Nitroglicerina - uno de los explosivos más famosos, la base de la composición de la dinamita. Ha encontrado una amplia aplicación en muchas áreas de la industria debido a sus características, pero hasta el momento uno de los principales problemas asociados con él es el tema de la seguridad.
Historia
La historia de la nitroglicerina comienza con el químico italiano Ascanio Sobrero. Primero sintetizó esta sustancia en 1846. Originalmente se le dio el nombre de piroglicerina. Ya Sobrero descubrió su gran inestabilidad: la nitroglicerina podía explotar incluso con golpes o conmociones cerebrales débiles.
El poder de la explosión de la nitroglicerina teóricamente la convertía en un reactivo prometedor en las industrias de la minería y la construcción: era mucho más eficaz que los tipos de explosivos que existían en ese momento. Sin embargo, dicha inestabilidad representaba una amenaza demasiado grande durante su almacenamiento y transporte, por lo que la nitroglicerina se puso en un segundo plano.
Las cosas se movieron un poco con la aparición de Alfred Nobel y su familia- padre e hijos comenzaron la producción industrial de esta sustancia en 1862, a pesar de todos los peligros asociados con ella. Sin embargo, sucedió algo que debería haber sucedido tarde o temprano: se produjo una explosión en la fábrica y el hermano menor de Nobel murió. El padre, después de sufrir un duelo, se retiró, pero Alfred logró continuar con la producción. Para mejorar la seguridad, mezcló nitroglicerina con metanol; la mezcla era más estable, pero muy inflamable. Todavía no era definitivo.
Se convirtieron en dinamita - nitroglicerina absorbida por la tierra de diatomeas (roca sedimentaria). La explosividad de la sustancia ha disminuido en varios órdenes de magnitud. Más tarde, la mezcla se mejoró, la tierra de diatomeas se reemplazó con estabilizadores más efectivos, pero la esencia siguió siendo la misma: el líquido se absorbió y dejó de explotar con la más mínima agitación.
Propiedades físicas y químicas
La nitroglicerina es un nitroéster de ácido nítrico y glicerol. En condiciones normales, es un líquido aceitoso, viscoso y amarillento. La nitroglicerina es insoluble en agua. Nobel usó esta propiedad: para preparar la nitroglicerina para su uso después del transporte y liberarla del metanol, lavó la mezcla con agua; el alcohol metílico se disolvió y se fue, y la nitroglicerina permaneció. La misma propiedad se utiliza en la preparación de la nitroglicerina: el producto de síntesis se lava con agua para eliminar los restos de los reactivos.
La nitroglicerina se hidroliza (para formar glicerol y ácido nítrico) cuando se calienta. Sinel calentamiento va por hidrólisis alcalina.
Propiedades explosivas
Como ya se mencionó, la nitroglicerina es extremadamente inestable. Sin embargo, aquí vale la pena hacer un comentario importante: es susceptible precisamente a la tensión mecánica: explota por una conmoción cerebral o un impacto. Si simplemente le prendes fuego, lo más probable es que el líquido arda en silencio sin una explosión.
Estabilización con nitroglicerina. Dinamita
La primera experiencia de Nobel para estabilizar la nitroglicerina fue la dinamita: la tierra de diatomeas absorbía completamente el líquido y la mezcla era segura (hasta que, por supuesto, se activó en una bomba de demolición). La razón por la que se utiliza la tierra de diatomeas es por el efecto capilar. La presencia de microtúbulos en esta raza provoca la absorción efectiva de líquido (nitroglicerina) y su retención allí durante mucho tiempo.
Obtención en laboratorio
La reacción para la obtención de nitroglicerina en el laboratorio es ahora la misma que la utilizada por Sobrero - esterificación en presencia de ácido sulfúrico. Primero, se toma una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico. Los ácidos se necesitan concentrados, con una pequeña cantidad de agua. Además, la glicerina se agrega gradualmente a la mezcla en pequeñas porciones con agitación constante. La temperatura debe mantenerse baja, porque en una solución caliente, en lugar de la esterificación (formación de éster), el glicerol se oxidará con ácido nítrico.
Pero dado que la reacción procede con la liberación de una gran cantidad de calor, la mezcla debe enfriarse constantemente (generalmentehecho con hielo). Como regla general, se mantiene alrededor de 0 ° C, superando la marca de 25 ° C puede amenazar con una explosión. La temperatura se controla constantemente con un termómetro.
La nitroglicerina es más pesada que el agua, pero más ligera que los ácidos minerales (nítrico y sulfúrico). Por lo tanto, en la mezcla de reacción, el producto estará en una capa separada en la superficie. Después del final de la reacción, el recipiente debe enfriarse, esperar hasta que se acumule la cantidad máxima de nitroglicerina en la capa superior y luego drenarlo en otro recipiente con agua fría. Luego viene el lavado intensivo en grandes volúmenes de agua. Esto es necesario para purificar la nitroglicerina de todas las impurezas lo mejor posible. Esto es importante porque, junto con los restos de ácidos sin reaccionar, la explosividad de una sustancia aumenta varias veces.
Producción industrial
En la industria, el proceso de obtención de nitroglicerina se ha automatizado durante mucho tiempo. El sistema que está actualmente en uso, en sus aspectos principales, fue inventado en 1935 por Biazzi (y se llama la instalación de Biazzi). Las principales soluciones técnicas en él son los separadores. La mezcla primaria de nitroglicerina sin lavar se separa primero en el separador bajo la acción de fuerzas centrífugas en dos fases: la que contiene nitroglicerina se lava más y los ácidos permanecen en el separador.
El resto de los pasos de producción son los mismos que los estándar. Es decir, mezclando glicerol y nitrandomezclas en el reactor (producidas con la ayuda de bombas especiales, mezcladas con un agitador de turbina, el enfriamiento es más potente - con freón), varias etapas de lavado (con agua y agua ligeramente alcalinizada), cada una de las cuales está precedida por una etapa con un separador.
La planta de Biazzi es bastante segura y tiene un rendimiento bastante alto en comparación con otras tecnologías (sin embargo, normalmente se pierde una gran cantidad de producto durante el lavado).
Condiciones del hogar
Desafortunadamente, aunque bastante afortunadamente, hacer nitroglicerina en casa implica demasiadas dificultades, que en su mayoría no valen el resultado.
La única forma posible de sintetizar en casa es obtener nitroglicerina a partir del glicerol (como en el método de laboratorio). Y aquí el principal problema son los ácidos sulfúrico y nítrico. La venta de estos reactivos está restringida a ciertas personas jurídicas y está estrictamente controlada por el gobierno.
La solución obvia es sintetizarlos tú mismo. Julio Verne en su novela "La isla misteriosa", al hablar del episodio de la producción de nitroglicerina por parte de los personajes principales, omitió el momento final del proceso, pero describió con gran detalle el proceso de obtención de los ácidos sulfúrico y nítrico.
etc¿Lo tendrá la persona adicta promedio? Improbable. Por lo tanto, la nitroglicerina casera en la gran mayoría de los casos sigue siendo solo un sueño.
