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有红棕色有毒可燃气体生成;整个反应过程要持 续到二小时。
雷汞成重沉淀物而析出。瓶中温度降低即表示反应已告结束。硝酸汞溶液和乙醇相互作用非常复杂,同时发生一系列的副反应。
制得的粗雷汞用过滤法使与母液分开,为此将反应瓶内容物倒入真空过滤器内或小心地用滤纸过滤出雷酸汞晶体;倒的工序是危险的,因此将瓶倒放在有导管的接受器上,而剩在反应瓶内的粗雷汞以喷射的冷水洗涤。在真空过滤器上的雷汞也需用水洗一次。(或用蒸馏水洗 涤晶体数次,直到用蓝色石蕊试纸测不出酸性为止)为了彻底洗去雷汞中残余的母液,包括对雷汞的安定性和制品的金属零件有害的各种杂质和酸,将雷汞和真空过滤器一起移入洗涤装置上,洗涤40一60分钟,水流是在不大的压力下从下方流过雷汞层。
将洗过的雷汞收集于玻璃罐中,注满水保存。使用雷汞制造药剂和装填信管时,须首先用真空过滤器从雷汞中滤出水分,然后在温度为50℃,真空度为50公厘,以热水加热的真空干燥器中进行干燥
黑索今(RDX)
化学名为 环三亚甲基三硝铵。1899年由TG。Henning首先合成;1922年证实它是一种炸药;开始应用于军事领域。
RDX为无色晶体;不吸湿;不溶水。易融于丙酮。熔点204。1度;晶体密度1。779g/cm3;爆发点230度(5秒);爆热5760kj/kg;爆速8639m/s;撞击感度80%(10kg25cm)
黑索今是制造A,B,C系列混合炸药的重要原料,也可以直接装药,不过因为感度大,比较危险。现在我就来教大家合成黑索今。
方法一:直接硝解法
主反应(CH2)6N4+6HNO3=(CH2)3(NNO2)3
副反应(CH2)6N4+6HNO3=6CN2(ONO2)2=4NH4NO3
原料:乌洛托品(C。P)10g (0。071mol) 浓硝酸98%(C。P)110g(71。5ml)(1。71mol)
仪器:三口瓶(或高型烧杯)250ml一个,冰盐浴一个,电动搅拌机一台(或手动搅拌,不过比较辛苦),3号砂芯漏斗一个,加料漏斗一个,温度计一支。
制备过程:在装有搅拌器和温度计的反应容器中加入100g浓硝酸,置于冰盐浴中。开动搅拌,冷却至10度时开始加料,在15分钟内加完10克乌洛托品,控制反应温度为15…20度。加料完毕后继续保温搅拌15分钟,然后将硝化液缓慢倒入装有300克碎冰的容器中稀释,用玻璃棒进行搅拌,使稀释液温度保持在10度以下,碎冰融化后用3号砂芯漏斗抽滤,滤饼水洗至中性,在50…60度条件下烘干即得成品,得率81%左右(以乌洛托品计)
注意事项:
1、必须在12…15分钟内均匀加入乌洛托品,否则由于硝化反应过于激烈,致使反应物局部分解。
2、必须保证碎冰的清洁,否则容易将杂质带如黑索今中。
方法二:综合法(也叫醋酐法或KA法)
反应原理:(CH2)6N4+4HNO3+22NH4NO3+6(CH3CO)2O=2(CH2NNO2)3+12CH3COOH
原料:乌洛托品(C。P)10g; 浓硝酸98%(C。P)15ml;硝酸铵(C。P)18。7g;醋酐(C。P)62ml;
冰醋酸(C。P)18ml
仪器:三口瓶(或高型烧杯)250ml一个,滴定管50ml二支,水浴一个,2号砂芯漏斗一个
制备过程:将10克乌洛托品溶于18ml冰醋酸中,配成HA…ACOH溶液(溶液I)。将18。7g硝酸铵溶于15ml浓硝酸中配成NH4NO3…HNO3溶液(溶液II)。向反应容器中加入62ml醋酐,搅拌升温至60…65度,将I、II号溶液匀速加入,约15分钟加完。加料过程中保持II号溶液稍先于I号溶液。继续在60…65度保温搅拌15至30分钟,然后降温至20度,用水稀释反应液到30%…50%醋酸浓度后过滤。水洗滤饼至中性,在50…60度条件下烘干即得成品。
…
补充一下:总得率70%…75%。
注意事项:
在配制溶液时需在热水浴中加热震荡,使固相溶解加快,并使溶液迅速呈均一相。
以上两种制备RDX的方法成本都比较高,直接硝解法要用大量的98%硝酸,而且98%硝酸很难弄到。醋酐法也要用大量的醋酸和醋酐,不过比较容易弄到。得率也高,所以建议采用醋酐法。
以上两种制备RDX的方法,对仪器的要求不高。除了反应容器和温度计、加热或制冷设备是必备的,其他的都可以因陋就简:电动搅拌可以用手动,不过比较累。砂芯漏斗可以用布氏漏斗或普通漏斗替代。加料漏斗和滴定管可以用大试管或小烧杯替代,不过要注意加料均 匀。在反应容器的选择方面,我个人认为高型烧杯要比三口瓶好,更容易控制反应过程。
整个反应过程没什么危险,不会爆炸。不过要做好个人防护,戴上橡胶手套,防止浓酸对手的伤害。
ps
黑索金的实验室制备工艺
黑索金的制造过程是由下列工序组成:
1)环六次甲基四胺(乌洛托品)的硝化,
2)黑索金的沉淀,
3)黑索金的洗涤,
4)黑索金的干燥。
硝化环六次甲基四胺(乌洛托品)是在硝化器内用硝酸来实现的。反应温度约保持在20C。硝酸要用得很多'一份环六次甲基四胺(乌洛托品)需12—18份硝酸(以重量计)'。
将硝化器的含物移入稀释器中,放入大量的水,以便能完全析出溶于过剩硝酸中的黑索金)。
将弱硝酸和悬浮在其中的黑索金放到真空漏斗上,此时黑索金就与酸分离,并用少量的水洗涤之。用真空器去水后,将黑索金连同真空漏斗送去水洗。
将黑索金放在有搅拌器的槽中,用冷水和热水洗几次洗去残余的酸。
在热洗后,仍在原槽中加入钝化剂及染料进行黑索金的钝化。
洗好的黑索金在真空漏斗上去水,烘干并包装。
简易法制备:
环六次甲基四胺(乌洛托品)(50克) ,浓硝酸(550毫升)、 漏斗、滤纸、塑胶杯、 蒸馏水、 摄氏温度计、 食盐 、蓝色石蕊试纸、 冰、 硝酸铵。
步骤:
1)把冰盐混合物放入塑胶杯,再把烧杯放入塑胶杯中,小心向烧杯倒入550毫升浓硝酸;
2)当酸液冷却到低于20摄氏度时,慢慢加入研碎的环六次甲基四胺并搅拌,这时温度回升高,切勿使温度高于30摄氏度;
3)加更多的冰、盐或硝酸铵到塑胶杯里,使温度低于0度,继续搅拌,保持0度以下至少20分钟;
4)将烧杯中的混合物倒入一个装满冰的大烧杯中,震荡并搅拌,当冰全部融化后,用滤纸过滤,保留滤纸上的晶体;
5)用蒸馏水洗涤晶体,直到用试纸测不出酸性为止;
6)把晶体保存在阴凉避光处;
应用:
1)混合88。3%(质量比)黑索金。1%矿物油、0。6%卵磷脂,可制成C…1炸药;
2)混合一半质量的黑索金与一半质量的T。N。T。,制成复合炸药H。M。X。;
3)可在R。D。X。中加入硝酸铵或硝酸钾,提高它的稳定性
苦味酸
2…4…6三硝基苯酚,俗称苦味酸,代号PA。1771年由英国人P。Woulfe首先制得;最初只用作黄色染料;1885年法国开始用作炸药装弹。一战期间;它是主要的军用炸药;威力比TNT大;仅次于硝化甘油。安定性好;制备方法简单;是军事上最早使用的一种 猛炸药。
苦味酸为淡黄色晶体;易溶于热水和乙醇;乙醚;难溶于冷水。熔点122。度;晶体密度1。763g/cm3。爆速7350m/s。撞击感度32%(10kg/25cm)
苦味酸的一个重要缺点是具有酸性;当有水存在时与金属氧化物反应;生成感度大的苦味酸盐;很容易爆炸。在使用苦味酸的过程中要充分干燥;防止生成苦味酸盐。
目前苦味酸已不在用作炸药使用;但它是制造苦氨酸和苦味酸铵(D炸药)的原料;它本身一种黄色染料;也可用于制造其他染料和照相用品;医药上用作外科收敛剂(俗称黄药水)所以能在普通试剂店买到。一般500g瓶装的苦味酸(C。P)每瓶25元左右。
从试剂店买到的瓶装的苦味酸颗粒较大;有条件的话最好粉碎成40…60目筛之间的 颗粒;再经过充分干燥以后方能使用。苦味酸感度不大;粉碎后用套有橡胶皮的木棍能很容易地压装。苦味酸和金属弹体直接接触可能有腐蚀现象;采用聚乙烯塑料薄膜衬层或涂防腐蚀漆能有效防止它对壳体的腐蚀。
补充一下:如果觉得机械粉碎苦味酸比较危险或不方便,可以用重结晶的方法制得细小的晶体,具体做法如下:用热水配制苦味酸溶液;用水浴加热至90度;加入苦味酸晶体至不再溶解为止。在强烈的搅拌下将容器迅速冷却至10度以下。过滤;在60度的烘箱只烘干。 就能得到细小的晶体。不过这样做会损失一些晶体;晶体回收率只有90%左右。
在操作过程只要注意个人防护;赤手接触苦味酸会使皮肤变黄;热的苦味酸浓溶液滴在皮肤上会造成严重伤害;所以接触到苦味酸时一定要戴上橡胶手套。
太安(PETN)
化学名为 季戊四醇四硝酸酯。1894年由B。Tollens制得;二战期间PETN由于性质稳定;威力大;成为重要的高能炸药之一。
PETN为白色晶体;不吸湿;不溶水。易融于丙酮。熔点142。9度;晶体密度1。76g/cm3;爆发点225度(5秒);爆热6300kj/kg;爆速8300m/s;撞击感度100%(10kg25cm)
太安一般用来装填雷管和制造传爆药柱导爆索;还可以制造某些混合炸药和塑性炸药;例如太安和TNT的混合物:彭托莱特(Pentolite。有50/50;70/30;75/25三种比例)用于装填聚能弹。太安还可以用来敏化不敏感的硝铵;铵油炸药。我在一次爆破实验中用微型电雷管(比7号电池的一半还小;装药直有1。5g)和10g太安(作为传爆药)成功的引爆了150g铵油炸药(通常要用8号电雷管才能引爆)
用硝酸法合成太安的反应式如下
C(CH2OH)4+4HNO3=C(CH2ONO2)4+H2O
原料:浓硝酸98%(C。P)120g(78ml) 季戊四醇(C。P)20g
仪器:高型烧杯(或三口瓶)250ml一个;电动搅拌机一台(或手动搅拌;不过比较辛苦);冰盐浴一个;布氏漏斗抽滤装置一套;温度计一根。
制备过程:将120g浓硝酸倒入反应容器中;在冰盐浴中冷却至10度。在强烈搅拌下10分钟内均匀加入20克季戊四醇;控制加料速度和冰盐浴的冷却能力;使反应温