Erythritol tetranitrát: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
Robot: Opravuji 0 zdrojů a označuji 1 zdrojů jako nefunkční) #IABot (v2.0.1
JAnDbot (diskuse | příspěvky)
m {{Autoritní data}}; kosmetické úpravy
Řádek 1:
{{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]]u [[eryhtritol]]u a [[kyselina dusičná|kyseliny dusičné]], sumárním vzorcem C<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 velkou 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&nbsp;[[aceton]]u a dobře rozpustný v&nbsp;horkém [[methanol]]u a [[ethanol]]u. Při vylití horkého roztoku ETN v&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 - ještě jemnější krystaly lze získat šokovým ochlazením nasyceného roztoku ethanolu s ETN z 55&nbsp;°C na teplotu pod -10&nbsp;°C v chladicí lázni.. Pružné 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&nbsp;J (prášek) a 3,79&nbsp;J (lité), na stejném aparátu má pentrit citlivost 3,93&nbsp;J (citlivost roztaveného - tedy kapalného ETN je ale velmi vysoká - srovnatelná s třaskavinami jako je TATP a proto se s ním nesmí v roztavené formě riskovat nárazy či pády). 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.
'''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]]u [[eryhtritol]]u a [[kyselina dusičná|kyseliny dusičné]], sumárním vzorcem C<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 velkou 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&nbsp;[[aceton]]u a dobře rozpustný v&nbsp;horkém [[methanol]]u a [[ethanol]]u. Při vylití horkého roztoku ETN v&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 - ještě jemnější krystaly lze získat šokovým ochlazením nasyceného roztoku ethanolu s ETN z 55°C na teplotu pod -10°C v chladicí lázni.. Pružné 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&nbsp;J (prášek) a 3,79&nbsp;J (lité), na stejném aparátu má pentrit citlivost 3,93&nbsp;J (citlivost roztaveného - tedy kapalného ETN je ale velmi vysoká - srovnatelná s třaskavinami jako je TATP a proto se s ním nesmí v roztavené formě riskovat nárazy či pády). 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.
 
ETN je schopno silné exploze i při zahřívání malých množství. 20 mg ETN volně položeného na alobalu a zahřáto zespodu plamenem může silně explodovat.
 
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> 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 =
| titul = Explosive Properties of Melt Cast Erythritol Tetranitrate (ETN)
| periodikum =
| vydavatel =
| url = http://www.wydawnictwa.ipo.waw.pl/cejem/vol_14_No_2_Early_View/Kunzel.pdf
| datum vydání =
| datum přístupu = 21.2.2018
}}</ref> V Hessově zkoušce dává lité ETN nad 26 mm, Semtex ve stejné zkoušce 21 mm. [https://www.youtube.com/watch?v=Yddnl7mMBZw Lité ETN] a jeho [https://vimeo.com/181376662 směsi s hexogenem/pentritem]{{Nedostupný zdroj}} 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;[[hexanitrát mannitolu|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 šestého stupně a tak jsou lité náložky v praxi slabší než ty s&nbsp;RDX).<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení =
| jméno =
| titul = Three Insensitive Energetic Co-crystals of 1-Nitronaphthalene, with 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT), 2,4,6-Trinitrophenol (Picric Acid) and D-Mannitol Hexanitrate (MHN)
| periodikum = Central European Journal of Energetic Materials
| vydavatel =
| url = http://tetrazolelover.at.ua/Unsorted/New/Mannitolhxnitrate_nitronaftalene.pdf
| datum vydání =
| datum přístupu = 3.3.2018
}}</ref> Nejsilnější vojenské výbušniny na bázi [[oktogen]]u mají P<sub>cj</sub> 350 - 370 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&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 [[rozbuška|rozbuškách]], kde se obvykle používá náplně 1&nbsp;g lehce slisovaného ETN a toto je iniciováno několika stovkami miligramů třaskaviny (SADS, dextrinovaný [[azid olovnatý]], [[HMTD]], TACP apod.), případně v&nbsp;rozbuškách typu 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&nbsp;tomu se používá buď směs 68% kyseliny dusičné a koncentrované kyseliny sírové nebo směs koncentrované kyseliny dusičné a sírové. Další metodou je použití samotné koncentrované kyseliny dusičné nebo směsi [[dusičnan amonný|dusičnanu amonného]] (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 dusičnanů a kyseliny sírové je výtěžnost nižší, obvykle kolem 30 - 40&nbsp; % (vzácněji mohou být ale i přes 95 %). Například nitrace 20 g erythritolu směsí 60 g dusičnanu ammonného a 110 ml 96 % kyseliny sírové tak poskytne 20 - 45 g ETN po rekrystalizaci (alternativní postup je 110 ml kyseliny sírové 96%, 80 g dusičnanu amonného a 20 g erythritolu s výtěžkem 20 - 45 g ETN). 540 ml 96 % kyseliny sírové, 360 ml 68 % kyseliny dusičné a 150 g erythritolu poskytne až 300 g ETN. Nejméně vhodná je směs dusičnanu draselného a kyseliny sírové, protože vzniká hustá směs, kterou je složité míchat (výtěžnost 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 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;inertním plastovým víčkem (teflon), 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 čtyř hodin v&nbsp;závislosti na použité metodě. Při přípravě je nutné mít vedle nádobu s alespoň 5 l vody pro případ vyvření směsi - vroucí směs v nádobě se do ni v případě nehody vhodí. Vyvření směsi hrozí při nedokonalém chlazení vlivem rychlého přidávání erythritolu a špatného míchání. Velikou výhodou je, že nižší estery erythritolu (trinitrát, dinitrát, mononitrát) jsou dobře rozpustné ve vodě a nekontaminují tak vzniklý ETN. Vyloučený produkt je zfiltrován, zneutralizován jedlou sodou rozpuštěnou ve vodě, promyt destilovanou vodou a rekrystalizován z&nbsp;ethanolu a nebo methanolu (tzn. že ETN je rozpuštěn v poměru 1:10 v teplém ethanolu - tj. např. 10 g ve 100 ml ethanolu o teplotě 65&nbsp;°C a tento roztok je vylit do litru chladné vody, vyloučené ETN je po 10 - 15 minutách odfiltrováno). Rekrystalizace se provádí pro odstranění uvězněných kapiček nitrační směsi uvnitř krystalů ETN, tyto uvězněné kapičky by snižovaly skladovací stabilitu ETN a znemožňovaly by odlévání).
 
== Reference ==
<references />
{{Autoritní data}}
 
{{Portály|Chemie}}