Nitroglicerina - um dos explosivos mais famosos, a base da composição da dinamite. Ele encontrou ampla aplicação em muitas áreas da indústria devido às suas características, mas até agora um dos principais problemas associados a ele é a questão da segurança.
Histórico
A história da nitroglicerina começa com o químico italiano Ascanio Sobrero. Ele primeiro sintetizou esta substância em 1846. Foi originalmente dado o nome de piroglicerina. Já Sobrero descobriu sua grande instabilidade - a nitroglicerina poderia explodir mesmo com concussões ou golpes fracos.
O poder da explosão da nitroglicerina teoricamente o tornava um reagente promissor nas indústrias de mineração e construção - era muito mais eficaz do que os tipos de explosivos que existiam na época. No entanto, essa instabilidade representava uma ameaça muito grande durante seu armazenamento e transporte - então a nitroglicerina foi colocada em segundo plano.
As coisas mudaram um pouco com a aparição de Alfred Nobel e sua família- pai e filhos iniciaram a produção industrial desta substância em 1862, apesar de todos os perigos a ela associados. No entanto, aconteceu algo que deveria ter acontecido mais cedo ou mais tarde - ocorreu uma explosão na fábrica e o irmão mais novo de Nobel morreu. O pai, depois de sofrer, se aposentou, mas Alfred conseguiu continuar a produção. Para melhorar a segurança, ele misturou nitroglicerina com metanol - a mistura era mais estável, mas muito inflamável. Ainda não foi final.
Viram dinamite - nitroglicerina absorvida pela terra de diatomáceas (rocha sedimentar). A explosividade da substância diminuiu em várias ordens de magnitude. Mais tarde, a mistura foi melhorada, a terra diatomácea foi substituída por estabilizadores mais eficazes, mas a essência permaneceu a mesma - o líquido foi absorvido e deixou de explodir ao menor tremor.
Propriedades físicas e químicas
Nitroglicerina é um nitroéster de ácido nítrico e glicerol. Em condições normais, é um líquido oleoso amarelado e viscoso. A nitroglicerina é insolúvel em água. Nobel usou essa propriedade: para preparar a nitroglicerina para uso após o transporte e liberá-la do metanol, ele lavou a mistura com água - álcool metílico dissolvido nela e saiu, e a nitroglicerina permaneceu. A mesma propriedade é utilizada na preparação da nitroglicerina: o produto da síntese é lavado com água para remover os restos dos reagentes.
A nitroglicerina hidrolisa (para formar glicerol e ácido nítrico) quando aquecida. Semaquecimento vai hidrólise alcalina.
Propriedades explosivas
Como já mencionado, a nitroglicerina é extremamente instável. No entanto, aqui vale a pena fazer uma observação importante: é suscetível precisamente ao estresse mecânico - explode de uma concussão ou impacto. Se você apenas incendiá-lo, o líquido provavelmente queimará silenciosamente sem uma explosão.
Estabilização da nitroglicerina. Dinamite
A primeira experiência de Nobel em estabilizar a nitroglicerina foi com dinamite - o kieselguhr absorveu completamente o líquido e a mistura ficou segura (até, é claro, ser ativada em uma bomba de demolição). A razão pela qual a terra diatomácea é usada é por causa do efeito capilar. A presença de microtúbulos nesta raça provoca a absorção efetiva do líquido (nitroglicerina) e sua retenção ali por um longo tempo.
Obtenção em Laboratório
A reação para obtenção da nitroglicerina em laboratório já é a mesma utilizada por Sobrero - esterificação na presença de ácido sulfúrico. Primeiro, uma mistura de ácidos nítrico e sulfúrico é tomada. Os ácidos são necessários concentrados, com uma pequena quantidade de água. Além disso, a glicerina é gradualmente adicionada à mistura em pequenas porções com agitação constante. A temperatura deve ser mantida baixa, pois em solução quente, ao invés de esterificação (formação de éster), o glicerol será oxidado com ácido nítrico.
Mas como a reação ocorre com a liberação de uma grande quantidade de calor, a mistura deve ser resfriada constantemente (geralmentefeito com gelo). Como regra, é mantido em torno de 0 ° C, ultrapassando a marca de 25 ° C pode ameaçar com uma explosão. A temperatura é constantemente monitorada com um termômetro.
A nitroglicerina é mais pesada que a água, mas mais leve que os ácidos minerais (nítrico e sulfúrico). Portanto, na mistura de reação, o produto ficará em uma camada separada na superfície. Após o término da reação, o recipiente deve ser resfriado, aguardar até que a quantidade máxima de nitroglicerina se acumule na camada superior e, em seguida, esvaziá-lo em outro recipiente com água fria. Depois vem a lavagem intensiva em grandes volumes de água. Isso é necessário para purificar a nitroglicerina de todas as impurezas da melhor forma possível. Isso é importante porque, juntamente com os restos de ácidos que não reagiram, a explosividade de uma substância aumenta várias vezes.
Produção industrial
Na indústria, o processo de obtenção de nitroglicerina há muito foi automatizado. O sistema que está em uso atualmente, em seus principais aspectos, foi inventado em 1935 por Biazzi (e é chamado de instalação Biazzi). As principais soluções técnicas nele são separadores. A mistura primária de nitroglicerina não lavada é primeiro separada no separador sob a ação de forças centrífugas em duas fases - aquela com nitroglicerina é levada para lavagem adicional e os ácidos permanecem no separador.
As demais etapas de produção são as mesmas que as padrão. Ou seja, misturar glicerol e nitraçãomisturas no reator (produzidas com a ajuda de bombas especiais, misturadas com um agitador de turbina, o resfriamento é mais potente - com freon), várias etapas de lavagem (com água e água levemente alcalinizada), cada uma delas precedida por uma etapa com um separador.
A planta Biazzi é bastante segura e tem um desempenho bastante alto em comparação com outras tecnologias (no entanto, geralmente uma grande quantidade de produto é perdida durante a lavagem).
Condições da casa
Infelizmente, embora felizmente, fazer nitroglicerina em casa envolve muitas dificuldades, que na maioria das vezes não valem o resultado.
A única maneira possível de sintetizar em casa é obter nitroglicerina a partir do glicerol (como no método laboratorial). E aqui o principal problema são os ácidos sulfúrico e nítrico. A venda desses reagentes é restrita a certas entidades legais e é estritamente controlada pelo governo.
A solução óbvia é sintetizá-los você mesmo. Júlio Verne em seu romance "A Ilha Misteriosa", falando sobre o episódio da produção de nitroglicerina pelos personagens principais, omitiu o momento final do processo, mas descreveu com grande detalhe o processo de obtenção dos ácidos sulfúrico e nítrico.
etc. A pessoa viciada média terá? Improvável. Portanto, a nitroglicerina caseira na grande maioria dos casos continua sendo apenas um sonho.
