Ethylenglykol dinitrát - Ethylene glycol dinitrate

Ethylenglykol dinitrát
Kosterní vzorec ethylenglykol dinitrátu
Kuličkový model molekuly ethylenglykol dinitrátu
Jména
Název IUPAC
1,2-dinitroxyethan
Ostatní jména
Ethylenglykol dinitrát, Glykol dinitrát, Ethylen dinitrát, Ethylen nitrát, 1,2-Bis (nitrooxy) ethan, Nitroglykol (NGc), 1,2-Ethandiol dinitrát, Dinitroglykol, EGDN, Ethane-1,2-diyl dinitrát
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Informační karta ECHA100.010.058 Upravte to na Wikidata
UNII
Vlastnosti
C2H4N2Ó6
Molární hmotnost152,1 g / mol
VzhledOlejovitá, bezbarvá až světle žlutá kapalina
Zápachbez zápachu[1]
Hustota1,4918 g / cm3
Bod tání -22,0 ° C (-7,6 ° F; 251,2 K)
Bod varu 197,5 ° C (387,5 ° F; 470,6 K)
5 g / l
Tlak páry0,05 mmHg (@ 20 ° C)[1]
Výbušná data
Citlivost na nárazy0,02 kp m = 0,2 Nm
Citlivost na tření36 kp = 353 N zatížení pestíku bez reakce
Detonační rychlost7300 slečna [2]
Nebezpečí
Piktogramy GHSGHS02: Hořlavý GHS06: Toxický GHS08: Nebezpečí pro zdraví GHS01: Výbušný
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí 215 ° C; 419 ° F; 488 K. [1]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
C 0,2 ppm (1 mg / m3) [kůže][1]
REL (Doporučeno)
ST 0,1 mg / m3 [kůže][1]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
75 mg / m3[1]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Ethylenglykol dinitrát, zkráceně EGDN a NGc, také známý jako nitroglykol, je chemická sloučenina bezbarvá, olejovitá výbušná kapalina získaná nitrační ethylenglykol. Je to podobné jako nitroglycerin jak ve výrobě, tak ve vlastnostech, i když je více volatilní a méně viskózní. Na rozdíl od nitroglycerinu má chemická látka perfektní (0) kyslíková bilance, což znamená, že je to ideální exotermický rozklad, by jej zcela převedl na CO s nízkou energií2, H2O a N2, bez přebytku nezreagovaného O2, H2, C nebo jiné vysokoenergetické látky, aniž byste museli reagovat s čímkoli jiným.

Historie a výroba

Čistý EGDN byl poprvé vyroben belgickým chemikem Louisem Henrym (1834–1913) v roce 1870 přidáním malého množství ethylenglykolu do směsi dusičná a kyseliny sírové ochladí se na 0 ° C.[3] V předchozím roce August Kekulé vyrobil EGDN nitrací z ethylen, ale toto bylo ve skutečnosti kontaminováno beta-nitroetylnitrát.[4][5][6]

Mezi další vyšetřovatele, kteří připravovali NGc před zveřejněním Rinkenbachovy práce v roce 1926, patřili: Champion (1871), Neff (1899) & Wieland & Sakellarios (1920), Dautriche, Hough & Oehme.

Americký chemik William Henry Rinkenbach (1894–1965) připravil EGDN nitrací čištěného glykolu získaného frakcionací komerčního produktu pod tlakem 40 mm Hg a při teplotě 120 °. Z tohoto důvodu bylo 20 g střední frakce čištěného glykolu postupně přidáno ke směsi 70 g kyseliny dusičné a 130 g kyseliny sírové, přičemž teplota byla udržována na 23 ° C. Výsledných 49 g surového produktu bylo promyto 300 ml vody, čímž bylo získáno 39,6 g purifikovaného produktu. Takto získaný nízký výtěžek lze zlepšit udržováním nižší teploty a použitím jiné směsi nitrační kyseliny.[5]

1) Přímá nitrace glykolu se provádí přesně stejným způsobem, se stejným přístrojem a se stejnými směsnými kyselinami, jako je nitrace glycerinu. Při zkoušce se provede nitrace bezvodého glykolu (100 g) s 625 g směsi kyselin HNO
3 40% & H
2TAK
4 60% při 10 - 12 °, výtěžek byl 222 ga klesl na 218 g, když byla teplota zvýšena na 29 - 30 °. Když 500 g smíšené kyseliny HNO
3 50% & H
2TAK
4 50% bylo použito při 10-12 °, výtěžek vzrostl na 229 g. Při komerční nitraci se získají výtěžky ze 100 kg bezvodého glykolu a 625 kg směsi kyselin HNO
3 41%, H
2TAK
4 58% a voda 1% bylo 222,2 kg NGc při nitrační teplotě 10-12 ° a pouze 218,3 kg při 29-30 °. To znamená 90,6% teorie, ve srovnání s 93,6% u NG.

C2H4(ACH)2 + 2 HNO3 → C.2H4(ALE NE2)2 + 2 H2Ó

nebo reakcí ethylenoxid a oxid dusný:

C2H4O + N2Ó5 → C.2H4(ALE NE2)2

2) Přímá výroba NGc z plynného ethylenu. 3) Příprava NGc z ethylenoxidu.4) Příprava NGc metodou Messing od ethylenu přes chlorhydrin a ethylenoxid.5) Příprava NGc metodou duPont.

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Ethylenglykol dinitrát je bezbarvá těkavá kapalina, pokud je v čistém stavu, ale je nažloutlá, pokud je nečistá.

Molární hmotnost 152,07, N 18,42%, OB až CO2 0%, OB až CO + 21%; bezbarvá těkavá kapalina v čistém stavu; nažloutlá kapalina v surovém stavu; sp gr 1,488 při 20/4 ° nebo 1,480 při 25 °; n_D 1,4452 při 25 ° nebo 1,4472 při 20 °; bod tuhnutí -22,75 ° (proti + 13,1 ° pro NG); zmrazený bod uvedený v[7] je -22,3 °; bod varu 199 ° při 760 mm Hg (za rozkladu).

Brisance kompresí olověného bloku (Hessův test drtiče) je 30,0 mm, proti 18,5 mm pro NG a 16 mm pro TNT (zavádějící, je třeba uvést přesnou hustotu a hmotnost výbušniny (25 nebo 50 g). Brisance pískovým testem, stanoveno ve směsích s 40% křemelina, poskytl pro směsi NGc mírně vyšší výsledky než u směsí obsahujících NG.

Chemické vlastnosti

Když se ethylenglykol dinitrát rychle zahřeje na 215 ° C, exploduje; tomu předchází částečný rozklad podobný rozkladu nitroglycerinu. EGDN má o něco vyšší brisance než nitroglycerin.

Ethylenglykol dinitrát reaguje prudce s hydroxid draselný, čímž se získá ethylenglykol a dusičnan draselný:

C2H2(ALE NE2)2 + 2 KOH → C.2H2(ACH)2 + 2 KNO3

jiný

EGDN se používal při výrobě výbušnin ke snížení bodu tuhnutí nitroglycerinu za účelem výroby dynamit pro použití v chladnějším počasí. Vzhledem ke své volatilitě byl použit jako a detekce taggant v některých plastové výbušniny, např. Semtex, aby byla spolehlivější detekce výbušnin, až do roku 1995, kdy byla nahrazena dimethyldinitrobutan. Je podstatně stabilnější než glyceryltrinitrát kvůli nedostatku sekundárních hydroxylových skupin v prekurzoru polyol.

Stejně jako ostatní organické dusičnany je ethylenglykol dinitrát a vazodilatátor.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0273". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  2. ^ Meyer, M .; Köhler, J .; Homburg, A. (2007). Výbušniny (6. vydání). WILEY-VCH. str. 227. ISBN  978-3-527-31656-4.
  3. ^ L. Henry (1870) „Untersuchungen über die Aetherderivate der mehratomigen Alkohole und Säuren (Vierter Theil.)“ (Výzkum etherových derivátů vícesytných alkoholů a polyprotických kyselin (čtvrtá část)), Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 3 : 529–533.
  4. ^ Wieland, H .; Sakellarios, E. (1920). „Die Nitrierung des Äthylens“ [Nitrace ethylenu]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 53 (2): 201–210. doi:10.1002 / cber.19200530211.
  5. ^ A b Rinkenbach, W. H. (1926). "Vlastnosti glykol dinitrátu". Průmyslová a inženýrská chemie. 18 (11): 1195–1197. doi:10.1021 / ie50203a027.
  6. ^ A. Kekulé (1869) „Ueber eine Verbindung des Aethylens mit Salpetersäure“ (Na sloučenině ethylenu s kyselinou dusičnou), Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 2 : 329–330.
  7. ^ Curme, G. O .; Johnston, F., eds. (1952). Glykoly. Monografie Americké chemické společnosti. 114. Reinhold. str. 65–7, 130–134, 312. OCLC  558186858.

externí odkazy