Нитроглицерин — свойства и применение¶
Нитроглицерин (тринитроглицерин, ТНГ, C₃H₅(ONO₂)₃) — органическое нитросоединение, сложный эфир глицерина и азотной кислоты. При нормальных условиях — маслянистая бесцветная (желтоватая) жидкость без запаха, тяжелее воды, почти нерастворимая в воде, хорошо растворяется в органических растворителях. Обладает крайне высокой взрывчатой активностью: детонирует от удара, трения, нагревания выше 200 °C, электрической искры. Широко применяется как взрывчатое вещество в промышленности и как лекарственное средство для лечения заболеваний сердца.
¶Физические и химические свойства
Чистый нитроглицерин — вязкая жидкость с плотностью около 1,6 г/см³, температура плавления 13 °C, кипения при атмосферном давлении около 290 °C (с разложением). Мало растворим в воде, смешивается с эфиром, спиртом, хлороформом, ацетоном. При нормальных условиях химически сравнительно устойчив, но под действием щелочей гидролизуется с образованием солей азотной кислоты и глицерина.
Основная реакция получения — нитрование глицерина смесью азотной и серной кислот:
C₃H₅(OH)₃ + 3 HNO₃ → C₃H₅(ONO₂)₃ + 3 H₂O
Серная кислота выступает водоотнимающим агентом и катализатором. Процесс экзотермичен, требует охлаждения, так как перегрев приводит к разложению продукта и взрыву.
¶Взрывные свойства
Нитроглицерин относится к инициирующим и бризантным взрывчатым веществам сверхвысокой мощности. Детонационная скорость — около 7700 м/с, плотность взрывного газа и энергия делают его одним из самых мощных массовых ВВ. Чувствительность к механическому воздействию крайне высока: капля, упавшая с высоты нескольких сантиметров на твёрдую поверхность, может взорваться. Именно эта чувствительность ограничивала его применение до разработки безопасных форм.
¶История
Нитроглицерин впервые получил итальянский химик Асканио Собреро в 1847 году, нитруя глицерин азотной кислотой. Он назвал вещество «пироглицерин» и вскоре отказался от дальнейших опытов из-за его взрывоопасности. В 1862 году шведский промышленник и изобретатель Альфред Нобель, работая на заводе отца в Стокгольме, разработал способ безопасного применения нитроглицерина — пропитку им инертного пористого наполнителя (кизельгура). Так в 1867 году появилась динамит, запатентованный Нобелем, который сделал нитроглицерин промышленно применимым и принёс изобретателю огромное состояние. В России производство динамита было налажено в 1870-е годы, в частности на заводах в подмосковном Дзержинске (бывший Игумново) и на Урале.
¶Применение во взрывных работах
Помимо динамита нитроглицерин применяется в составе желатиновых и полужелатиновых взрывчатых веществ, а также в проникающих (водонаполненных) составах для подрыва замёрзших грунтов. В России и за рубежом выпускаются марки промышленных ВВ на основе нитроглицерина (например, марки «Д», «Г», «ЖГ»). В военном деле нитроглицерин как таковой почти не применяется, уступая более безопасным и стабильным ВВ.
¶Медицинское применение
С 1879 года нитроглицерин используется в медицине как антиангинальное средство. Внутрь или сублингвально он вызывает расширение коронарных сосудов и уменьшение притока крови к сердцу, что быстро снимает приступ стенокардии. Механизм действия связан с высвобождением оксида азота (NO) в гладкой мускулатуре сосудов. В фармакологии применяют спиртовой раствор нитроглицерина (1 %), таблетки под язык, аэрозоли и трансдермальные пластыри с пролонгированным высвобождением.
Побочные эффекты включают головную боль (связанную с расширением сосудов мозга), снижение артериального давления, головокружение. Хранение лекарственных форм требует защиты от света и повышенных температур.
¶Токсикология
Нитроглицерин токсичен при попадании в организм. Острое отравление проявляется сильной головной болью, головокружением, тахикардией, падением давления, в тяжёлых случаях — судорогами и комой. Хроническое воздействие (в основном у работников, контактирующих с веществом) приводит к «нитроглицериновой болезни» — ангиоспазму с болью в конечностях. Контакт с кожей усиливает всасывание, поэтому работа с веществом требует средств индивидуальной защиты.
¶Безопасное хранение и транспортировка
Из-за высокой чувствительности нитроглицерин в чистом виде транспортируют и хранят только в виде стабилизированных составов. Жидкие нитроглицеринсодержащие ВВ (желатиновые динамиты) замерзают при отрицательных температурах, что ограничивает их применение зимой. Для предотвращения самодетонации в состав вводят стабилизаторы (дибениламин, карбонат натрия и др.).
¶См. также
- Динамит
- Альфред Нобель
- Азотная кислота
- Стенокардия
¶История
Источники:
- Взрывные вещества: учебное пособие / под ред. А. Д. Рудого. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана.
- Нобель А. Динамит и его применение. — СПб., 1873.
- ГОСТ 21954-76. Вещества взрывчатые. Нитроглицерин. Технические условия.
- Малая медицинская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.