йодистого калия под влиянием образующихся окислов азота, не должно получаться ранее 10 или даже 30 минут. Чем чище продукт, тем продолжительнее его сопротивление нагреванию при этом испытании [Испытание на стойкость при 65° первоначально было применено Абелем к пироксилину и с тех пор известно под именем пробы Абеля. Показания этой пробы зависят от условий, а именно: а) йодокрахмальная бумага должна быть приготовлена из чисто промытой шведской фильтровальной бумаги, напитывая последнюю смесью растворов 3 г крахмала в 250 куб. см воды и 1 г йодистого калия в 250 куб. см воды; после высушивания при обыкновенной температуре листы разрезаются на полоска 12 ×15 мм и сохраняются в герметических банках из темного стекла, б) пробирные трубочки, длиной 14 см и шириной 16 мм, должны плотно закрываться пробками, снабженными снизу крючочками для подвешивания йодокрахмальных бумажек; в) смачивание верхней половины бумажных полосок производится 10% раствором чистого глицерина; г) при испытаниях снаряженные трубочки настолько вдвигаются в ванну, чтобы йодокрахмальные бумажки приходились тотчас над крышкой ванны]. Но для полного суждения о чистоте Н. требуется еще испытать его в отношении состава. Последнее на практике сводится собственно к определению в нем влажности и азота. Определение влажности производится оставлением навески Н. надолго при обыкновенной темп. в пустоте над хлористым кальцием, а азот определяется обыкновенно помощью нитрометра (см.); в совершенно чистом и сухом продукте должно содержаться около 18,5% азота, т. е. такое количество, которое требуется самой формулой Н. Производя нагревание весьма малых количеств осторожно, можно перегнать Н. без разложения, напр. помещая каплю его на умеренно нагретую металлическую пластинку. Но если пластинка будет нагрета настолько, что Н. тотчас же приходит в кипение, то капля взрывается. По опытам Шампиона весьма малые количества Н. 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 Н. 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 Н. 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. Горящие и накаленные тела весьма трудно воспламеняют Н.: зажженная спичка в нем тухнет, накаленная платиновая проволока перестает испускать свет, и т. п. Но раз зажженный, он сгорает постепенно, пока температура остальной массы не повысится до 160°, и тогда наступает общий взрыв. Гораздо легче нитроглицерин взрывается от удара. При ударе на наковальне молотком взрывается собственно часть, подвергшаяся непосредственно удару, соседние же части разбрасываются без взрыва; величина необходимой для этого работы определена в 0,75 килограммометра. Замороженный Н. менее чувствителен к удару; в этом состоянии для взрыва ему требуется сообщить работу удара почти в 3 раза большую. Лучшим средством для взрывания Н. при его употреблении является воспламенение капсюля с гремучей ртутью (0,1 — 0,3 г для жидкого и 1 — 2 г для замороженного) в непосредственном прикосновении с зарядом. При взрыве происходит разложение согласно уравнению:
т. е. образуется: водяной пар, углекислота, азот и кислород. Этот кислород стараются утилизировать в динамитах (см.) с деятельным поглотителем. Отсутствие окиси углерода делает продукты взрыва совершенно безвредными, что особенно ценно при подземных взрывных работах. Об объеме образующихся газов, количестве отделяющегося тепла, скорости распространения взрыва в больших зарядах, силе и т. п. см. соотв. статью По отношению к различным химическим реагентам Н. содержится подобно другим азотным эфирам: щелочами обмыливается, кислотами разлагается с выделением азотной кислоты, восстановителями превращается обратно в глицерин с выделением окиси азота или аммиака. Для открытия самых малых количеств Н. прибавляют к испытуемой жидкости анилина и концентрированной серной кислоты: получается пурпурово-красное окрашивание, которое при разбавлении водой переходит в зеленое (Вербер).
Н. (мед.). При вдыхании паров, равно как после смазывания языка, Н., в малых дозах, вызывает головную боль, тошноту, головокружение, ощущение жара и учащенное сердцебиение; после внутреннего употребления более значительных доз наблюдались головная боль, дрожание, мышечная слабость, доходившая до полного паралича, отдышка, в некоторых случаях смертельного отравления — резкое расстройство дыхания, синюха и глубокое угнетение нервной системы. Несмотря на эти опасные свойства, Н., употребляющийся в гомеопатии при различных нервных заболеваниях (под названием «глоноина»), сравнительно недавно предложен как средство против невралгий, в особенности против припадков грудной жабы; далее, препарат этот испробован при бронхиальной астме, в некоторых случаях мигрени, при падучей, пляске св. Витта, и при остром и хроническом воспалении почек. Н. назначают по 0,0002 — 0,001 г несколько раз в день или в каплях, от 1 до 5 капель в 1% масляном или алкогольном растворе; средство это приготовляют также в пастилках.
Acetyl
Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.
Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
| H + | Li + | K + | Na + | NH4 + | Ba 2+ | Ca 2+ | Mg 2+ | Sr 2+ | Al 3+ | Cr 3+ | Fe 2+ | Fe 3+ | Ni 2+ | Co 2+ | Mn 2+ | Zn 2+ | Ag + | Hg 2+ | Pb 2+ | Sn 2+ | Cu 2+ | |
| OH — | Р | Р | Р | Р | Р | М | Н | М | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | — | — | Н | Н | Н | |
| F — | Р | М | Р | Р | Р | М | Н | Н | М | М | Н | Н | Н | Р | Р | Р | Р | Р | — | Н | Р | Р |
| Cl — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Р | М | Р | Р |
| Br — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | М | М | Р | Р |
| I — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | ? | Р | ? | Р | Р | Р | Р | Н | Н | Н | М | ? |
| S 2- | М | Р | Р | Р | Р | — | — | — | Н | — | — | Н | — | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н |
| HS — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | ? | ? | ? | ? | ? | Н | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
| SO3 2- | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Н | М | Н | ? | — | Н | ? | Н | Н | ? | М | М | — | Н | ? | ? |
| HSO3 — | Р | ? | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
| SO4 2- | Р | Р | Р | Р | Р | Н | М | Р | Н | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | М | — | Н | Р | Р |
| HSO4 — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | — | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | Н | ? | ? |
| NO3 — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | — | Р |
| NO2 — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | ? | ? | ? | ? | Р | М | ? | ? | М | ? | ? | ? | ? |
| PO4 3- | Р | Н | Р | Р | — | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н |
| CO3 2- | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Н | Н | Н | ? | ? | Н | ? | Н | Н | Н | Н | Н | ? | Н | ? | Н |
| CH3COO — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | — | Р | Р | — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | — | Р |
| SiO3 2- | Н | Н | Р | Р | ? | Н | Н | Н | Н | ? | ? | Н | ? | ? | ? | Н | Н | ? | ? | Н | ? | ? |
| Растворимые (>1%) | Нерастворимые ( Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время. Вы можете также связаться с преподавателем напрямую: 8(906)72 3-11-5 2
Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте. Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши. Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить». Этим вы поможете сделать сайт лучше. К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна. На сайте есть сноски двух типов: Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего. Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения. Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений. источники: http://www.vehi.net/brokgauz/all/072/72208.shtml http://acetyl.ru/o/a31f3i.php |
