Стифнат свинца: характеристики и использование¶

Стифнат свинца (тринитрорезорцинат свинца, 2,4,6-тринитрорезорцинат свинца) — инициирующее взрывчатое вещество, представляющее собой свинцовую соль стифниновой кислоты. Относится к классу первичных взрывчатых веществ, способных к детонации под действием простого начального импульса (нагрев, искра, удар). Химическая формула — C6H(NO2)3O2Pb·H2O, молекулярная масса — 468,3 г/моль.

¶Физические и химические свойства

В чистом виде стифнат свинца представляет собой кристаллическое вещество от золотисто-жёлтого до оранжево-коричневого цвета. Кристаллы имеют ромбическую или призматическую форму, плотность составляет 3,0–3,1 г/см³. Вещество практически нерастворимо в воде, спирте и эфире, но растворяется в растворах ацетата аммония и некоторых других солей.

Стифнат свинца обладает высокой термической стабильностью: температура вспышки составляет около 265–270 °C, что значительно выше, чем у гремучей ртути (170 °C) и азида свинца (около 340 °C). При нагревании до 180 °C вещество начинает разлагаться без детонации. Гигроскопичность низкая — при относительной влажности до 100 % поглощение влаги не превышает 0,3 %.

Важной особенностью является высокая чувствительность к лучу огня и электростатическому разряду, но относительно низкая чувствительность к механическим воздействиям. Скорость детонации составляет 5200–5400 м/с при плотности 2,9 г/см³. Бризантность (дробящее действие) ниже, чем у азида свинца, но выше, чем у гремучей ртути.

¶История открытия

Стифниновая кислота была впервые получена в 1874 году немецким химиком Генрихом Карстеном. Сам стифнат свинца синтезировали в 1888 году, однако практическое применение он нашёл лишь в начале XX века. В 1914 году английский химик Роберт Робертсон предложил использовать стифнат свинца в качестве инициирующего состава в капсюлях-детонаторах. Широкое промышленное производство было налажено в 1920-х годах, когда вещество стало активно применяться в военной промышленности как замена гремучей ртути, обладающая лучшей стабильностью при хранении.

¶Получение

Стифнат свинца получают осаждением из водного раствора стифниновой кислоты или её аммониевой соли раствором нитрата или ацетата свинца. Процесс ведётся при нагревании до 60–80 °C при перемешивании. В результате образуется кристаллический осадок, который отфильтровывают, промывают и сушат при температуре не выше 60 °C. Для получения кристаллов определённого размера применяют регулирование скорости сливания растворов и добавление стабилизирующих добавок (например, желатина).

¶Применение

Основная область применения стифната свинца — производство капсюлей-детонаторов, капсюлей-воспламенителей и электродетонаторов. Он используется как в чистом виде, так и в смесях с другими веществами. В отличие от азида свинца, стифнат свинца не взаимодействует с медью и её сплавами, что позволяет использовать медные гильзы в детонаторах без дополнительной защиты. Однако со щелочными металлами и алюминием вещество может образовывать чувствительные соединения, поэтому в конструкциях с алюминиевыми деталями применяются защитные покрытия.

В промышленности стифнат свинца применяется в горном деле при производстве электродетонаторов для взрывных работ. Также используется в пиротехнических составах для создания звуковых эффектов. В смеси с азидом свинца и другими компонентами входит в состав накольных составов капсюлей-воспламенителей стрелкового оружия.

¶Безопасность и токсичность

Стифнат свинца токсичен, как и все соединения свинца. При попадании в организм вызывает хроническое отравление, поражающее нервную систему, кроветворные органы и почки. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны — 0,01 мг/м³ (по свинцу). При работе с веществом требуется использование средств индивидуальной защиты, соблюдение правил электробезопасности из-за высокой чувствительности к электростатическим разрядам.

Вещество пожаро- и взрывоопасно. При горении выделяет токсичные оксиды азота и свинца. Хранение осуществляется в специальных помещениях с контролем влажности и температуры, отдельно от окислителей и веществ, способных вступать в химическую реакцию. Срок хранения при соблюдении условий — не менее 10 лет.

¶Интересные факты

• Стифнат свинца используется в качестве эталонного вещества при калибровке приборов для измерения чувствительности взрывчатых веществ к тепловому импульсу.
• В отличие от большинства инициирующих взрывчатых веществ, стифнат свинца не гигроскопичен и сохраняет детонационную способность даже после длительного пребывания в воде.
• Чувствительность стифната свинца к лучу огня настолько высока, что он способен детонировать от искры, возникающей при разряде статического электричества с поверхности одежды человека.

¶Источники

• Орлова Е. Ю. «Химия и технология бризантных взрывчатых веществ». — Л.: Химия, 1973.
• Багал С. К. «Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ». — М.: Машиностроение, 1975.
• Федорoff Б. Т., Шеффер О. А. «Энциклопедия взрывчатых веществ и порохов». — М.: Оборонгиз, 1962.