Реферат: Свойства и получение нитроглицерина
Бесплатно
Скачать данную работу
Бесплатное скачивание материала
Текст работы
СодержаниеВВЕДЕНИЕ
1.Свойства жидкостей
2.Физико-химические свойства нитроглицерина
3 Технология производства
ЗАДАЧА
ЛИТЕРАТУРА
Введение
Нитроглицерин - желтая маслянистая жидкость. Чрезвычайно мощное и опасное в получении взрывчатых веществ. Работоспособность 550 мл. Взрывается от удара, толчка, перепада температуры. Получают нитрованием глицерина. От чистоты глицерина зависит выход и безопасность получения нитроглицерина. Разбавленный водой глицерин должен иметь желтоватую окраску и нейтральную реакцию на лакмус. Температура плавления глицерина 19 С, кипения 290 С. Получение: 1 гр глицерина при t=20 C медленно ( по каплям ) приливают к 8 гр кислотной смеси состоящей из 60% концентрированной H2SO4 и 40% конц HNO3. Процесс должен проходить без выделения бурых паров , при повышении температуры до 50 С взрыв неизбежен. После окончания нитрования нитроглицерин отделяют от нитрующей смеси и промывают водой и 5% раствором соды, до полного удаления примесей кислот которые увеличивают его чувствительность.
Свойства жидкостей
Одно и то же вещество в зависимости от соотношения между средней кинетической и средней потенциальной энергиями частиц может находиться в одном из трех агрегатных состояниях: твердом, жидком или газообразном.
Это соотношение энергий определяется внешними условиями - температурой и давлением. Условия перехода газа в жидкость определяются изотермами состояния вещества. Изотермой называется кривая зависимости объема газа от давления при постоянной температуре.
Рассмотрим пример (рис. 1):

Рис. 1. Изотермы газа при температурах Т1TКР не может быть превращен в жидкость ни при каком давлении. Значения PКР, VКР, TКР называются критическими параметрами газа.
Таким образом, жидкости имеют две фазы: жидкое и парообразное. Испарение - это процесс, происходящий с поверхности жидкости. Испарение объясняется вылетом с поверхностного слоя жидкости молекул, обладающих наибольшей скоростью и энергией. Так что в результате испарения жидкость охлаждается.
Следовательно, испарение - это эндотермический процесс высвобождения теплоты испарения. Естественно, если испаряется жидкость с какой-то поверхности, то охлаждается и эта поверхность.
Данное свойство жидкости используется, например, при тушении пожаров водой: резкое испарение воды охлаждает зону горения.
Кстати, наш организм при жаркой погоде выделяет пот. Какой его смысл? А смысл в том, что при испарении пота охлаждается кожа человека, и он не перегревается.
Испарение происходит при любой температуре и возрастает при ее повышении до появления кипения. При температуре кипения интенсивное испарение происходит не только с ее поверхности, но и во всем объеме жидкости с образованием пузырьков пара. При этом эффект охлаждения резко возрастает.
Если кипение происходит при постоянном давлении, то температура жидкости остается постоянной, т.к. все подводимое тепло тратиться полностью на парообразование (рис. 3).
Рис. 3. Термограмма нагрева жидкости при P = const: Ткип - температура кипения.
С повышением давления в закрытом сосуде температура кипения возрастает. Например, ТКИП воды равно 1000С при P=101,3 кПа и ТКИП=1890С при P=1013 кПа (10 атм). Такая ситуация наблюдается, в частности, в паровых котлах, где существует вода в жидком виде при температуре выше 1000С (это так называемая перегретая вода), либо в кастрюле-скороварке (при РИЗБ=0,2 атм, ТКИП=1200С).
Если прекратить нагрев и расходовать пар, то кипение продолжается до снижения температуры до 1000С и атмосферного давления. Если же резко сбросить давление (например, при лопнувшей трубе котла), то перегретая вода мгновенно превращается в пар с резким скачком его давления и взрывом. Напротив, в условиях пониженного давления атмосферы температура кипения снижается. Это повышает взрывоопасность горючих жидкостей, из-за повышения интенсивности испарения и создания взрывоопасных концентраций паров.
Каждой температуре жидкости соответствует свое максимально возможное количество пара над жидкостью. Это так называемый насыщенный пар, т.е. пар, находящийся в равновесии с жидкостью. Давление такого пара называется упругостью насыщенного пара. Упругость насыщенного пара - это максимально возможное количество пара в воздухе над жидкостью при данной температуре, т.е. максимальное парциальное давление. При более высоком содержании пар начинает конденсироваться.
С повышением температуры упругость пара возрастает. Например, для водяных паров при 00С она равна 611 Па, или 0,6 %, при 200С - 2,3%, при температуре кипения 1000С - 100% (рис. 4).

Рис. 4. Диаграмма упругости насыщенного пара
Зависимость давления насыщенного пара Рн от температуры жидкости Тж рассчитывается по уравнению Антуана:
lgPH = A - B/(C + Tж), где: А, В, С - термодинамические константы.
Это уравнение используется для оценки условий взрываемости паровоздушных смесей.
Физико-химические свойства нитроглицерина
Сложный эфир глицерина и азотной кислоты . Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению . Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде (0.13% при 20C, 0,2% при 50C, 0,35 % при 80 °C, по другим данным 1,8 % при 20 °C и 2,5 % при 50C). 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. Объем 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 (пластификатор - нитроцеллюлоза ). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.
Технология производства
Получение нитроглицерина с последующей сепарацией его от отработанной кислоты является одним из самых опасных процессов химической технологии.
Уравнение образования нитроглицерина:
CH2 - CH - CH2
׀ ׀ ׀ +3 HNO3 →
OH OH OH
→ CH2 - CH - CH2
׀ ׀ ׀
O O O O2H3 -
׀ ׀ ׀
2 NO NO2 2NO
ִכ גוהוםט ודמ ענובףועס מסמבוםםמ עשאעוכםי ךמםענמכ ךאך סנ, עאך ט אןןאנאעףנ. ֽומבץמהטלמו ףסכמגטו בוחמןאסםמסעט ןנמטחגמהסעגא - עמקםמו סמבכהוםטו עוץםמכמדטט ט ןנאגטכ נאבמע, ךמעמנא המכזםא ןנמטחגמהטעס גסמךמךגאכטפטצטנמגאםםלט נאבמקטלט ט ץמנמרמ ןמהדמעמגכוםםל טםזוםונםמ-עוץםטקוסךטל ןונסמםאכמל. ־הםאךמ גמחלמזםמסע גחנגא ג ןנמטחגמהסעגו םטענמדכטצונטםא גסו זו ןמכםמסע םו טסךכקאועס. ֺמנוםםל נורוםטול גמןנמסא בוחמןאסםמי נאבמע מבסכףזטגאשודמ ןונסמםאכא ג עמל ןנמטחגמהסעגו למזוע בע עמכךמ ןמכםי אגעמלאעטקוסךטי ךמםענמכ ט הטסעאםצטמםםמו ףןנאגכוםטו. ׂאךא מנדאםטחאצט ןנמצוססא האוע ןמכםף דאנאםעט מעסףעסעגט זונעג ןנט גמחלמזםמל גחנגו ט ףלוםראוע גונמעםמסע גחנגא, עאך ךאך ןנמטחגמהסעגוםםי ןנמצוסס בףהוע נודףכטנמגאעס לוץאםטחלאלט, ֲ םאסעמשוו גנול במכרטםסעגמ ףסעאםמגמך ןמ ןמכףקוםט םטענמדכטצונטםא ןונוגוהום םא אגעמלאעטקוסךטי ךמםענמכ ט הטסעאםצטמםםמו ףןנאגכוםטו.
ֲסו עוץםמכמדטקוסךטו סעאהטט ןנמטחגמהסעגא םטענמדכטצונטםא, בכאדמהאנ זטהךמלף אדנודאעםמלף סמסעמםט נואדוםעמג ט במכרמי סךמנמסעט טץ גחאטלמהויסעגט, כודךמ מסףשוסעגכועס ג אןןאנאעאץ םוןנונגםמדמ הויסעגט, ךמעמנו, ג סגמ מקונוה, למזםמ כודךמ אגעמלאעטחטנמגאע.
עונטפטךאצט דכטצונטםא, ןנמגמהטלא סונםמ-אחמעםמי ךטסכמעםמי סלוס, ןנמעוךאוע ס במכרמי סךמנמסע. עמלף סןמסמבסעגףוע ץמנמרא נאסעגמנטלמסע דכטצונטםא ג ךטסכמעו ט, סכוהמגאעוכםמ, ןנמעוךאםטו נואךצטט ג נאסעגמנו. ֿנמהףךע נואךצטט - םטענמדכטצונטם גסכוהסעגטו ןכמץמי נאסעגמנטלמסעט גהוכועס ג גטהו מעהוכםמדמ סכמ, סמחהאגא עאךטל מבנאחמל דועונמדוםםף סנוהף. ֽטענמדכטצונטם םו נאסעגמנוע דכטצונטם, סכוהמגאעוכםמ, םו סםטזאוע ודמ ךמםצוםענאצט ט ןמעמלף םו ןנוןעסעגףוע עונטפטךאצטט. ־הםאךמ מבנאחמגאםטו סכמ םטענמדכטצונטםא םוסךמכךמ ףץףהראוע ףסכמגט עונטפטךאצטט, עאך ךאך ג םטענמדכטצונטם טח ךטסכמעםמדמ סכמ ןונוץמהטע חםאקטעוכםא קאסע אחמעםמי ךטסכמע. עמ ןנטגמהטע ך סםטזוםט עונטפטצטנףשוי סןמסמבםמסעט סונםמ-אחמעםמי ךטסכמעםמי סלוסט ט, ךנמלו עמדמ, ףגוכטקטגאוע מןאסםמסע ןנמצוססא. ְחמעםא ךטסכמעא, נאסעגמנוםםא ג םטענמדכטצונטםו, סןמסמבסעגףוע ודמ נאחכמזוםט.
ֿונטמהטקוסךטו ןנמצוסס. ֱמכוו 60 כוע םטענמדכטצונטם ןמכףקאכט ג לאכמדאבאנטעםץ אןןאנאעאץ ןונטמהטקוסךמדמ הויסעגט, ךמםסענףךצט ךמעמנץ טסךכקאכא גמחלמזםמסע ךאךטץ-כטבמ ףהאנמג טכט ענוםט. ֿונולורטגאםטו םא סעאהטט עונטפטךאצטט ט ןנמלגךט ןנמטחגמהטכט סזאעל גמחהףץמל, ןונולושוםטו םטענמדכטצונטםא טח מהםמדמ אןןאנאעא ג הנףדמי מסףשוסעגככמס עמכךמ סאלמעוךמל.
ֽאטבמכוו סמגונרוםםי עוץםמכמדטקוסךטי ןנמצוסס ןמכףקוםט םטענמדכטצונטםא בכ נאחנאבמעאם ֽמבוכול. ֿמ עמלף סןמסמבף עונטפטךאצט ןנמגמהטכט ג צטכטםהנטקוסךמל אןןאנאעו-םטענאעמנו, סםאבזוםםמל חלווגטךמל הכ ןמהאקט גמה םא מץכאזהוםטו. ֿונולורטגאםטו םטענמלאסס מסףשוסעגככמס סזאעל גמחהףץמל.
׀אחהוכוםטו םטענמדכטצונטםא ט מענאבמעאםםמי ךטסכמע ןנמגמהטכט ג סוןאנאעמנו - צטכטםהנטקוסךמל סמסףהו, ךףהא עאךזו בכ ןמהגוהום סזאעי גמחהףץ הכ ןונולורטגאםט ג סכףקאו ןמהתולא עולןונאעףנ נאחהוכולמי לףכסטט. ׁוןאנאצט גככאס םאטבמכוו מןאסםל חגוםמל ןנמצוססא גסכוהסעגטו המגמכםמ קאסעמדמ סאלמןנמטחגמכםמדמ נאחמדנוגא םטענמלאסס, מסמבוםםמ ןנט חאהונזךו וו ג עמל אןןאנאעו. ִכ ףלוםרוםט ןנמהמכזטעוכםמסעט סוןאנאצטט סוןאנאעמנ טלוכ םובמכרף גסמעף. ׃גוכטקוםטו סךמנמסעט נאחהוכוםט לףכסטט ןףעול ןמגרוםט עולןונאעףנ טכט ףגוכטקוםט לאסס סוןאנטנףולמי לףכסטט ג ןנמטחגמהסעגו םטענמדכטצונטםא םוהמןףסעטלמ. ֲ םאקאכו ג- ִכ סמךנאשוםט ןנמהמכזטעוכםמסעט סוןאנאצטט ג םטענמלאססף סעאכט גגמהטע המבאגךט, טחלוםשטו ןמגונץםמסעםמו םאעזוםטו ךאןוכוך לףכסטט: ןאנאפטם, גאחוכטם , עאכך ט הנ. ִכ ףםטקעמזוםט ךמככמטהםץ סטכטךאעמג (ןמןאהאשטץ ג םטענמלאססף ס אחמעםמי ךטסכמעמי) סעאכט המבאגכע פעמנטסעי םאענטי, ךמעמני םו עמכךמ נאחכאדאוע הגףמךטס ךנולםט ןמ ףנאגםוםט
2NaF + SiO2 + 2H2SO4 -> SiF<A + 2Na2SO4 + 2H2O
םמ ט ןמגראוע סךמנמסע סוןאנאצטט ג נוחףכעאעו מבנאחמגאםט ןףחנךמג דאחא SiF4.
ֽוסךמכךמ במכוו סמגונרוםםל ס עמקךט חנוםט עוץםטךט בוחמןאסםמסעט בכ סןמסמב ֽאעאםא, ׂמלסמםא ט ׀טםעףכא, ןנטםעי ג ןנמטחגמהסעגו ג 1904 ד.. ־סםמגםל ןנוטלףשוסעגמל ודמ בכא ךמלןאךעםמסע ףסעאםמגךט, המסעטדםףעא בכאדמהאנ סמגלושוםט פףםךצטי םטענאעמנא ט סוןאנאעמנא ג מהםמל אןןאנאעו. ֺנמלו עמדמ, םא ענףבמןנמגמהאץ הכ ןונוהאקט םטענמדכטצונטםא גלוסעמ ךנאםמג בכט ןמסעאגכום חאזטל.
ְןןאנאע ףסעאםמגךט ֽאעאםא, ׂמלסמםא ט ׀טםעףכא ןנוהסעאגכוע סמבמי צטכטםהנטקוסךטי סמסףה סמ סךמרוםםל הםטשול ט ךמםטקוסךמי גונץםוי קאסע. ֺ הםטשף ןמהץמהטע גונעטךאכםא ענףבא הכ ןמהאקט ךטסכמע. ֺ עמי ענףבו םא נאססעמםטט 30 סל מע הםטשא ןמהגוהום ענט ןאענףבךא. ־הטם סמוהטםוע םטענאעמנ ס םאןמנםלט באךאלט הכ ךטסכמעםמי סלוסט ט מענאבמעאםםמי ךטסכמע, הנףדמי - ס ןנטולםטךמל הכ מענאבמעאםםמי ךטסכמע ט ענועטי - ס אגאנטיםל קאםמל. ׂנףבא סןףשוםא םא 30 סל הכ עמדמ, קעמב ןנט ןונולורטגאםטט םטענמדכטצונטם םט ג ךמול סכףקאו םו ןמןאהאכ ג גמסץמהשף קאסע. ֲונץם קאסע םטענאעמנא חאךאםקטגאועס סלמענמגל סעוךכמל ט ענףבמי, סמוהטםוםםמי ס באךמל ןנוהגאנטעוכםמי ןנמלגךט םטענמדכטצונטםא. ֽטענאעמנ סםאבזום חלווגטךמל, עונלמלוענמל ט ענףבךאלט הכ ןמהגמהא סזאעמדמ גמחהףץא.
עונטפטךאצט ג םטענאעמנו ןנמגמהטעס ךאך מבקםמ. ֲ םטזם קאסע ודמ קונוח ענףבף חאכטגאע םטענמסלוס, א סגונץף ןמהאע דכטצונטם. ֿמ מךמםקאםטט ןנמצוססא גמחהףרםמו ןונולורטגאםטו ןנוךנאשאע ט םאקטםאע סוןאנאצט ס ןמלמש מענאבמעאםםמי ךטסכמע, ןמהאגאולמי ןמ עמי זו ענףבו, קונוח ךמעמנף חאכטגאכט םטענמסלוס. ֽטענמדכטצונטם םאקטםאוע ןמסעוןוםםמ גהאגכטגאעס מענאבמעאםםמי ךטסכמעמי ג באך ןנוהגאנטעוכםמי ןנמלגךט. ֺמםענמכ חא ץמהמל סוןאנאצטט מסףשוסעגכועס קונוח סלמענמגמו סעוךכמ. ׂאךמי סןמסמב סוןאנאצטט כףקרו מעגוקאוע ענובמגאםטל עוץםטךט בוחמןאסםמסעט. ׁןמסמב ֽאעאםא, ׂמלסמםא ט ׀טםעףכא םא םוךמעמנץ חאגמהאץ סמץנאםטכס המ סטץ ןמנ.
ֱוחמןאסםמסע נאבמע ןונטמהטקוסךטץ ףסעאםמגמך ןמכףקוםט םטענמדכטצונטםא מבוסןוקטגאכאס נהמל סןוצטאכםץ ןנאגטכ גוהוםט עמדמ ןנמצוססא. ־סםמגםו טח םטץ: עשאעוכםי ךמםענמכ חא קטסעמעמי טסץמהםץ לאעונטאכמג, עמקםמסע סמבכהוםט המחטנמגמך ט עולןונאעףנםמדמ נוזטלא, א עאךזו ץמנמרוו ןונולורטגאםטו םטענמלאסס, טסךכקאשוו מבנאחמגאםטו חמם חאסעמ (קעמ גןמכםו גמחלמזםמ טח-חא םוסמגונרוםסעגא גמחהףרםמדמ ןונולורטגאםט).
ֽאטבמכוו מןאסםל ןנמצוססמל בכא סוןאנאצט, גסכוהסעגטו םטחךמי סעמיךמסעט ךטסכמדמ םטענמדכטצונטםא. ֲמ גסוץ סכףקאץ ןמגכוםט מןאסםמסעט נאחכמזוםט ןנמהףךעא נואךצטמםםף לאססף סןףסךאכט ג אגאנטיםי קאם, חאןמכםוםםי גמהמי. ׁכוהףוע מעלועטע, קעמ סןףסך סמהונזטלמדמ םטענאעמנא טכט סוןאנאעמנא ג אגאנטיםי קאם םו גסודהא סןאסאוע ןמכמזוםטו [50]. ָח 100 סכףקאוג 20 ךמםקאועס גחנגמל ג קאםו, טםמדהא מסעאעמך םטענמדכטצונטםא גחנגאועס ג םטענאעמנו. ִכ במכוו בוחמןאסםמדמ ט םאהוזםמדמ סןףסךא םטענמלאסס אןןאנאע (םטענאעמנ ט סוןאנאעמנ) סםאבזאעס ךנאםאלט, מעךנגאשטלטס אגעמלאעטקוסךט ס ןמלמש סזאעמדמ גמחהףץא. ֿףסך אגעמלאעא ג הויסעגטו למזוע בע ןנמטחגוהום םו עמכךמ םוןמסנוהסעגוםםמ ס נאבמקודמ לוסעא, םמ עאךזו ט טח ףבוזטשא. ֿנט גךכקוםטט אגעמלאעא הכ סןףסךא םטענמלאסס ג אגאנטיםי קאם םאקטםאוע נאבמעאע סטדםאכטחאצט, ןנוהףןנוזהאשא מב מןאסםמסעט גסוץ כטצ, םאץמהשטץס ג האםםמל ןמלושוםטט.
ַאהאקא
־ןנוהוכטע מבתול דאחמג ןנט סדמנאםטט מהםמדמ ךטכמדנאללא םטענמדכטצונטםא
ׁ3H5N3O9 +2,5O2 = 3CO2 +6NO2+5H2O
־ןנוהוכול ךמכטקוסעגמ גושוסעגא םטענמדכטצונטםא ׁ3H5N3O9
(ׁ3H5N3O9) = 1ך ד/ 227ך ד/ךלמכ = 0,0044 ךלמכ
א) ןנט סדמנאםטט 0,0044 ךלמכ ׁ3H5N3O9 מבנאחףועס ץ ךלמכ CO2
ןנט סדמנאםטט 2 ךלמכ ׁ3H5N3O9 מבנאחףועס 3 ךלמכ CO2
ױ =0,0044*3/2=0,0066ךלמכ
םטענמדכטצונטם זטהךמסע עונטפטךאצט סדמנאםטו
־ןנוהוכול מבתול CO2(CO2 = 0,066 ךלמכ *22,4ל3/ךלמכ = 0,14ל3
ב) ןנט סדמנאםטט 0,0044 ךלמכ ׁ3H5N3O9 מבנאחףועס ץ ךלמכ NO2
ןנט סדמנאםטט 2 ךלמכ ׁ3H5N3O9 מבנאחףועס 6 ךלמכ NO2
ױ =0,0044*6/2=0,0132ךלמכ
־ןנוהוכול מבתול NO2
(NO2 = 0,0132 ךלמכ *22,4ל3/ךלמכ = 0,29ל3
ג) ןנט סדמנאםטט 0,0044 ךלמכ ׁ3H5N3O9 מבנאחףועס ץ ךלמכ H2O
ןנט סדמנאםטט 2 ךלמכ ׁ3H5N3O9 מבנאחףועס 5 ךלמכ H2O
ױ =0,0044*5/2=0,011ךלמכ
־ןנוהוכול מבתול H2O
V(H2O = 0,011 ךלמכ *22,4ל3/ךלמכ = 0,25ל3
ֻטעונאעףנא
1. ְנעולוםךמ ְ. ָ., ֿנאךעטךףל ןמ מנדאםטקוסךמי ץטלטט. ׃קובםמו ןמסמבטו הכ ֲ׃ַמג, ּ.: ֲסרא רךמכא, 2001, ס.187
. ֺטל ְ.ּ., ־נדאםטקוסךא ץטלט, 2004
. ֿוענמג ְ.ְ., ֱאכם ױ.ֲ., ׂנמשוםךמ ְ.ׂ. ־נדאםטקוסךא ץטלט: ׃קובםטך הכ גףחמג. - ֿׁב: «ָגאם װ¸המנמג», 2002. - 624 ס.
. ׂנאגום ֲ.װ. ־נדאםטקוסךא ץטלט: ׃קובםטך הכ גףחמג ג 2-ץ עמלאץ. - ּ.: ְךאהולךםטדא, 2004. - ׂ.1. - 727 ס., ׂ.2. - 582 ס.
Комментарии