Нитроглицерин изобрел кто – От чего Нитроглицерин? Инструкция по применению, показания, цена, механизм действия

Содержание

Нитроглицерин — Википедия

Нитроглицерин
Nitroglycerin.svg
({{{картинка}}})
({{{картинка3D}}})
Систематическое
наименование
1,2,3-​тринитроксипропан
Сокращения НГЦ
Традиционные названия нитроглицерин
Хим. формула C3H5N3O9
Состояние тяжёлая, маслянистая бесцветная жидкость
Молярная масса 227,0865 ± 0,0061 г/моль
Плотность 1,595 г/см³
Температура
 • плавления 13 °C
 • кипения 160 °C
 • разложения 140 ± 1 °F[1] и 122 ± 1 °F[1]
 • самовоспламенения 270 °C
Давление пара 0,0003 ± 0,0001 мм рт.ст.[1]
Растворимость
 • в воде 0,138 г/100 мл
Рег. номер CAS 55-63-0
PubChem 4510
Рег. номер EINECS 200-240-8
SMILES
InChI
RTECS QX2100000
ChEBI 28787
Номер ООН 0143, 0144, 1204, 3064 и 3319
ChemSpider 4354
Предельная концентрация 2 мг/м3
ЛД50 105 мг/кг (крысы, перорально),
115 мг/кг (мыши, перорально),
1450 мг/кг (морские свинки, перорально),
210 мг/кг (LD100 человек, перорально)
Токсичность высокотоксичен, взрывоопасен, особенно опасны его пары, при втирании в кожу вызывает сильное и продолжительное отравление.
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T: Токсично» системы ECBПиктограмма «Xi: Раздражитель» системы ECBПиктограмма «E: Взрывчатое» системы ECBПиктограмма «N: Опасно для окружающей среды» системы ECB
NFPA 704

NFPA 704 four-colored diamond

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Нитроглицерин (1,2,3-тринитроксипропан; также глицеринтринитрат, тринитроглицерин, тринитрин, НГЦ) — органическое соединение, сложный эфир глицерина и азотной кислоты.

Исторически сложившееся русское название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является некорректным, поскольку нитроглицерин является не нитросоединением, а нитроэфиром (эфиром азотной кислоты). В терминах номенклатуры IUPAC имеет наименование 1,2,3-тринитроксипропан. Химическая формула O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2.

Широко известен благодаря своим взрывчатым и лекарственным свойствам. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканио Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina).

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот.
Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину кислотная смесь должна иметь малое содержание воды.
Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98%-й серной кислоты) и меланжа. Смешение кислот производят при охлаждении для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией[2]:

2h3SO4+HNO3→h3SO4⋅h3O+NO2HSO4{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}SO_{4}+HNO_{3}\rightarrow H_{2}SO_{4}\cdot H_{2}O+NO_{2}HSO_{4}}}}

Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты с целью образования катионов нитрозония NO2+. Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:

Ch3OH-CH(OH)-Ch3OH+3NO2HSO4→Ch3ONO2-CHONO2-Ch3ONO2{\displaystyle {\mathsf {CH_{2}OH{\text{-}}CH(OH){\text{-}}CH_{2}OH+3NO_{2}HSO_{4}\rightarrow CH_{2}ONO_{2}{\text{-}}CHONO_{2}{\text{-}}CH_{2}ONO_{2}}}}

Верхний слой из реакционного стакана (колбы) сразу сливают в большой объём холодной воды при перемешивании.
Температура воды должна быть 6—15 °C, объём — не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе).
Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта[3].
Большой объём промывных вод, напротив, позволяет максимально быстро и безопасно промыть НГЦ.
Недостаточная промывка НГЦ от кислотных примесей и продуктов неполной этерификации приводит к очень низкой устойчивости продукции (пороха, ТРТ, БВВ и пр.) и делает НГЦ крайне опасным.

В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци[4]). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.

Большую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.)[3].

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде[5] (0,13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C). 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. Объём 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 (для пластификации нитратов целлюлозы). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии[править | править код]

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холецистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1%-м спиртовом растворе.

Нитроглицерин в небольших дозах входит в состав геля Zanifil, используемого в презервативах Durex CSD500 для стимуляции эрекции во время полового акта[7][8].

Во взрывотехнике[править | править код]

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 году русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 году. Альфред Нобель в 1863 году изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 году — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино[править | править код]

  • Герой приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом[9]:

Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как
нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с
меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

  • Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.

Возьмите одну часть 98%-й дымящей азотной кислоты и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты.
Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

  • В сериале «Побег» сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.
  • В сериале «Остаться в живых» сезон 1 серии 24-25 на корабле «Черная скала» находят динамит (нитроглицерин, стабилизированный пористым веществом)
  • В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.
  • В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.
  • В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (Джеймс Коберн) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.

Нитроглицерин высокотоксичен. Токсичность нитроглицерина объясняется тем, что он легко и быстро всасывается через кожу и слизистые оболочки (в особенности этому способствует слизистая ротовой полости, дыхательных путей и лёгких) в кровь.
Токсичной дозой для человека считается 25—50 мг.
Доза в 50—75 мг вызывает сильное отравление: происходит понижение АД, появляется сильная головная боль, головокружение, покраснение лица, сильное жжение в горле и под «ложечкой», возможна одышка, обморок, нередко наблюдается тошнота, рвота, колики, светобоязнь, недолговременные и проходящие расстройства зрения, параличи (особенно глазных мышц), шум в ушах, биение артерий, замедление пульса, синюшность, похолодание конечностей[10]. Хроническое действие нитроглицерина (хроническое отравление организма нитроглицерином наблюдалось у работников, производящих динамит), вдыхание, а также приём внутрь больших доз (100—150 мг/кг) может привести к летальному исходу[10]. LD100 для человека составляет 210 мг/кг, смерть наступает в течение 2 минут.
Нитроглицерин также может вызывать сильное раздражение кожи. У работающих с динамитом развиваются упорные язвы под ногтями и на концах пальцев, высыпания на подошвах и между пальцами рук, сухость кожи и трещины. Втирание в кожу 1 капли нитроглицерина вызвало общее отравление, длившееся 10 часов[10]. ПДК для рабочей зоны составляет 2 мг/м3[5].

История открытия нитроглицерина — медицинский центр MedSwiss


Казале-Монферрато – маленький Итальянский городок к востоку от Турина. Именно здесь в 1812 году родился Асканью Собреро – химик, открывший вещество, ставшее одним из самых известных и востребованных в мире.


askaniu-sobrero-medswiss.pngАсканью Собреро (1812-1888)


Образование Собреро получил в Туринском университете, затем работал в Париже под руководством знаменитого химика Пелуза. Проводя серию опытов, в 1846 году в реакции глицерина с азотной и серной кислотами Асканью впервые синтезирован тринитрат глицерина, известный сегодня как нитроглицерин. В 1847 он выступил со знаменитой лекцией в Туринской академии наук, продемонстрировав, что небольшие количества вновь синтезированного вещества могут взрываться. В 1850 году в лабораторию Пелуза прибыл молодой Альфред Нобель, который осознал огромный потенциал изобретения Собреро. Вернувшись в Стокгольм, вместе с отцом он начал поиски способа уменьшить способность нитроглицерина спонтанно детонировать, результатом чего явилось изобретение динамита – смеси нитроглицерина с сорбентами, которая может относительно безопасно храниться и взрываться, когда это нужно (с помощью запатентованного Нобелем детонатора). Позже, поняв разрушительную силу нитроглицерина, Собреро писал: «думая о том, сколько людей погибло и еще погибнет от взрывов нитроглицерина, я почти стыжусь, что мне принадлежит его открытие». Сам Собреро пострадал от взрыва, который изуродовал его лицо.


Он же впервые сообщил, что обладающий сладковатым острым вкусом нитроглицерин при помещении на язык в минимальных количествах в течение минуты вызывает ужасную головную боль, которая продолжается несколько часов. На это описание физиологического эффекта нитроглицерина обратил внимание Константин Геринг, известнейший гомеопат своего времени, живший на тот момент в Америке. Один из тезисов гомеопатии гласит, что вещество, вызывающее какой-либо симптом у здоровых людей, может бороться с этим же симптомом у больных («лечи подобное подобным»). Геринг испытал нитроглицерин (названный им глоноином), давая его здоровым добровольцам, и убедился, что он действительно вызывает головную боль (результаты своего исследования он опубликовал в 1849 году в американском гомеопатическом журнале). Геринг обратился к химику Моррису Девису с просьбой синтезировать нитроглицерин для его работы. Моррис также испытал нитроглицерин на себе и описывал свои ощущения следующим образом: «после нанесения 0,36 мл вещества на губы кровь прилила к голове, появилась пульсирующая боль в висках, движения головы усиливают боль; во время прогулки изменилось восприятие: все вокруг странное, путь до дома занимает, кажется, втрое больше времени, чем обычно». Указанные симптомы, как мы понимаем сегодня, связаны со снижением артериального давления и уменьшением кровоснабжения головного мозга после приема нитроглицерина. Геринг также заметил, что у некоторых добровольцев отмечался дискомфорт за грудиной и в левой руке после приема нитроглицерина, однако такие симптомы наблюдались значительно реже, чем головная боль, и знаменитый гомеопат не придал этому особого значения. В связи со скептическим отношением официальной медицины к гомеопатии, долгое время врачи не обращались к нитроглицерину.


Медицинское применение нитроглицерина связано с наблюдениями за другим нитросодержащим веществом – амилнитритом, синтезированным в 1844 году Антонием Белардом. Английский химик Фредерик Гутри в 1859 году писал: «нанесение на ноздри минимальных количеств амилнитрита в течение 50 секунд приводит к сердцебиению, приливу крови к шее и голове, пульсации височных артерий». Затем лондонский врач Беньямин Ричардсон показал, что амилнитрит вызывает расширение сосудов у экспериментальных животных. Шотландский врач Томас Лодер Брунтон провел ряд экспериментов на себе, отслеживая изменения пульса и артериального давления после применения амилнитрита, а в 1867 году появилась его публикация в журнале Lancet, в которой он описывал эффективность амилнитрита у больных грудной жабой (стенокардией, см. статью «Ишемическая болезнь сердца»), ранее не поддававшейся лечению другими лекарствами. Брунтон продолжал поиск веществ, которые бы действовали пусть не так быстро, как амилнитрит, но сохраняли эффект в течение более длительного времени. Так он обратил внимание на публикации Геринга, сопоставив головную боль после приема амилнитрита и глоноина (нитроглицерина).


Впервые нитроглицерин при стенокардии применил английский врач Альфред Филд в 1858 у больной 68 лет с интенсивной болью в груди. Затем и другие врачи стали назначать нитроглицерин больным стенокардией. В 1876 действие нитроглицерина на себе испытал Брунтон и почувствовал столь сильную головную боль, что поначалу он не решался назначать вещество пациентам. Однако лондонский врач Вильям Мюррелл, знакомый с работами Брунтона по использованию амилнитрита, в 1878 опубликовал результаты своих наблюдений о высокой эффективности нитроглицерина при стенокардии. В связи с неудобством применения жидкой формы нитроглицерина, Мюррелл обратился к химику Вильяму Мартиндейлу, который сумел приготовить нитроглицерин в форме стабильных мелких гранул, покрытых шоколадом. Пациенты принимали гранулы до тех пор, пока боль не проходила. Узнав о работах Мюррелла, Брунтон стал также применять нитроглицерин при стенокардии и обобщил опыт использования нитроглицерина в фунтдаментальном научном труде «Фармакология и терапия», опубликованном в 1885 году. По иронии судьбы, в 1890 году врачи рекомендовали принимать нитроглицерин Альфреду Нобелю, страдавшему стенокардией.


Множество исследований было направлено на выяснение механизма лечебного действия нитроглицерина и других нитросодержащих веществ. В результате ученые показали, что нитроглицерин высвобождает оксид азота (NO), который, расслабляя гладкомышечные клетки, приводит к расширению сосудов. Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1998 г. присуждена трем американским исследователям: Фериду Мьюрэду (Техасский университет в Хьюстоне), Роберту Фёрчготту (Университет штата Нью-Йорк) и Луису Игнарро (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе) за установление функциональной роли оксида азота в работе сердечно-сосудистой системы.


С действием оксида азота связан частый побочный эффект нитроглицерина в виде головной боли (расширение артериол головного мозга), и его основной, антиангинальный (снимающий стенокардию) эффект. Напомним, что стенокардия вызывается сужением просвета коронарных сосудов и уменьшением кровоснабжения сердечной мышцы, в результате чего она испытывает кислородное голодание (ишемию). Расширение коронарных сосудов под действием нитроглицерина приводит к улучшению кровоснабжения ишемизированных участков миокарда. Кроме того, нитроглицерин расширяет вены, в результате больше крови задерживается в них и меньше возвращается к сердцу, нагрузка на сердце падает, миокарду требуется меньше кислорода, и приступ стенокардии проходит в течение нескольких секунд или минут после приема лекарства.


При частом приеме нитроглицерина и нитратов длительного действия головная боль проходит, но нарастает потребность в нитроглицерине: приходится принимать все большую и большую дозу для получения терапевтического эффекта (феномен толерантности к нитратам). Во избежание формирования толерантности больным стенокардией, которым назначили нитроглицерин, следует применять короткодейстующие нитраты (в виде таблеток нитроглицерина и спреев) только при возникновении приступа стенокардии и следовать рекомендациям врача по приему препаратов длительного действия. В связи с тем, что нитроглицерин расширяет все сосуды, после его приема резко снижается артериальное давление и уменьшается приток крови к головному мозгу, это может вызвать ортостатический (возникающий в положении стоя) коллапс, т.е. потерю сознания. Поэтому больные, принимающие нитроглицерин, должны знать, что препарат следует принимать в положении сидя, после приема нельзя резко вставать, т.к. может закружиться голова и возможна потеря сознания.


Сегодня нитроглицерин в качестве взрывчатки практически вытеснен другими, более дешевыми и менее опасными веществами, в то время как в медицине он остается одним из самых востребованных и часто назначаемых препаратов. Благодаря цепочке случайных наблюдений и целенаправленных исследований замечательных ученых из разных стран, нитроглицерин ежедневно помогает миллионам людей во всем мире, избавляя их от мучительного симптома ишемической болезни сердца — стенокардии.


(Очерк написан на основе статьи Marsh N, Marsh A. A short history of nitroglycerine and nitric oxide in pharmacology and physiology. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2000 Apr;27(4):313-9).

Другие статьи

Тринитроглицерин Википедия

Нитроглицерин
Nitroglycerin.svg
({{{картинка}}})
({{{картинка3D}}})
Систематическое
наименование
1,2,3-​тринитроксипропан
Сокращения НГЦ
Традиционные названия нитроглицерин
Хим. формула C3H5N3O9
Состояние тяжёлая, маслянистая бесцветная жидкость
Молярная масса 227,0865 ± 0,0061 г/моль
Плотность 1,595 г/см³
Температура
 • плавления 13 °C
 • кипения 160 °C
 • разложения 140 ± 1 °F[1] и 122 ± 1 °F[1]
 • самовоспламенения 270 °C
Давление пара 0,0003 ± 0,0001 мм рт.ст.[1]
Растворимость
 • в воде 0,138 г/100 мл
Рег. номер CAS 55-63-0
PubChem 4510
Рег. номер EINECS 200-240-8
SMILES
InChI
RTECS QX2100000
ChEBI 28787
Номер ООН 0143, 0144, 1204, 3064 и

Нитроглицерин — Википедия. Что такое Нитроглицерин

Нитроглицерин
Nitroglycerin.svg
Общие
Систематическое
наименование
1,2,3-тринитроксипропан
Сокращения НГЦ
Традиционные названия нитроглицерин
Хим. формула C3H5N3O9
Физические свойства
Состояние тяжёлая, маслянистая бесцветная жидкость
Молярная масса 227,0865 ± 0,0061 г/моль
Плотность 1,595 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 13 °C
Т. кип. 160 °C
140 ± 1 °F[1] и 122 ± 1 °F[1]
Т. свспл. 270 °C
Давление пара 0,0003 ± 0,0001 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Растворимость в воде 0,138 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 55-63-0
PubChem 4510
Рег. номер EINECS 200-240-8
SMILES
InChI
RTECS QX2100000
ChEBI 28787
Номер ООН 0143, 0144, 1204, 3064 и 3319
ChemSpider 4354
Безопасность
ПДК 2 мг/м3
ЛД50 105 мг/кг (крысы, перорально),
115 мг/кг (мыши, перорально),
1450 мг/кг (морские свинки, перорально),
210 мг/кг (LD100 человек, перорально)
Токсичность

высокотоксичен, взрывоопасен, особенно опасны его пары, при втирании в кожу вызывает сильное и продолжительное отравление.

Hazard T.svg Hazard Xi.svg Hazard E.svg Hazard N.svg

NFPA 704

NFPA 704.svg

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Нитроглицерин (1,2,3-тринитроксипропан; также глицеринтринитрат, тринитроглицерин, тринитрин, НГЦ) — органическое соединение, сложный эфир глицерина и азотной кислоты.

Исторически сложившееся русское название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является некорректным, поскольку нитроглицерин является не нитросоединением, а нитроэфиром (эфиром азотной кислоты). В терминах номенклатуры IUPAC имеет наименование 1,2,3-тринитроксипропан. Химическая формула O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2.

Широко известен благодаря своим взрывчатым и лекарственным свойствам. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканьо Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina).

Получение

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот.
Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину кислотная смесь должна иметь малое содержание воды.
Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98%-й серной кислоты) и меланжа. Смешение кислот производят при охлаждении для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией[2]:

2h3SO4+HNO3→h3SO4⋅h3O+NO2HSO4{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}SO_{4}+HNO_{3}\rightarrow H_{2}SO_{4}\cdot H_{2}O+NO_{2}HSO_{4}}}}

Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты с целью образования катионов нитрозония NO2+. Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:

Ch3OH-CH(OH)-Ch3OH+3NO2HSO4→Ch3ONO2-CHONO2-Ch3ONO2{\displaystyle {\mathsf {CH_{2}OH{\text{-}}CH(OH){\text{-}}CH_{2}OH+3NO_{2}HSO_{4}\rightarrow CH_{2}ONO_{2}{\text{-}}CHONO_{2}{\text{-}}CH_{2}ONO_{2}}}}

Верхний слой из реакционного стакана (колбы) сразу сливают в большой объём холодной воды при перемешивании.
Температура воды должна быть 6—15 °C, объём — не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе).
Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта[3].
Большой объём промывных вод, напротив, позволяет максимально быстро и безопасно промыть НГЦ.
Недостаточная промывка НГЦ от кислотных примесей и продуктов неполной этерификации приводит к очень низкой устойчивости продукции (пороха, ТРТ, БВВ и пр.) и делает НГЦ крайне опасным.

В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци[4]). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.

Большую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.)[3].

Физико-химические свойства

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде[5] (0,13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C). 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. Объём 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 (для пластификации нитратов целлюлозы). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Применение

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холецистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1%-м спиртовом растворе.

Во взрывотехнике

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 году русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 году. Альфред Нобель в 1863 году изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 году — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино

  • Герой приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом[7]:

Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как
нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с
меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

  • Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.

Возьмите одну часть 98%-й дымящей азотной кислоты и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты.
Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

  • В сериале «Побег» сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.
  • В сериале «Остаться в живых» сезон 1 серии 24-25 на корабле «Черная скала» находят динамит (нитроглицерин, стабилизированный пористым веществом)
  • В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.
  • В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.
  • В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (Джеймс Коберн) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.

Токсичность нитроглицерина

Нитроглицерин высокотоксичен. Токсичность нитроглицерина объясняется тем, что он легко и быстро всасывается через кожу и слизистые оболочки (в особенности этому способствует слизистая ротовой полости, дыхательных путей и лёгких) в кровь[8].
Токсичной дозой для человека считается 25—50 мг.
Доза в 50—75 мг вызывает сильное отравление: происходит понижение АД, появляется сильная головная боль, головокружение, покраснение лица, сильное жжение в горле и под «ложечкой», возможна одышка, обморок, нередко наблюдается тошнота, рвота, колики, светобоязнь, недолговременные и проходящие расстройства зрения, параличи (особенно глазных мышц), шум в ушах, биение артерий, замедление пульса, синюшность, похолодание конечностей. Хроническое действие нитроглицерина (хроническое отравление организма нитроглицерином наблюдалось у работников, производящих динамит), вдыхание, а также приём внутрь больших доз (100—150 мг/кг) может привести к летальному исходу. LD100 для человека составляет 210 мг/кг, смерть наступает в течение 2 минут.
Нитроглицерин также может вызывать сильное раздражение кожи. У работающих с динамитом развиваются упорные язвы под ногтями и на концах пальцев, высыпания на подошвах и между пальцами рук, сухость кожи и трещины. Втирание в кожу 1 капли нитроглицерина вызвало общее отравление, длившееся 10 часов[8]. ПДК для рабочей зоны составляет 2 мг/м3[5].

Примечания

Ссылки

Нитроглицерин — Википедия

Нитроглицерин
Общие
Систематическое
наименование
1,2,3-тринитроксипропан
Сокращения НГЦ
Традиционные названия нитроглицерин
Хим. формула C3H5N3O9
Физические свойства
Состояние тяжёлая, маслянистая бесцветная жидкость
Молярная масса 227,0865 ± 0,0061 г/моль
Плотность 1,595 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 13 °C
Т. кип. 160 °C
140 ± 1 °F[1] и 122 ± 1 °F[1]
Т. свспл. 270 °C
Давление пара 0,0003 ± 0,0001 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Растворимость в воде 0,138 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 55-63-0
PubChem 4510
Рег. номер EINECS 200-240-8
SMILES
InChI
RTECS QX2100000
ChEBI 28787
Номер ООН 0143, 0144, 1204, 3064 и 3319
ChemSpider 4354
Безопасность
ПДК 2 мг/м3
ЛД50 105 мг/кг (крысы, перорально),
115 мг/кг (мыши, перорально),
1450 мг/кг (морские свинки, перорально),
210 мг/кг (LD100 человек, перорально)
Токсичность

высокотоксичен, взрывоопасен, особенно опасны его пары, при втирании в кожу вызывает сильное и продолжительное отравление.

   

NFPA 704
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Нитроглицерин (1,2,3-тринитроксипропан; также глицеринтринитрат, тринитроглицерин, тринитрин, НГЦ) — органическое соединение, сложный эфир глицерина и азотной кислоты.

Исторически сложившееся русское название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является некорректным, поскольку нитроглицерин является не нитросоединением, а нитроэфиром (эфиром азотной кислоты). В терминах номенклатуры IUPAC имеет наименование 1,2,3-тринитроксипропан. Химическая формула O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2.

Широко известен благодаря своим взрывчатым и лекарственным свойствам. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканьо Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina).

Получение

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот.
Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину кислотная смесь должна иметь малое содержание воды.
Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98%-й серной кислоты) и меланжа. Смешение кислот производят при охлаждении для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией[2]:

2h3SO4+HNO3→h3SO4⋅h3O+NO2HSO4{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}SO_{4}+HNO_{3}\rightarrow H_{2}SO_{4}\cdot H_{2}O+NO_{2}HSO_{4}}}}

Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты с целью образования катионов нитрозония NO2+. Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:

Ch3OH-CH(OH)-Ch3OH+3NO2HSO4→Ch3ONO2-CHONO2-Ch3ONO2{\displaystyle {\mathsf {CH_{2}OH{\text{-}}CH(OH){\text{-}}CH_{2}OH+3NO_{2}HSO_{4}\rightarrow CH_{2}ONO_{2}{\text{-}}CHONO_{2}{\text{-}}CH_{2}ONO_{2}}}}

Верхний слой из реакционного стакана (колбы) сразу сливают в большой объём холодной воды при перемешивании.
Температура воды должна быть 6—15 °C, объём — не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе).
Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта[3].
Большой объём промывных вод, напротив, позволяет максимально быстро и безопасно промыть НГЦ.
Недостаточная промывка НГЦ от кислотных примесей и продуктов неполной этерификации приводит к очень низкой устойчивости продукции (пороха, ТРТ, БВВ и пр.) и делает НГЦ крайне опасным.

В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци[4]). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.

Большую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.)[3].

Физико-химические свойства

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде[5] (0,13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C). 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. Объём 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 (для пластификации нитратов целлюлозы). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Применение

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холецистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1%-м спиртовом растворе.

Во взрывотехнике

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 году русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 году. Альфред Нобель в 1863 году изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 году — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино

  • Герой приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом[7]:

Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как
нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с
меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

  • Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.

Возьмите одну часть 98%-й дымящей азотной кислоты и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты.
Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

  • В сериале «Побег» сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.
  • В сериале «Остаться в живых» сезон 1 серии 24-25 на корабле «Черная скала» находят динамит (нитроглицерин, стабилизированный пористым веществом)
  • В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.
  • В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.
  • В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (Джеймс Коберн) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.

Токсичность нитроглицерина

Нитроглицерин высокотоксичен. Токсичность нитроглицерина объясняется тем, что он легко и быстро всасывается через кожу и слизистые оболочки (в особенности этому способствует слизистая ротовой полости, дыхательных путей и лёгких) в кровь[8].
Токсичной дозой для человека считается 25—50 мг.
Доза в 50—75 мг вызывает сильное отравление: происходит понижение АД, появляется сильная головная боль, головокружение, покраснение лица, сильное жжение в горле и под «ложечкой», возможна одышка, обморок, нередко наблюдается тошнота, рвота, колики, светобоязнь, недолговременные и проходящие расстройства зрения, параличи (особенно глазных мышц), шум в ушах, биение артерий, замедление пульса, синюшность, похолодание конечностей. Хроническое действие нитроглицерина (хроническое отравление организма нитроглицерином наблюдалось у работников, производящих динамит), вдыхание, а также приём внутрь больших доз (100—150 мг/кг) может привести к летальному исходу. LD100 для человека составляет 210 мг/кг, смерть наступает в течение 2 минут.
Нитроглицерин также может вызывать сильное раздражение кожи. У работающих с динамитом развиваются упорные язвы под ногтями и на концах пальцев, высыпания на подошвах и между пальцами рук, сухость кожи и трещины. Втирание в кожу 1 капли нитроглицерина вызвало общее отравление, длившееся 10 часов[8]. ПДК для рабочей зоны составляет 2 мг/м3[5].

Примечания

Ссылки

Нитроглицерин — это… Что такое Нитроглицерин?

Нитроглицерин (глицеринтринитрат, тринитроглицерин, тринитрин, НГЦ) — сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Исторически сложившееся название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является несколько некорректным, поскольку нитроглицерин является нитроэфиром, а не «классическим» нитросоединением. Широко известен благодаря своим взрывчатым (и в некоторой степени лекарственным) свойствам. Химическая формула O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканьо Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina).

Согласно номенклатуре IUPAC именуется 1,2,3-тринитроксипропан.

Получение

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для этерификации предварительно при постоянном перемешивании и охлаждении смешивают кислоты, изготавливая таким образом нитрующую смесь, и добавляют по каплям глицерин при постоянном охлаждении колбы льдом и контроле температуры.

Описание реакции: 2H2SO4 + HNO3 ↔ H2SO4 · H2O + NO2 HSO4 Реакция равновесна с сильным смещением равновесия влево.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время, при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя.

Описание реакции: HOCH2-CHOH-CH2OH + 3NO2HSO4 → CHONO2(CH2ONO2)2 + 3H2SO4

Нитроглицерин отделяют от нитрующей смеси, и промывают содовым раствором до полной нейтрализации кислот. В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. В связи с возможной опасностью взрыва, НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества. Подробное описание лабораторного получения нитроглицерина, техника безопасности при работе с ним и занимательные эксперименты приведены в статье Нитроглицерин (Химия и Химики № 6 2011) На настоящий момент это наиболее подробная и достоверная информация о нитроглицерине в сети.

Физико-химические свойства

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде[1] (0.13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C, по другим данным[источник не указан 1317 дней] 1,8 % при 20 °C и 2,5 % при 50 °C). 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.

Применение

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холицистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1 % спиртовом растворе.

Во взрывотехнике

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 г. русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 г. Альфред Нобель в 1863 г. изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 г. — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино

Герои приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом[3]:

Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.

В романе Чака Паланика «Бойцовский клуб» (1996) и одноимённом фильме (1999) главный герой получает нитроглицерин путём плавления мыла и добавления глицерина в азотную кислоту.

Возьмите одну часть 98%-ной дымящей азотной кислоты, и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты. Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

— Ч. Паланик «Бойцовский клуб»

В фильме «Вертикальный предел» (2000) есть эпизод с самопроизвольной детонацией жидкого нитроглицерина от прямого воздействия солнечных лучей.

В сериале Побег сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.

В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.

В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.

В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (исполняемый Кобурном) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.

Примечания

См. также

Ссылки

Question book-4.svg

В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 14 мая 2011.

Шаблон:АТХ код C01

Укрощение дьявола: Строптивая субстанция | Журнал Популярная Механика

Воистину во взрывчатке сидит дьявол, готовый в любую секунду начать крушить и ломать все вокруг. Держать это порождение ада в узде и выпускать его на свободу лишь тогда, когда это требуется, — основная проблема, которую приходится решать химикам и пиротехникам при создании и использовании взрывчатых веществ.

Капсюль-детонатор №8 представляет собой медную трубочку, закрытую с одного конца и открытую с другого

Несколько веков единственным видом взрывчатки, которую использовал человек, был черный порох. С его помощью во врага из пушек метали ядра, им же начиняли разрывные снаряды. Порох использовали в подземных минах-подкопах для разрушения стен крепостей, для дробления скальных пород. Впрочем, порох не был единственным известным человеку видом взрывчатки. Например, в 1799 году Эдвардом Говардом была открыта гремучая ртуть. Знаменитый мелинит (он же пикриновая кислота, шимоза, тринитрофенол, лиддит, пертит, пикрит) описал английский химик Вульф еще в 1771 году, и уже тогда были известны его взрывные свойства.

До конца первой трети XIX века порох полностью отвечал потребностям прогресса. Но наука и промышленность не стояли на месте, и вскоре он перестал отвечать требованиям времени из-за своей небольшой мощности.

Взрывчатое масло

И вот в 1846 году химики предложили два новых взрывчатых вещества — пироксилин и нитроглицерин. В Турине итальянский химик Асканио Собреро обнаружил, что достаточно обработать глицерин азотной кислотой (выполнить нитрование), чтобы образовалась маслянистая прозрачная жидкость — нитроглицерин. Cделать это можно в простейших условиях (изготовить черный порох сложнее). По взрывной мощности нитроглицерин более чем в 20 раз превосходит черный порох и по большинству параметров в 4−5 раз мощнее тротила. Если не считать ядерной бомбы, человечество так и не изобрело более мощной взрывчатки, чем нитроглицерин.

Но дьявол, живущий в нитроглицерине, оказался злобным и непокорным. Оказалось, что чувствительность этого вещества к внешним воздействиям лишь немногим уступает гремучей ртути. Он может взорваться уже в момент нитрования, его нельзя встряхивать, нагревать и охлаждать, выставлять на солнце. Он может взорваться в процессе хранения. А если его поджечь спичкой, может совершенно спокойно гореть… Но потребность в мощной взрывчатке к середине XIX века уже была столь велика, что, несмотря на многочисленные несчастные случаи, нитроглицерин стали широко использовать при взрывных работах.

В России создали оружие против стай дронов

Слава обуздания нитроглицерина принадлежит Альфреду Нобелю. Кем был этот человек, оседлавший посланца ада? Общеизвестно, что это шведский ученый, инженер, изобретатель и предприниматель. Гораздо меньше известна связь Нобеля с Россией. Не будь ее, кто знает, смог ли бы Нобель изобрести динамит?

Русский швед

Альфред Нобель родился в Швеции в 1833 году, а уже в 1837-м его разорившийся отец Эммануэль Нобель оставляет Стокгольм и уезжает в Россию. Получив от русского правительства хорошее вознаграждение за изобретенную им морскую мину, Эммануэль перевозит в Россию свою семью и в 1842 году открывает механическую мастерскую в Санкт-Петербурге. Значительные военные заказы позволяют быстро развить предприятие в крупную процветающую фирму (Fonderie et Atelier Mecanique Nobel et Fils).

Денежный достаток семьи позволил Альфреду получить прекрасное домашнее образование. Известный русский химик, действительный член Российской академии наук Н.Н. Зинин, дававший болезненному Альфреду уроки химии, привил ему любовь к этой науке. В 16 лет Альфред уже помогал отцу в разработке морских мин, а затем отправился в Париж, где занимался химией под руководством известного ученого Пелуза.

К 1854 году Зинин после длительных попыток приручить нитроглицерин разочаровывается в нем, но передает своему бывшему ученику разработанные им правила безопасности: именно Зинин определил основные свойства нитроглицерина и температурные пределы, в которых он «ведет себя прилично». В этот период Нобель сближается с артиллерийским офицером В.Ф. Петрушевским, большим энтузиастом нитроглицерина, немало сделавшим в области изучения способов получения этой взрывчатки, и русскими химиками Якоби и Вересковым.

Взрывной характер

17 июля 1866 года в Петергофе гремит страшный взрыв — 20 пудов только что полученного нитроглицерина взлетают на воздух. Результатом становится категорический запрет императора Александра II производить в России любые работы с опасной жидкостью. Но незадолго до этого Петрушевский высказывает Нобелю предположение, что причиной взрывов нитроглицерина становится его разложение с образованием кислых неустойчивых соединений, а смешивание его с веществом, нейтрализующим кислоты, сделает взрывчатку менее опасной. Петрушевский не изобрел динамит, но в тот момент находился в полушаге от этого. Он-то и подсказал Нобелю направление дальнейших поисков.

Несмотря на крайнюю опасность, потребность в мощной взрывчатке была очень велика. В 1863 году Нобель приезжает в Стокгольм, где целиком посвящает себя разработке безопасных технологий получения нитроглицерина. Он изобретает инжектор для непрерывного перемешивания глицерина с кислотой в процессе нитрования, что резко снижает опасность взрывов на производстве. Для повышения безопасности рабочие, следившие за процессом нитрификации, в то время сидят на одноногих табуретках — чтобы не засыпать и не выпускать химическую реакцию из-под контроля.

Несмотря на полученный Нобелем патент, нитроглицериновый дьявол не побоялся своего нового хозяина. 3 сентября 1863 года предприятие Нобелей в Геленборге взлетает на воздух. При взрыве погибает младший брат Альфреда — 20-летний Альберт. Тем не менее в 1865 году Нобелям удается пустить в ход два новых завода по производству нитроглицерина — в Швеции и Германии. Альфред «гастролирует» по Европе и Америке, доказывая на публичных лекциях безопасность нитроглицерина при соблюдении правил обращения с ним.

Нобель демонстрирует свое «взрывающееся масло» перед американскими бизнесменами, получает патент США и основывает собственную компанию на атлантическом побережье Америки. Американский пороховой фабрикант Дюпон, почувствовав конкуренцию, активно сопротивляется внедрению нового продукта. Но тут взлетает на воздух предприятие в Германии, и почти одновременно происходят два крупных взрыва на рудниках в Швеции. В декабре взрывается нитроглицериновый завод в США и бесследно исчезают в пучинах океана два судна, перевозивших нитроглицерин. Имя Нобеля проклинают по всему свету, в Нью-Йорке его даже просят покинуть отель, в котором он остановился, и забрать с собой все образцы нитроглицерина. Страны Европы одна за другой принимают законы, запрещающие изготовление нитроглицерина на своих национальных территориях.

Инфузорная земля

Запрет нитроглицерина грозил Нобелю полным разорением. И тогда Альфред возвращается к своей идее, работать над которой он начал еще в 1862 году, — нейтрализации чувствительности нитроглицерина при пропитывании им какого-либо пористого вещества. Этот путь подсказал ему еще в 1855 году Петрушевский, который пытался пропитывать нитроглицерином черный порох, надеясь тем самым повысить мощность взрывчатки.

В 1864 году Нобель находит нужное вещество. Кизельгур, известный также как диатомит, инфузорная земля и горная мука, образуется при осаждении на дно водоемов кремниевых скорлупок моллюсков и некоторых водорослей. Инфузорную землю можно найти в каждом озере, 90% ее объема приходится на поры, способные жадно впитывать нитроглицерин.

Первые же опыты дали превосходный результат. Смесь нитроглицерина с кизельгуром была слабее чистой жидкости примерно на четверть (столько в общем объеме занимает кизельгур), но при этом почти безопасной в обращении. Нобель дал этой смеси, внешне похожей на торф, название «динамит» (от греческого слова «динос» — сила). После ряда тщательных испытаний 7 мая 1867 года он патентует динамит в Англии, Швеции, Германии. Новая взрывчатка покоряет Европу. Еще бы, динамит можно кидать, резать, трясти, его можно складывать в мешки и ящики, и он не взрывается! Но при этом надежно срабатывает тогда, когда это нужно. Ирония судьбы — спустя год Петрушевский совершенно самостоятельно смешивает нитроглицерин с магнезией и получает взрывчатку, названную позднее «русским динамитом».

Триумф динамита

Конец девятнадцатого века и начало двадцатого — период триумфа динамита. Он находит самое широкое применение при разработке горных пород, при прокладывании туннелей, в шахтах. С его помощью при строительстве железной дороги через Сен-Готардский перевал было пробито 80 туннелей, включая «Большой туннель» — 15 км сплошной скалы. Динамитом были проделаны котлованы для опор 324 мостов. Огромную роль динамит сыграл при строительстве сооружения века — Панамского канала. 3000 тонн динамита использовалось для того, чтобы выкопать нью-йоркскую систему водохранилищ «Нью-Кротон» (эти работы были завершены в 1890 году). Динамит обеспечивает прокладку Альпийского туннеля и Коринфского канала, удаление подводных скал в Ист-Ривер (Нью-Йорк), расчистку русла Дуная… Конечно же, динамит стал применяться и на бакинских промыслах, где хозяйничали «русские Рокфеллеры» — Альфред Нобель и его старший брат.

Динамит не только принес Альфреду Нобелю известность и славу, но и сделал его миллионером. Если в 1867 году его фабрика изготовила всего 11 тонн динамита, то через семь лет ежегодное производство на фабриках Нобеля составляло уже 3300 тонн.

Однако далеко не все страны благосклонно отнеслись к этой взрывчатке. Так, во Франции военные нужды заставили было весной 1871 года начать изготовление динамита, но поражение во Франко-прусской войне привело к тому, что производство было свернуто до 1875 года. В Англии лоббирование Абелем черного пороха заставило парламент в 1869 году принять закон, запрещающий производство, импорт, продажу и перевозку нитроглицерина и любого другого вещества, содержащего нитроглицерин, в пределах Великобритании. Этот закон под давлением угольного лобби, остро нуждавшегося в хорошей взрывчатке, был отменен лишь в 1893 году.

За семь лет Нобель построил 17 заводов в разных странах мира. К этому времени на его предприятиях производилось больше взрывчатых веществ, чем на государственных пороховых заводах всех стран мира вместе взятых.

Последним изобретением Нобеля стал бездымный порох баллистит, созданный Альфредом в сотрудничестве со своим личным секретарем, молодым шведским химиком Рагнаром Салманом.

Альфред Нобель скончался в возрасте 63 лет 10 декабря 1896 года в Сан-Ремо в зените славы и могущества. Ему принадлежали 93 предприятия, производившие кроме динамита азотную кислоту, глицерин, удобрения, медные сплавы, проволоку, кабель, нитроцеллюлозу и все виды взрывчатых веществ и детонаторов.

Забытое изобретение

Принято считать, что динамит был звездным часом Альфреда Нобеля. Но специалисты полагают, что главное его изобретение вовсе не динамит, а маленькая медная трубочка. Капсюль-детонатор стал настоящей революцией во взрывном деле, сравнимой разве что с изобретением двигателя внутреннего сгорания в области машиностроения.

Когда в качестве взрывчатки использовался черный порох, с инициацией взрыва проблем не возникало — достаточно было отсыпать к заряду дорожку из того же пороха и поджечь ее. Позднее стали использовать стопин (нитка, пропитанная селитрой), потом Бикфорд придумал свой знаменитый шнур. Когда огонь добирался до пороха, взрыв был гарантирован. Положение изменилось с появлением нитроглицерина, пироксилина, мелинита. Эти взрывчатки, включая даже очень чувствительный нитроглицерин, наотрез отказывались взрываться от открытого пламени.

Для инициации взрыва лучше всего было использовать… взрыв. Гремучая ртуть была уже изобретена и использовалась в ударных капсюлях для воспламенения пороха в ружьях (капсюльные ружья), а позднее — в капсюлях патронов. Альфред Нобель в 1863 году догадался наполнить гремучей ртутью в достаточно большом количестве медную трубочку, открытую с одного конца. Эта трубочка помещалась в заряд взрывчатки, а в ее открытый конец вставлялся бикфордов шнур. Струя пламени подожженного шнура надежно воспламеняла гремучую ртуть, чувствительную к любому внешнему воздействию, а небольшого взрыва оказалось достаточно для взрыва нитроглицерина, а позднее — динамита и других взрывчаток.

Альфред Нобель разработал целую линейку из двенадцати капсюлей-детонаторов различных размеров и пронумеровал их. Самым подходящим для большинства взрывных работ оказался номер 8. Со временем капсюль-детонатор усовершенствовался, появилось немало его разновидностей, но нобелевский «номер восемь» и сегодня имеет те же самые размеры и устройство и используется во всех странах мира, в отличие от динамита, постепенно и незаметно отошедшего на вторые роли и почти совсем сошедшего со сцены.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *