| Astrolite i bezwodna hydrazyna |
 |
 |
 |
|
Astrolite (azotan hydrazyny) to dwuskładnikowy, płynny, kruszący materiał wybuchowy. Powstał jako produkt uboczny badań nad paliwem rakietowym w latach 60. Jego podstawowym składnikiem jest hydrazyna, bardzo niebezpieczna substancją. Astrolite doczekał się wielu wersji. Dwie najbardziej znane G i A-1-5 są ze swych wysokich prędkości detonacji i siły wybuchu. Właściwości:
Otrzymywanie
Odczynniki:
Sprzęt:
Produkcja Astrolite GJest to raczej mało skomplikowana procedura. Należy dwie części azotanu amonu zmieszać z jedną częścią bezwodnej hydrazyny. Reakcja nie zachodzi gwałtownie, jednak należy ją przeprowadzić na świeżym powietrzu ze względu na wydzielający się amoniak. Proporcje 2:1 nie są idealne teoretycznie, praktycznie posiadają uzasadnienie ich stosowania. W teorii proporcje wynikają z równań reakcji NH4NO3 + N2H4 --> N2H4·HNO3 + NH3NH4NO3, MW= 80.04 g/mol Teoretyczne proporcje wynoszą zatem 2,5:1 a nie 2:1. Były by jednak zbyt pięknie gdyby taka reakcja faktycznie miała miejsce, bez żadnych produktów ubocznych. Hydrazyna z azotanem tworzy mono (N2H4·HNO3) i dwu (N2H4·2HNO3) azotan hydrazyny. Do tego dochodzi fakt że hydrazyna jest bardzo higroskopijna (pobiera wode z powietrza), podczas mieszania pojawiają się pęcherzyki oraz wydziela się amoniak. Technicznie zatem nie mamy czystej, bezwodnej hydrazyny gdyż razem z nią współistnieją wodziany hydrazyny (N2H4·H2O) oraz hydroksy hydrazyna (dwuwodzian N2H4·2H2O). Dlatego proporcje uwzględniają mały nadmiar hydrazyny. Produkcja Astrolite A-1-5Jest to najsilniejszy nienuklearny ładunek wybuchowy. Jest dwa razy potężniejszy od TNT, ale jego produkcja jest niewiele trudniejsza niż wersji G. Do pięciu części azotanu dodajemy jedną część pyłu aluminiowego. Następnie mieszamy w takich samych proporcjach z hydrazyną jak w przypadku wersji G. Uwaga
Teraz trochę o tym co faktycznie powstaje i co nazywamy azotanem hydrazyny Monoazotan hydrazyny:
N2H4·HNO3 --> 2.5 H2O + 1.5 N2 + 0.25 O2 (specyficzny produkt rozkładu)Podczas rozkładu powstaje 4.25 mole gazu/mol HN podczas eksplozji; zamieniając na kg (1000/95 = 10.52)
Można też wytwarzać wyroby 'astrolito' podobne i bazujące na samym Astrolicie Standardowe mieszanki:
ULX
Na koniec jeszcze specjalna właściwość wersji G. Można ją wylać na ziemie i detonować nawet po 4 dniach, jeżeli oczywiście nie będzie padać deszcz. Po dłuższym czasie efekty będą słabsze ze względów naturalnych i w zasadzie marnuje się tylko płyn. Właściwość ciekawa choć ... mało praktyczna dla naukowych zastosowań. Skoro już narobiłem smaku każdemu na fajny i łatwy w przygotowaniu ładunek wybuchowy więc teraz druga strona medalu dotycząca samej hydrazyny oraz jej przygotowania. Bezwodna Hydrazyna
Właściwości:
Do Astrolite potrzebna jest bezwodna hydrazyna! Nie żadna hydrazyna, stężona hydrazyna tylko bezwodna. I ilekroć użyłem określenia hydrazyna wcześniej miałem na myśli bezwodną. Ale czas zając się otrzymywaniem każdej po kolei. Reakcje będę miały nietrudny do przewidzenia kierunek. Najpierw otrzymujemy hydrazynę, z niej stężoną hydrazynę a dopiero z niej bezwodną. Otrzymywanie Hydrazyny (zwykłej)Odczynniki:
1,5l roztworu wodyi amoniaku (28%), 0,9l wody, 0,375l wody z żelatyną (10%) i 1,2l wody z podchlorynem sodu. Wszystko wymieszać w okrągłodennym naczyniu. Podgrzać tak szybko jak tylko się da, gdy wyparuje 2/3 roztworu, ochłodzić w wodzie z lodem następnie dwa razy przefiltrować. Raz zwykłym ręcznikiem, drugi koszulką przykrytą ręcznikiem papierowym. Otrzymujemy hydrazynę o stężeniu około 60%. Otrzymywanie stężonej hydrazyny:Odczynniki:
144ml hydrazyny wymieszać z 230ml ksylenu w okrągłodennym naczyniu. Przeprowadzić frakcyjną destylacje (retryfiakcje) w celu odseparowania ksylenu i wody (pierwszy się skropli) od hydrazyny (w środowisku azotowym - w powietrzu robi bum). Otrzymamy 90-95% hydrazynę. Jeżeli poprzednia nie wyszła zbyt dobra (<60%) należy użyć trochę więcej ksylenu. Otrzymywanie bezwodnej hydrazyny (N2H4)Odczynniki:
20g wodorotlenku potasu na każde 100g hydrazyny. Zostawić na noc w zwykłej szklance aby część wody mogła odparować. Przefiltrować a następnie dodać równo do wagi sody kaustycznej. Umieści roztwór w okrągłodennym naczyniu (500ml) i wstrząsać przed dwie godziny. Przeprowadzić destylacje w środowisku azotowym. Te trzy etapy to najdłuższa ale najpewniejsza metoda, podam jeszcze 3 inne prowadzące od razu do otrzymania bezwodnej hydrazyny. Metoda z krystalizacjąOdczynniki:
W chłodzonej lodem kolbie zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, umieszcza się 100 g BaO i porcjami po 5 g dodaje 100 g N2H4·H2O. Mieszaninę gotuje się w strumieniu N2 i pozostawia na noc. Otrzymaną ciecz zlewa się i destyluje w próżni pod ciśn. 50-80 mm Hg w aparaturze zaopatrzonej w szlify (gdyż N2H4 niszczy korek, kauczuk i inne substancje org.). Otrzymuje się 93% N2H4, na którą ponownie działa się BaO, gotuje i destyluje. Destylat z drugiej destylacji oziębia się do temp. O °C i zlewa ciecz znad kryształów. Kryształy stanowią 99,7-proc. N2H4. Metoda z chłodnicą zwrotną i normalnąOdczynniki:
100 g N2H4·H2O i 100 g NaOH ogrzewa się do temp. 112-113 °C w kolbie, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, w atmosferze N2 dopóty, dopóki NaOH nie rozpuści się. Następnie zamiast chłodnicy zwrotnej stosuje się chłodnicę zwykłą i destyluje N2H4 (w atmosferze N2), podwyższając temp. do 150 °C. Uzyskuje się 55 g N2H4. Metoda z solą hydrazynyOdczynniki:
Sól (N2H4·2HC1) najpierw suszymy w strumieniu suchego powietrza w temp. 120-150 °C, a następnie w temp. 190 °C ogrzewa się przez 2-3 godz w próżni wytwarzanej przez pompkę wodną. Uzyskuje się N2H4xHC1, który ogrzewa się do temp. 160 °C i przepuszcza strumień suchego NH3. Tworzy się NH4Cl i N2H4, która zbiera się w naczyńku kondensacyjnym. W ciągu 20-30 godz uzyskuje się ok. 125 ml N2H4 (z 500 g N2H4·2HC1), którą następnie ogrzewa się w kolbie z chłodnicą zwrotną w strumieniu H2 do temp. 100 °C. W ten sposób usuwa się nadmiar NH3. Uzyskuje się 100%. N2H4 Artykuł napisał
Jotun
|