Nitrogliserin - salah satu bahan peledak paling terkenal, dasar komposisi dinamit. Ini telah menemukan aplikasi luas di banyak bidang industri karena karakteristiknya, tetapi sejauh ini salah satu masalah utama yang terkait dengannya adalah masalah keamanan.
Sejarah
Sejarah nitrogliserin dimulai dengan ahli kimia Italia Ascanio Sobrero. Dia pertama kali mensintesis zat ini pada tahun 1846. Awalnya diberi nama pyroglycerin. Sobrero sudah menemukan ketidakstabilannya yang hebat - nitrogliserin dapat meledak bahkan dari gegar otak atau pukulan yang lemah.
Kekuatan ledakan nitrogliserin secara teoritis membuatnya menjadi reagen yang menjanjikan di industri pertambangan dan konstruksi - itu jauh lebih efektif daripada jenis bahan peledak yang ada saat itu. Namun, ketidakstabilan tersebut menimbulkan ancaman yang terlalu besar selama penyimpanan dan pengangkutannya - jadi nitrogliserin diletakkan di belakang kompor.
Segalanya sedikit berubah dengan munculnya Alfred Nobel dan keluarganya- ayah dan anak memulai produksi industri zat ini pada tahun 1862, terlepas dari semua bahaya yang terkait dengannya. Namun, sesuatu terjadi yang seharusnya terjadi cepat atau lambat - ledakan terjadi di pabrik, dan adik Nobel meninggal. Sang ayah, setelah menderita kesedihan, pensiun, tetapi Alfred berhasil melanjutkan produksi. Untuk meningkatkan keamanan, ia mencampur nitrogliserin dengan metanol - campurannya lebih stabil, tetapi sangat mudah terbakar. Itu masih belum final.
Mereka menjadi dinamit - nitrogliserin diserap oleh tanah diatom (batuan sedimen). Daya ledak zat telah menurun beberapa kali lipat. Kemudian, campurannya ditingkatkan, tanah diatom diganti dengan stabilisator yang lebih efektif, tetapi esensinya tetap sama - cairannya diserap dan berhenti meledak dari guncangan sekecil apa pun.
Sifat fisika dan kimia
Nitrogliserin adalah nitroester asam nitrat dan gliserol. Dalam kondisi normal, itu adalah cairan berminyak kental kekuningan. Nitrogliserin tidak larut dalam air. Nobel menggunakan properti ini: untuk menyiapkan nitrogliserin untuk digunakan setelah transportasi dan membebaskannya dari metanol, ia mencuci campuran dengan air - metil alkohol yang dilarutkan di dalamnya dan meninggalkannya, dan nitrogliserin tetap ada. Sifat yang sama digunakan dalam pembuatan nitrogliserin: produk sintesis dicuci dengan air untuk menghilangkan sisa-sisa reagen.
Nitrogliserin terhidrolisis (membentuk gliserol dan asam nitrat) saat dipanaskan. Tanpapemanasan terjadi hidrolisis basa.
Properti peledak
Seperti yang telah disebutkan, nitrogliserin sangat tidak stabil. Namun, di sini ada baiknya membuat pernyataan penting: ia rentan terhadap tekanan mekanis - ia meledak karena gegar otak atau benturan. Jika Anda hanya membakarnya, cairannya kemungkinan besar akan terbakar dengan tenang tanpa ledakan.
Stabilisasi nitrogliserin. Dinamit
Pengalaman pertama Nobel dalam menstabilkan nitrogliserin adalah dinamit - kieselguhr menyerap cairan sepenuhnya, dan campurannya aman (sampai, tentu saja, diaktifkan dalam bom penghancur). Alasan tanah diatom digunakan adalah karena efek kapiler. Kehadiran mikrotubulus pada breed ini menyebabkan penyerapan cairan (nitrogliserin) yang efektif dan retensi di sana untuk waktu yang lama.
Laboratorium Memperoleh
Reaksi untuk memperoleh nitrogliserin di laboratorium sekarang sama dengan yang digunakan oleh Sobrero - esterifikasi dengan adanya asam sulfat. Pertama, campuran asam nitrat dan asam sulfat diambil. Asam dibutuhkan terkonsentrasi, dengan sedikit air. Selanjutnya, gliserin secara bertahap ditambahkan ke dalam campuran dalam porsi kecil dengan pengadukan konstan. Suhu harus dijaga tetap rendah, karena dalam larutan panas, bukan esterifikasi (pembentukan ester), gliserol akan dioksidasi dengan asam nitrat.
Tetapi karena reaksi berlangsung dengan pelepasan sejumlah besar panas, campuran harus terus didinginkan (biasanyadilakukan dengan es). Sebagai aturan, itu disimpan di sekitar 0 ° C, melebihi tanda 25 ° C dapat mengancam ledakan. Suhu terus dipantau dengan termometer.
Nitrogliserin lebih berat dari air, tetapi lebih ringan dari asam mineral (nitrat dan sulfat). Oleh karena itu, dalam campuran reaksi, produk akan terletak pada lapisan terpisah di permukaan. Setelah akhir reaksi, bejana harus didinginkan, tunggu sampai jumlah maksimum nitrogliserin terakumulasi di lapisan atas, dan kemudian tiriskan ke wadah lain dengan air dingin. Kemudian datang pencucian intensif dalam volume air yang besar. Ini diperlukan untuk memurnikan nitrogliserin dari semua kotoran sebaik mungkin. Hal ini penting karena, bersama dengan sisa asam yang tidak bereaksi, daya ledak suatu zat meningkat beberapa kali.
Produksi industri
Dalam industri, proses memperoleh nitrogliserin telah lama dibawa ke otomatisasi. Sistem yang saat ini digunakan, dalam aspek utamanya, ditemukan kembali pada tahun 1935 oleh Biazzi (dan disebut instalasi Biazzi). Solusi teknis utama di dalamnya adalah pemisah. Campuran utama nitrogliserin yang tidak dicuci pertama-tama dipisahkan dalam pemisah di bawah aksi gaya sentrifugal menjadi dua fase - fase dengan nitrogliserin diambil untuk pencucian lebih lanjut, dan asam tetap berada di pemisah.
Langkah produksi lainnya sama dengan langkah standar. Yaitu, mencampur gliserol dan nitrasicampuran dalam reaktor (diproduksi dengan bantuan pompa khusus, dicampur dengan pengaduk turbin, pendinginan lebih kuat - dengan freon), beberapa tahap pencucian (dengan air dan sedikit air alkali), yang masing-masing didahului oleh tahap dengan pemisah.
Pabrik Biazzi cukup aman dan memiliki kinerja yang cukup tinggi dibandingkan dengan teknologi lain (namun, biasanya banyak produk yang hilang saat dicuci).
Kondisi rumah
Sayangnya, meskipun untungnya, membuat nitrogliserin di rumah melibatkan terlalu banyak kesulitan, yang sebagian besar tidak sebanding dengan hasilnya.
Satu-satunya cara yang mungkin untuk mensintesis di rumah adalah memperoleh nitrogliserin dari gliserol (seperti dalam metode laboratorium). Dan di sini masalah utamanya adalah asam sulfat dan nitrat. Penjualan reagen ini dibatasi untuk badan hukum tertentu dan dikontrol ketat oleh pemerintah.
Solusi yang jelas adalah dengan mensintesisnya sendiri. Jules Verne dalam novelnya "The Mysterious Island", berbicara tentang episode produksi nitrogliserin oleh karakter utama, menghilangkan momen terakhir dari proses, tetapi menjelaskan dengan sangat rinci proses memperoleh asam sulfat dan nitrat.
dll. Akankah rata-rata orang yang kecanduan memilikinya? Tidak sepertinya. Oleh karena itu, nitrogliserin buatan sendiri dalam sebagian besar kasus tetap hanya mimpi.
