Erythritol tetranitrát: Porovnání verzí

Přidáno 277 bajtů ,  před 2 lety
bez shrnutí editace
(dusičnan barnatý a nitrace)
{{Infobox - chemická sloučenina}}
'''Erythritol tetranitrát''' (zkratkou '''ETN''')<ref>Erythritol tetranitrate was first synthesized by British chemist John Stenhouse (1809-1880) in 1849. He extracted the simple sugar erythritol (which he called "erythroglucin") from lichen and then studied its chemistry. See: John Stenhouse (1 January 1849) "Examination of the proximate principles of some of the lichens. Part II," Philosophical Transactions of the Royal Society (London), vol. 139, pages 393-401. Reprinted in German as: John von Stenhouse (1849) "Über die näheren Bestandtheile einige Flechten," Justus Liebigs Annalen der Chemie und Pharmacie, vol. 70, no. 2, pages 218-228. Condensed version (in German): John Stenhouse (12 Sept. 1849) "Über die näheren Bestandtheile einige Flechten," Pharmaceutisches Centralblatt, vol. 20, no. 40, pages 625-628.</ref> je [[Estery|esterem]] [[Polyol|polyolu]] eryhtritolu a [[Kyselina dusičná|kyseliny dusičné]], sumárním vzorcem C4H6N4O12. Jedná se o bílou látku, která se vyskytuje buď ve formě krystalického prášku, litých bloků nebo kapaliny (nad 61°C). Je významný svojí výbušností a středně velikou toxicitou. Pod názvem nitroglyn byl používán jako vasodilatátor. Dnes má primární využití v amatérsky připravovaných [[Rozbuška|rozbuškách]], sypkých, litých a [[Plastická trhavina|plastických trhavinách]]. Jde o látku s velmi podobnou citlivostí, stabilitou a výbušnou silou jakou má [[pentrit]]. Na rozdíl od něj se dá prakticky tavit za použití horké vody a odlévat, pro svoji nepatrně vyšší cenu a nepatrně nižší stabilitu oproti pentritu nemá průmyslové uplatnění. ETN je velmi málo rozpustný ve vodě, dobře rozpustný v [[Aceton|acetonu]] a dobře rozpustný v horkém methanolu/[[Ethanol|ethanolu]]. Vylitím horkého roztoku ETN v ethanolu/ethanolu do velkého množství vody krystalizuje ETN ve formě malých krystalických plátků (srovnatelně měkkých jako mýdlové vločky) se sypnou hustotou kolem 0,3 g/cm<sup>3</sup>, tyto lze jemně stlačit na 0,5 g/cm<sup>3</sup>, ručně lze prášek za použití větší síly stlačit až k přibližně k 1,2 g/cm<sup>3</sup>. Jemné re-krystalizované krystaly lze připravit převrácením procesu, tedy pomalým kapáním vody do roztoku ETN/ethanolu a důkladným mícháním. Průžné silikonové formy jsou pro odlévání ideální, vzhledem k jejich snadnému oddělení od ztuhlého ETN, nejvyšší hustoty se dosahuje pomalým chlazením taveného ETN (desítky minut až hodina), rychlé chlazení vede k lehce nižší hustotě litého ETN. Někdy lze při odlévání pozorovat mírný rozklad ETN, signalizovaný lehčím žloutnutím.
 
'''Erythritol tetranitrát''' (zkratkou '''ETN''')<ref>Erythritol tetranitrate was first synthesized by British chemist John Stenhouse (1809-1880) in 1849. He extracted the simple sugar erythritol (which he called "erythroglucin") from lichen and then studied its chemistry. See: John Stenhouse (1 January 1849) "Examination of the proximate principles of some of the lichens. Part II," Philosophical Transactions of the Royal Society (London), vol. 139, pages 393-401. Reprinted in German as: John von Stenhouse (1849) "Über die näheren Bestandtheile einige Flechten," Justus Liebigs Annalen der Chemie und Pharmacie, vol. 70, no. 2, pages 218-228. Condensed version (in German): John Stenhouse (12 Sept. 1849) "Über die näheren Bestandtheile einige Flechten," Pharmaceutisches Centralblatt, vol. 20, no. 40, pages 625-628.</ref> je [[Esteryestery|esterem]] [[Polyol|polyolupolyol]]u eryhtritolu[[eryhtritol]]u a [[Kyselinakyselina dusičná|kyseliny dusičné]], sumárním vzorcem C4H6N4O12C<sub>4</sub>H<sub>6</sub>N<sub>4</sub>O<sub>12</sub>. Jedná se o bílou látku, která se vyskytuje buď ve formě krystalického prášku, litých bloků nebo kapaliny (nad 61&nbsp;°C). Je významný svojí výbušností a středně velikouvelkou toxicitou. Pod názvem nitroglyn byl používán jako vasodilatátor. Dnes má primární využití v amatérsky připravovaných [[Rozbuška|rozbuškách]], sypkých, litých a [[Plastickáplastická trhavina|plastických trhavinách]]. Jde o látku s velmi podobnou citlivostí, stabilitou a výbušnou silou jakou má [[pentrit]]. Na rozdíl od něj se dá prakticky tavit za použití horké vody a odlévat, pro svoji nepatrně vyšší cenu a nepatrně nižší stabilitu oproti pentritu nemá průmyslové uplatnění. ETN je velmi málo rozpustný ve vodě, dobře rozpustný v &nbsp;[[Aceton|acetonuaceton]]u a dobře rozpustný v &nbsp;horkém methanolu/[[Ethanol|ethanolumethanol]]u a [[ethanol]]u. VylitímPři vylití horkého roztoku ETN v ethanolu/&nbsp;ethanolu do velkého množství vody krystalizuje ETN ve formě malých krystalických plátků (srovnatelně měkkých jako mýdlové vločky) se sypnou hustotou kolem 0,3 &nbsp;g/cm<sup>3</sup>, tyto lze jemně stlačit na 0,5 &nbsp;g/cm<sup>3</sup>, ručně lze prášek za použití větší síly stlačit až k přibližně k 1,2 &nbsp;g/cm<sup>3</sup>. Jemné re-krystalizované krystaly lze připravit převrácením procesu, tedy pomalým kapáním vody do roztoku ETN/ethanolu a důkladným mícháním. Průžné silikonové formy jsou pro odlévání ideální, vzhledem k jejich snadnému oddělení od ztuhlého ETN, nejvyšší hustoty se dosahuje pomalým chlazením taveného ETN (desítky minut až hodina), rychlé chlazení vede k lehce nižší hustotě litého ETN. Někdy lze při odlévání pozorovat mírný rozklad ETN, signalizovaný lehčím žloutnutím.
ETN má citlivost k nárazu kolem 3,28 J (prášek) a 3,79 J (lité), na stejném aparátu má pentrit citlivost 3,93 J. Citlivost ke tření je 38,9 N u prášku a 47,7 J u lité směsi. Pentrit má 75,1 J na stejném přístroji. Detonační rychlost lehce stlačeného prášku při hustotě 0,86 g/cm<sup>3</sup> je 4800 m/s a u litého ETN je při 1,70 g/cm<sup>3</sup> 8030 m/s. Detonační tlak litého ETN se tak pohybuje v blízkosti 300 kbar a brizancí značně předčí slabší vojenské plastické trhaviny jako je např. [[Semtex]] (detonační tlak kolem 225 kbar, lité [[Trinitrotoluen|TNT]] kolem 190).<ref>{{Citace elektronického periodika
 
ETN má citlivost k nárazu kolem 3,28 &nbsp;J (prášek) a 3,79 &nbsp;J (lité), na stejném aparátu má pentrit citlivost 3,93 &nbsp;J. Citlivost ke tření je 38,9 &nbsp;N u prášku a 47,7 &nbsp;J u lité směsi. Pentrit má 75,1 &nbsp;J na stejném přístroji. Detonační rychlost lehce stlačeného prášku při hustotě 0,86 &nbsp;g/cm<sup>3</sup> je 4800 m/s a u litého ETN je při 1,70 &nbsp;g/cm<sup>3</sup> 8030 8&nbsp;030&nbsp;m/s. Detonační tlak litého ETN se tak pohybuje v blízkosti 300 &nbsp;kbar a brizancí značně předčí slabší vojenské plastické trhaviny jako je např. [[Semtex]] (detonační tlak kolem 225 kbar, lité [[Trinitrotoluen|TNT]] kolem 190).<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení =
| jméno =
| datum vydání =
| datum přístupu = 21.2.2018
}}</ref> [https://www.youtube.com/watch?v=Yddnl7mMBZw Lité ETN] a jeho [https://vimeo.com/181376662 směsi s hexogenem/pentritem] jsou nejvíce brizantní výbušninou, kterou lze jednoduše amatérsky připravit. Takové směsi mohou mít detonační tlak P<sub>cj</sub> okolo 320 &nbsp;kbar. Lité směsi s &nbsp;[[Mannitolhexanitrát hexanitrátmannitolu|MHN]] mají vypočítaný P<sub>cj</sub> kolem 330 &nbsp;kbar, jejich příprava je ale lehce složitější (u MHN nelze jednoduše provést plnou nitraci do 6.šestého stupně a tak jsou lité náložky v praxi slabší než ty s &nbsp;RDX).<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení =
| jméno =
| datum vydání =
| datum přístupu = 3.3.2018
}}</ref> Nejsilnější vojenské výbušniny na bázi [[Oktogen|oktogenuoktogen]]u mají P<sub>cj</sub> lehcemírně přes 350 &nbsp;kbar.
 
ETN má kladnou kyslíkovou bilanci, protože na dokonalé spálení paliva v molekule stačí 11 &nbsp;atomů (molů) kyslíku a molekula si jich nese rovných 12. Přibližně lze tedy tvrdit, že detonace každého kilogramu ETN uvolní 55 &nbsp;g volného kyslíku (exploze nemusí nutně přesně sledovat naivní stechiometrii). ETN má tedy kyslíkovou bilanci + 5,5 &nbsp;%.k K&nbsp;dosažení nulové kyslíkové bilance by bylo nutno přidat k ETN kolem 1,3 &nbsp;% oleje nebo kolem 4 &nbsp;% práškového hliníku (směsi s &nbsp;práškovým hliníkem mají jasnější záblesk). Pro dosažení tříštivého účinku je mnohem vhodnější využít lehce kladné kyslíkové bilance ve výše zmíněných litých směsích s &nbsp;pentritem nebo hexogenem, které naopak mají lehce až středně zápornou kyslíkovou bilanci.
 
Těžiště současného použití je v &nbsp;amatérských dvojsložkových [[Rozbuškarozbuška|rozbuškách]], kde jese obvykle použitopoužívá náplně 1 &nbsp;g lehce slisovaného ETN a toto je iniciováno několika stovkami mgmiligramů třaskaviny (SA.DSSADS, dextrinovaný [[azid olovnatý]], [[HMTD]], TACP apod.)., Popř.případně v &nbsp;rozbuškách typu [[Rozbuška|NPED]], kde je uvnitř pevné dutinky uzavřeno několik gramů ETN bez třaskaviny. V &nbsp;provedení NPED se pak odděluje ETN přepážkou z &nbsp;kovové fólie od pyrotechnické směsi, která ETN zahřátím skrze fólii přiměje k detonaci.
 
ETN se připravuje esterifikací erythritolu. K tom&nbsp;tomu se používá buď směs 68% kyseliny dusičné a konc.koncentrované kyseliny sírové, popř.nebo směs koncentrované kyseliny dusičné a sírové. Další metodou je použití samotné konc.koncentrované kyseliny dusičné nebo směsi [[Dusičnandusičnan amonný|dusičnanu amonného]] (popř.nebo draselného) a kyseliny sírové. Použití směsi konc. kyseliny dusičné a sírové, popř. samotné konc. kyseliny dusičné dává nejlepší výtěžky. Při použití 68 % kyseliny dusičné, nebo směsi dusičnan(ů)dusičnanů a kyseliny sírové jsouje výtěžkyvýtěžnost nižší, obvykle kolem 30 - 40 &nbsp;% teorie. Nejméně vhodná je směs dusičnanu draselného a kyseliny sírové, protože vzniká hustá směs, kterou je složité míchat (výtěžkyvýtěžnost běžně kolem 30 &nbsp;%). V &nbsp;každém případě musí být erythritol co nejjemnější prášek. Erythritol i případně použité dusičnany musí být rovněž velmi jemně práškové a velmi dobře vysušené. Existují i více exotické techniky - např. použití směsi dusičnanu barnatého a kyseliny sírové. Vzniklá směs špatně rozpustného síranu barnatého a kyseliny dusičné/sírové je pak zfiltrována na vakuu - filtrát pak obsahuje nitrační směs - směs kyseliny dusičné a sírové a po provedení nitrace s &nbsp;erythritolem vykazuje až 50% výtěžky. V &nbsp;amatérských podmínkách bez digestoří se k &nbsp;nitraci používají skleněné nádobky s &nbsp;víčkem, popř. s &nbsp;dírou ve víčku, kterou prochází tyčinka na míchání. Takto se zabraňuje úniku dráždivých par. Nitrace je prováděna za silného chlazení, poslední stupeň nitrace je ale nutno provádět za pokojové/laboratorní teploty po dobu několika desítek minut až dvou hodin v &nbsp;závislosti na použité metodě. Velikou výhodou je, že nižší estery erythritolu (trinitrát, dinitrát, mononitrát) jsou dobře rozpustné ve vodě a nekontaminují tak vzniklý ETN. Vyloučený produkt je zfiltrován a rekrystalizován z &nbsp;ethanolu/ a nebo methanolu.
 
== Reference ==
 
{{Portály|Chemie}}
 
[[Kategorie:Výbušniny]]
[[Kategorie:Organické nitráty]]
Neregistrovaný uživatel