نمک اسید هیدرازوئیک سرب است (N3)2، یک ترکیب شیمیایی که به آن آزید سرب می گویند. این ماده کریستالی می تواند حداقل یکی از دو شکل کریستالی داشته باشد: شکل اول α با چگالی 4.71 گرم در سانتی متر مکعب، شکل دوم β 4.93. در آب ضعیف حل می شود، اما در مونو اتانول آمین خوب است. لطفا توصیه های ارائه شده در این مقاله را در خانه دنبال نکنید! سرب آزید یک شوخی نیست، بلکه یک ماده منفجره (منفجره) بسیار حساس است.
خواص
آزید سرب یک انفجار را آغاز می کند، زیرا حساسیت آن بسیار بالا است و قطر بحرانی آن بسیار کوچک است. در کلاهک های انفجار استفاده می شود. بدون تکنیک های فنی خاص و مهارت های مراقبت ویژه نمی توان آن را مدیریت کرد. در غیر این صورت، انفجاری رخ می دهد که گرمای آن به 1.536 مگاژول بر کیلوگرم یا 7.572 مگاژول در دسی متر مکعب می رسد.
آزید سرب دارای حجم گاز 308 لیتر در کیلوگرم یا 1518 لیتر در هر مربع است.دسی متر سرعت انفجار آن تقریباً 4800 متر بر ثانیه است. آزیدها که خواص آنها بسیار ترسناک به نظر می رسد، در طی واکنش تبادل بین آزیدهای فلز قلیایی محلول و محلول های نمک های سرب سنتز می شوند. نتیجه یک رسوب کریستالی سفید است. این سرب آزید است.
دریافت
واکنش معمولا با افزودن گلیسیرین، دکسترین، ژلاتین یا موارد مشابه انجام می شود که از تشکیل کریستال های خیلی بزرگ جلوگیری می کند و خطر انفجار را کاهش می دهد. سنتز آزید سرب در خانه توصیه نمی شود، حتی برای ساخت آتش بازی جشن. برای به دست آوردن آن، شرایط خاص، دانش و درک خطر و همچنین تجربه کافی به عنوان یک شیمیدان مورد نیاز است.
با این حال، اطلاعات بسیار زیادی در مورد ساخت این ماده منفجره خطرناک در شبکه وجود دارد. بسیاری از کاربران اینترنت تجربه خود را در مورد چگونگی تهیه سرب آزید در خانه به اشتراک می گذارند، از جمله شرح مفصلی از فرآیند و تصاویر گام به گام آن. گاهی اوقات متون حاوی هشدارهایی در مورد خطرات ساخت این کریستال های بی رنگ یا پودر سفید هستند، اما بعید است که جلوی همه را بگیرند. با این حال، باید به خاطر داشته باشید که سرب آزید چیست. فولمینات جیوه کمتر از استفاده از آن خطرناک است.
اصلاحات
اصلاحات کریستالی آزید سرب در مجموع چهار مورد توصیف شده است، اما در عمل یکی از این دو اغلب به دست می آید. یا یک پودر فنی سفید خاکستری است یا کریستال های بی رنگی که از ادغام به دست می آیندمحلول های سدیم آزید و استات سرب یا نیترات. در عمل، رسوب باید با پلیمرهای محلول در آب انجام شود تا محصولی نسبتاً ایمن به دست آید. اگر حلال های آلی مانند اتر اضافه شود و همچنین اگر برهمکنش انتشار محلول ها اتفاق بیفتد، شکل جدیدی تشکیل می شود که به صورت سوزنی و درشت متبلور می شود.
محیط اسیدی اشکال کمتر پایداری می دهد. در طی نگهداری طولانی مدت، قرار گرفتن در معرض نور و حرارت، کریستال ها از بین می روند. در آب نامحلول است، کمی در محلول آبی استات آمونیوم، سدیم و سرب محلول است. اما 146 گرم آزید کاملاً در صد گرم اتانول آمین حل می شود. در آب جوش تجزیه می شود و به تدریج اسید نیتریک آزاد می شود. با رطوبت و دی اکسید کربن، تجزیه می شود و در سطح پخش می شود. این زمانی است که کربنات و آزید اصلی سرب تشکیل می‌شوند.
تعاملات و حساسیت
نور آن را به نیتروژن و سرب تجزیه می کند - همچنین در سطح، و اگر تابش شدید را اعمال کنید، می توانید انفجاری از آزید تازه خرد شده و فوراً در حال تجزیه را دریافت کنید. سرب آزید خشک به فلزات واکنش نشان نمی دهد و از نظر شیمیایی پایدار است.
با این حال، خطر ظاهر شدن یک محیط مرطوب وجود دارد، پس تقریباً تمام آزیدهای فلزی در واکنش های خود خطرناک می شوند. ماده به دست آمده را از مس و آلیاژهای آن دور نگه دارید، زیرا مخلوط آزیدها و مس خواص انفجاری غیرقابل پیش بینی بیشتری دارد. همه واکنش های آزید سمی هستند و خود ماده سمی است.
حساسیت
آزیدها زیبا هستندمقاوم در برابر حرارت، تنها در دمای بالاتر از 245 درجه سانتیگراد تجزیه می شود و فلاش در حدود 330 درجه رخ می دهد. حساسیت ضربه بسیار زیاد است و هر گونه تولید آزیدها با عواقب بدی همراه است، صرف نظر از خشک یا مرطوب بودن آزید، خاصیت انفجاری خود را از دست نمی دهد، حتی اگر رطوبت تا سی درصد در آن انباشته شود.
به ویژه به اصطکاک حساس است، حتی بیشتر از برق‌آب جیوه. اگر آزید را در هاون آسیاب کنید، تقریباً بلافاصله منفجر می شود. اصلاحات مختلف آزیدهای سرب واکنش متفاوتی به ضربه نشان می دهند (اما همه واکنش نشان می دهند!). از آنجایی که کریستال ها با لایه ای از نمک های سرب پوشیده شده اند، ممکن است به پرتو آتش و جرقه واکنش نشان ندهند. اما این فقط برای نمونه هایی صدق می کند که برای مدتی ذخیره شده اند و در معرض دی اکسید کربن مرطوب هستند. آزید تازه تولید شده و از نظر شیمیایی خالص بسیار مستعد حمله شعله است.
انفجار
آزید سرب دقیقاً به دلیل حساسیت آن به اصطکاک و استرس مکانیکی بسیار خطرناک است. این امر به ویژه به اندازه بلورها و روش کریستالیزاسیون بستگی دارد. اندازه های کریستال بزرگتر از نیم میلی متر کاملاً انفجاری هستند. یک انفجار می تواند در هر مرحله از فرآیند سنتز به دنبال داشته باشد: همچنین می توان در مرحله اشباع محلول، هم در حین کریستالیزاسیون و هم در حین خشک شدن، تجزیه انفجاری را انتظار داشت. موارد زیادی از انفجارهای خود به خودی حتی با یک بار ریختن ساده محصول توصیف شده است.
شیمیدانان حرفه ای مطمئن هستند که آزید به دست آمده از استات سرب بسیار خطرناک تر از آن است که از نیترات سنتز می شود. او قادر به انفجار استمواد منفجره با شدت بالا بسیار بهتر از فولمینات جیوه هستند زیرا منطقه قبل از انفجار آزید باریکتر است. به عنوان مثال، بار آغازگر در یک درپوش چاشنی ساخته شده از آزید سرب خالص 0.025 گرم، هگزوژن به 0.02 و TNT 0.09 گرم است.
استفاده از آزیدها
استفاده از این آغازگر انفجارها در زمان های نه چندان دور توسط بشر انجام شده است. آزید سرب برای اولین بار در سال 1891 توسط شیمیدان کورتیوس به دست آمد، زمانی که او محلولی از استات سرب را به محلول آمونیوم آزید (یا سدیم - اکنون مشخص نیست) اضافه کرد. از آن زمان، آزید سرب در درپوش چاشنی فشرده شده است (تا هفتصد کیلوگرم در سانتی متر مربع اعمال می شود). علاوه بر این، زمان بسیار کمی از کشف تا اخذ پتنت گذشت - در سال 1907 اولین حق ثبت اختراع دریافت شد. با این حال، قبل از سال 1920، آزید سرب برای سازندگان دردسرهای زیادی ایجاد می کرد که کاربرد عملی کمی داشت.
حساسیت این ماده بسیار زیاد است و محصول نهایی کریستالی خالص حتی خطرناک تر است. اما ده سال بعد، روش هایی برای مدیریت آزیدها توسعه یافت، بارش با کلوئیدهای آلی شروع به استفاده کرد و سپس تولید انبوه صنعتی سرب آزید آغاز شد، که معلوم شد کمتر خطرناک و با این وجود برای تجهیز چاشنی ها مناسب است. دکسترین سرب آزید از سال 1931 در ایالات متحده تولید می شود. او به ویژه جیوه انفجاری را در چاشنی ها در طول جنگ جهانی دوم به شدت تحت فشار قرار داد. آتشفشانی جیوه در پایان قرن بیستم از کار افتاد.
ویژگی هابرنامه های کاربردی
از آزید سرب در کلاهک های شوک، برق و انفجار آتش استفاده می شود. معمولاً با افزودن THRS - سرب تری نیتروسورسینات، که حساسیت به شعله را افزایش می دهد، و همچنین تترازن، که حساسیت به خار و ضربه را افزایش می دهد، ارائه می شود. برای آزید سرب، کیس‌های فولادی ترجیح داده می‌شوند، اما از کیس‌های آلومینیومی نیز استفاده می‌شود، بسیار کمتر از قلع و مس.
سرعت انفجار پایدار که در آن از دکسترین سرب آزید استفاده می شود با شارژ 2.5 میلی متری یا بیشتر و همچنین شارژ طولانی آزید سرب مرطوب شده تضمین می شود. به همین دلیل است که دکسترین سرب آزید با محصولات با اندازه کوچک کار نمی کند. به عنوان مثال، در انگلستان به اصطلاح سرویس آزید انگلیسی وجود دارد، جایی که کریستال ها توسط کربنات سرب احاطه شده اند، این ماده حاوی 98٪ سرب است (N3) 2 و بر خلاف دکسترین، مقاوم در برابر حرارت و به طور فعال قابل انفجار است. با این حال، در بسیاری از عملیات بسیار خطرناک تر است.
تولید صنعتی
آزید سرب در مقیاس صنعتی به روشی مشابه در خانه به دست می آید: محلول های رقیق آزید سدیم و استات سرب (اما اغلب نیترات سرب) ادغام می شوند، سپس مخلوط می شوند (با حضور پلیمرهای محلول در آب). به عنوان مثال، دکسترین). این روش مزایا و معایبی دارد. دکسترین به به دست آوردن ذراتی با اندازه کنترل شده (کمتر از 0.1 میلی متر) کمک می کند که جریان پذیری خوبی دارند و به اصطکاک حساس نیستند. اینها همه مزیت هستند. از معایب آن می توان به این واقعیت اشاره کرد که ماده به دست آمده از این طریق رطوبت سنجی را افزایش داده است وابتکار عمل کاهش می یابد. روش هایی وجود دارد که در آن پس از تشکیل کریستال های دکسترین آزید، کلسیم استئارات به مقدار 0.25% به محلول اضافه می شود تا رطوبت و حساسیت کاهش یابد.
در اینجا مراقبت های اضافی انجام می شود و دوزهای دقیق اعمال می شود. اگر غلظت محلول های نیترات سرب (استات) با آزید سدیم بیش از ده درصد باشد، انفجار خود به خود در هنگام تبلور بسیار امکان پذیر است. و اگر اختلاط متوقف شود، انفجار کاملاً همیشه رخ می دهد. پیش از این، شیمیدانان تصور می کردند که کریستال های تشکیل شده از فرم β منفجر شده و از تنش داخلی منفجر می شوند. اما اکنون پس از بررسی های فراوان و دقیق مشخص شده است که فرم β را به صورت خالص نیز می توان به دست آورد و حساسیت آن مشابه شکل α است.
چه چیزی باعث انفجار می شود
در دهه هشتاد قرن گذشته به طور معتبر تأیید شد که علل انفجارها ماهیت الکتریکی دارند: بار الکتریکی در لایه های محلول مجدداً توزیع می شود و چنین واکنشی را از ماده تحریک می کند. به همین دلیل است که پلیمرهای محلول در آب اضافه شده و اختلاط دائمی انجام می شود. این از موضعی شدن بارهای الکتریکی جلوگیری می کند و بنابراین از انفجار خود به خود جلوگیری می کند.
برای رسوب آزید سرب، به جای دکسترین، اغلب از ژلاتین در محلول 0.4-0.5% استفاده می شود و کمی نمک روشل به آن اضافه می شود. پس از تشکیل آگلومراهای گرد، سوسپانسیون یک درصدی استئارات روی، یا آلومینیوم، یا (بیشتر) سولفید مولیبدن، باید به این محلول وارد شود.جذب روی سطح کریستال ها اتفاق می افتد که به عنوان روان کننده جامد خوب عمل می کند. این روش باعث می شود که آزید سرب کمتر به اصطکاک حساس شود.
هدف نظامی
برای اینکه آزید سرب حساسیت خود را نسبت به شعله بهبود بخشد، از عملیات سطحی کریستال ها با محلول های نیترات سرب و استیفنات منیزیم برای تشکیل فیلم استفاده می شود. کلاهک برای مقاصد نظامی متفاوت تولید می شود. دکسترین و ژلاتین لغو می شوند و به جای آن از افزودن سدیم کربوکسی متیل سلولز یا پلی وینیل الکل استفاده می شود. در نتیجه، محصول نهایی با مقدار بیشتری از آزید سرب نسبت به روش رسوب دهی دکسترین، 96-98٪ در مقابل 92٪ به دست می آید. علاوه بر این، این محصول رطوبت کمتری دارد و توانایی شروع به شدت افزایش می یابد.
اگر محلول ها به سرعت تخلیه شوند و پلیمرهای محلول در آب اضافه نشوند، به اصطلاح آزید سرب کلوئیدی تشکیل می شود که حداکثر توانایی شروع انفجار را دارد، اما از نظر فناوری به اندازه کافی پیشرفته نیست - جریان پذیری ضعیف است.. گاهی اوقات در چاشنی های الکتریکی به عنوان مخلوطی از محلول اتیل استات نیتروسلولز با آزید سرب کلوئیدی استفاده می شود.
