Азид свинца¶

Азид свинца — неорганическое соединение свинца с азидогруппой, химическая формула Pb(N₃)₂. Представляет собой белый или слегка розоватый кристаллический порошок, относящийся к классу инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ). Является одним из наиболее распространённых первичных взрывчатых веществ, используемых в капсюлях-детонаторах для возбуждения детонации в зарядах вторичных взрывчатых веществ.

¶Физические и химические свойства

Азид свинца кристаллизуется в двух полиморфных модификациях: орторомбической (α-форма) и моноклинной (β-форма). α-форма стабильна при нормальных условиях, β-форма метастабильна и при хранении постепенно переходит в α-форму. Плотность кристаллов составляет около 4,8 г/см³. Вещество практически нерастворимо в холодной воде (0,023 г/100 мл при 18 °C) и органических растворителях, слабо растворимо в горячей воде, что позволяет проводить его перекристаллизацию.

При нагревании выше 250 °C азид свинца разлагается с выделением металлического свинца и азота. Соединение чувствительно к действию света, под влиянием которого поверхность кристаллов темнеет вследствие частичного разложения. Химически азид свинца взаимодействует с кислотами с образованием азотистоводородной кислоты (HN₃), которая сама по себе токсична и взрывоопасна. С медью и её сплавами вещество образует чрезвычайно чувствительный азид меди, что ограничивает использование медных деталей в конструкции изделий, содержащих азид свинца.

¶Взрывчатые характеристики

Азид свинца относится к инициирующим взрывчатым веществам — соединениям, способным под действием простого начального импульса (накола, луча огня, электрической искры) детонировать и возбуждать детонацию в менее чувствительных вторичных ВВ (тротил, гексоген, октоген).

Ключевые показатели:

• Скорость детонации: около 4500–5300 м/с (зависит от плотности и диаметра заряда).
• Теплота взрыва: примерно 1,5–1,7 МДж/кг.
• Объём газообразных продуктов: около 230 л/кг.
• Температура вспышки: около 320–360 °C (при быстром нагреве).

Чувствительность азида свинца к удару ниже, чем у гремучей ртути, однако выше чувствительность к лучу огня и наколу. Критическая плотность, при которой возможна устойчивая детонация, составляет около 1,0 г/см³. Важной особенностью является способность детонировать во влажном состоянии, что выгодно отличает его от гремучей ртути, теряющей чувствительность при увлажнении.

¶Получение

В промышленности азид свинца получают взаимодействием водных растворов азида натрия (NaN₃) и растворимой соли свинца (обычно нитрата свинца Pb(NO₃)₂). Реакция протекает в водной среде при перемешивании и контролируемой температуре (50–70 °C):

Pb(NO₃)₂ + 2NaN₃ → Pb(N₃)₂↓ + 2NaNO₃

Осадок азида свинца отфильтровывают, промывают водой и сушат. Для снижения чувствительности и улучшения сыпучести в процессе кристаллизации в раствор добавляют желатин, декстрин или другие стабилизирующие добавки. Получаемый продукт может содержать до 2–4 % декстрина, что несколько снижает его чувствительность к механическим воздействиям, но делает его безопаснее в обращении.

Процесс требует строгого соблюдения техники безопасности: азид натрия токсичен, а сам азид свинца в сухом виде крайне чувствителен к трению и удару. Работы ведутся в специальных помещениях с дистанционным управлением, с использованием защитных экранов.

¶Применение

Основная область применения азида свинца — производство капсюлей-детонаторов и электродетонаторов для промышленных взрывных работ, а также средств инициирования в боеприпасах военного назначения. Благодаря высокой инициирующей способности, он используется для возбуждения детонации в зарядах тротила, гексогена и других мощных ВВ.

В отличие от гремучей ртути, азид свинца не взаимодействует с алюминием, что позволяет использовать алюминиевые гильзы в конструкции детонаторов. Однако он вступает в реакцию с медью и латунью, поэтому внутренние поверхности медных деталей, контактирующие с азидом, покрывают лаком или используют алюминиевые и стальные комплектующие.

Азид свинца применяется в смеси с другими веществами для создания составов, обладающих оптимальной чувствительностью к различным видам начального импульса. Например, добавление тетразена (тетразол) повышает способность к возбуждению детонации от луча огня, а добавки некоторых окислителей улучшают воспламеняемость.

¶Токсичность и опасность

Азид свинца токсичен. Соединения свинца обладают кумулятивным действием и поражают нервную систему, почки и кроветворные органы. Азид-ион также оказывает токсическое действие, вызывая головные боли, снижение давления и спазмы сосудов. При работе с веществом необходимо исключить попадание пыли в дыхательные пути и на кожу.

В сухом виде азид свинца чрезвычайно опасен: трение, удар, искра или даже падение кристаллов на твёрдую поверхность могут вызвать взрыв. Хранение и транспортировка осуществляются во влажном состоянии (под слоем воды) или в специальной таре, исключающей механические воздействия. Утилизация отходов производится путём осторожного разложения раствором щёлочи или нитрита натрия с последующей нейтрализацией.

¶См. также

• Гремучая ртуть
• Тетразен
• Стифнат свинца
• Капсюль-детонатор

¶Источники

• Орлова Е. Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. — Л.: Химия, 1973.
• Лурье Б. А. Справочник по взрывчатым веществам. — М.: Воениздат, 1963.
• Федорoff Б. Т., Шехтер Б. И. Химия взрывчатых веществ. — М.: Оборонгиз, 1941.
• Meyer R., Köhler J., Homburg A. Explosives. — 6th ed. — Weinheim: Wiley-VCH, 2007.