Nitroglycérine - l'un des explosifs les plus célèbres, la base de la composition de la dynamite. Il a trouvé une large application dans de nombreux domaines de l'industrie en raison de ses caractéristiques, mais jusqu'à présent, l'un des principaux problèmes qui lui sont associés est la question de la sécurité.
Histoire
L'histoire de la nitroglycérine commence avec le chimiste italien Ascanio Sobrero. Il a synthétisé cette substance pour la première fois en 1846. On lui a donné à l'origine le nom de pyroglycérine. Sobrero a déjà découvert sa grande instabilité - la nitroglycérine pouvait exploser même à la suite de commotions ou de coups faibles.
La puissance de l'explosion de la nitroglycérine en faisait théoriquement un réactif prometteur dans les industries minières et de la construction - il était beaucoup plus efficace que les types d'explosifs qui existaient à l'époque. Cependant, ladite instabilité représentait une trop grande menace pendant son stockage et son transport - la nitroglycérine a donc été mise en veilleuse.
Les choses ont un peu bougé avec l'apparition d'Alfred Nobel et de sa famille- père et fils ont commencé la production industrielle de cette substance en 1862, malgré tous les dangers qui y sont associés. Cependant, quelque chose s'est produit qui aurait dû se produire tôt ou tard - une explosion s'est produite à l'usine et le jeune frère de Nobel est décédé. Le père, après avoir souffert de chagrin, a pris sa retraite, mais Alfred a réussi à continuer la production. Pour améliorer la sécurité, il a mélangé de la nitroglycérine avec du méthanol - le mélange était plus stable, mais très inflammable. Ce n'était toujours pas définitif.
Ils sont devenus de la dynamite - nitroglycérine absorbée par la terre de diatomées (roche sédimentaire). L'explosivité de la substance a diminué de plusieurs ordres de grandeur. Plus tard, le mélange a été amélioré, la terre de diatomées a été remplacée par des stabilisants plus efficaces, mais l'essence est restée la même - le liquide a été absorbé et a cessé d'exploser dès la moindre secousse.
Propriétés physiques et chimiques
La nitroglycérine est un nitroester d'acide nitrique et de glycérol. Dans des conditions normales, il s'agit d'un liquide huileux jaunâtre et visqueux. La nitroglycérine est insoluble dans l'eau. Nobel a utilisé cette propriété: afin de préparer la nitroglycérine à utiliser après le transport et de la libérer du méthanol, il a lavé le mélange avec de l'eau - alcool méthylique dissous et laissé, et la nitroglycérine est restée. La même propriété est utilisée dans la préparation de la nitroglycérine: le produit de synthèse est lavé à l'eau pour éliminer les restes des réactifs.
La nitroglycérine s'hydrolyse (pour former du glycérol et de l'acide nitrique) lorsqu'elle est chauffée. Sansle chauffage passe à l'hydrolyse alcaline.
Propriétés explosives
Comme déjà mentionné, la nitroglycérine est extrêmement instable. Cependant, ici, il convient de faire une remarque importante: il est précisément sensible aux contraintes mécaniques - il explose à la suite d'une commotion cérébrale ou d'un impact. Si vous venez de le mettre en feu, le liquide brûlera très probablement tranquillement sans explosion.
Stabilisation de la nitroglycérine. Dynamite
La première expérience de Nobel dans la stabilisation de la nitroglycérine a été la dynamite - le kieselguhr a complètement absorbé le liquide et le mélange était sûr (jusqu'à ce qu'il soit activé dans une bombe de démolition). La raison pour laquelle la terre de diatomées est utilisée est à cause de l'effet capillaire. La présence de microtubules dans cette race provoque l'absorption efficace de liquide (nitroglycérine) et sa rétention pendant une longue période.
Obtention du laboratoire
La réaction d'obtention de la nitroglycérine en laboratoire est désormais la même que celle utilisée par Sobrero - estérification en présence d'acide sulfurique. Tout d'abord, un mélange d'acides nitrique et sulfurique est pris. Les acides sont nécessaires concentrés, avec une petite quantité d'eau. De plus, la glycérine est progressivement ajoutée au mélange en petites portions sous agitation constante. La température doit être maintenue basse, car dans une solution chaude, au lieu d'une estérification (formation d'ester), le glycérol sera oxydé avec de l'acide nitrique.
Mais comme la réaction se déroule avec le dégagement d'une grande quantité de chaleur, le mélange doit être constamment refroidi (généralementfait avec de la glace). En règle générale, il est maintenu autour de 0 ° C, dépasser la barre des 25 ° C peut menacer d'une explosion. La température est surveillée en permanence à l'aide d'un thermomètre.
La nitroglycérine est plus lourde que l'eau, mais plus légère que les acides minéraux (nitrique et sulfurique). Par conséquent, dans le mélange réactionnel, le produit se trouvera dans une couche séparée à la surface. Après la fin de la réaction, le récipient doit être refroidi, attendre que la quantité maximale de nitroglycérine s'accumule dans la couche supérieure, puis la vider dans un autre récipient avec de l'eau froide. Vient ensuite un lavage intensif dans de grands volumes d'eau. Ceci est nécessaire pour purifier au mieux la nitroglycérine de toutes les impuretés. Ceci est important car, avec les restes d'acides n'ayant pas réagi, l'explosivité d'une substance augmente plusieurs fois.
Production industrielle
Dans l'industrie, le processus d'obtention de la nitroglycérine a longtemps été automatisé. Le système actuellement utilisé, dans ses principaux aspects, a été inventé en 1935 par Biazzi (et s'appelle l'installation Biazzi). Les principales solutions techniques sont les séparateurs. Le mélange primaire de nitroglycérine non lavée est d'abord séparé dans le séparateur sous l'action des forces centrifuges en deux phases - celle avec la nitroglycérine est prise pour un lavage supplémentaire, et les acides restent dans le séparateur.
Le reste des étapes de production sont les mêmes que celles standard. C'est-à-dire mélanger du glycérol et de la nitrationmélanges dans le réacteur (produits à l'aide de pompes spéciales, mélangés à un agitateur à turbine, le refroidissement est plus puissant - avec du fréon), plusieurs étapes de lavage (avec de l'eau et de l'eau légèrement alcalinisée), chacune étant précédée d'une étape avec un séparateur.
L'usine de Biazzi est assez sûre et a des performances assez élevées par rapport aux autres technologies (cependant, une grande quantité de produit est généralement perdue lors du lavage).
Conditions d'accueil
Malheureusement, quoique plutôt heureusement, fabriquer de la nitroglycérine à la maison comporte trop de difficultés, qui ne valent généralement pas le résultat.
Le seul moyen possible de synthétiser à la maison est d'obtenir de la nitroglycérine à partir de glycérol (comme dans la méthode de laboratoire). Et ici, le principal problème est les acides sulfurique et nitrique. La vente de ces réactifs est limitée à certaines personnes morales et est strictement contrôlée par le gouvernement.
La solution évidente est de les synthétiser vous-même. Jules Verne dans son roman "L'île mystérieuse", parlant de l'épisode de la production de nitroglycérine par les personnages principaux, a omis le dernier moment du processus, mais a décrit en détail le processus d'obtention des acides sulfurique et nitrique.
etc.. La personne dépendante moyenne l'aura-t-elle? Peu probable. Par conséquent, la nitroglycérine maison dans la grande majorité des cas ne reste qu'un rêve.
