Метод химической дезактивации нитроцеллюлозных порохов восстановлением водородом
Анализ установления количественного содержания азота в порохе методом Кьельдаля. Использование различных способов некаталитического гидрирования. Проведение реакции гидрирования при взаимодействии соляной кислоты и порошкового цинка с пироксилином.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.04.2019 |
| Размер файла | 215,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Забайкальский Государственный Университет
Метод химической дезактивации нитроцеллюлозных порохов восстановлением водородом
Басова Л.М.
Пироксилин -- нитроцеллюлоза с третьей степенью замещения, продукт полной этерификации целлюлозы азотной кислотой - [C6H7O2(ONO2)3]n.
Взрывчатое вещество, применяемое для производства бездымного пороха. Которое в свою очередь используется в военном деле для работы стрелковых орудий и как метательное средство.
Как, и любое другое взрывчатое вещество, пироксилин требует особой осторожности при работе с ним. Срок годности вещества около пяти лет. Следствием чего является затруднение его утилизации. В настоящее время главным способом уничтожения является подрыв боеприпасов его содержащих. Химический способ дезактивации является малоизученным. Нами было предложено действие на него свободного водорода, после чего пироксилин терял свойства взрывчатого вещества.
Предметом наших исследований стал бездымный порох «Сунар 35», который получил широкую популярность среди охотников.
Для установления его структурной формулы нами был проведен ряд исследований: определение количества азота в бездымном порохе методом Кьельдаля и изучение ИК-спектров пороха (рис.1).
В ходе исследований было установлено количественное содержание азота в порохе - 29 %. Для дальнейшего установления структурного строения вещества на ИК-спектрометре были регистрированы спектры в области 4500- 500 см-1
Рисунок 1. ИК-спектр пороха «Сунар-35»
ИК-спектр соединения содержит: валентные колебания ОН-группы 3417 см-1, С-Н связей в полосе поглощения 2970 и 2914 см-1, валентные колебания ONO2 - 1645 см-1(ассиметричные), деформационные колебания ковалентно связанной нитрогруппы в области 750-650, 550-500 см-1.
Что подтверждает предположения о строение вещества, а, значит, бездымный порох «Сунар-35» в своем составе в большом количестве имеет тринитроцеллюлозу. азот некаталитический гидрирование цинк
В лабораторной практике широко используют различные способы некаталитического гидрирования. Один из них - действие водорода в момент выделения. Такой «активный водород» можно получить в реакции металлического натрия со спиртом или амальгамированного цинка с соляной кислотой. Гидрирование широко применяется для получения органических веществ, как в лаборатории, так и в промышленном масштабе. В момент высвобождения водород достигает высокой точки активности и является сильным восстановителем.
В целях изучения взаимодействия пироксилина и свободного водорода, первоначально необходимо избавиться от внешней твердой не растворимой в воде оболочки гранулы пороха. Нами было исследовано действие на него нескольких органических растворителей. Для наших условий наиболее сообразным стал ацетон.
Далее, в интересах работы, при разных температурах были найдены точные соотношения растворимости бездымного пороха «Сунар 35» в ацетоне и получены следующие значения:
Из данных таблицы можно сделать вывод об увеличении растворимости вещества с повышением температуры, что в дальнейшем ускорило нашу работу.
|
Температура, °С |
Количество растворителя (мл), необходимое для растворения 100 мг вещества |
Термин растворимости |
|
|
15 |
3 |
Умеренно растворим |
|
|
40 |
2 |
Растворима |
После изучения растворимости в лаборатории была проведена реакция гидрирования при взаимодействии соляной кислоты и порошкового цинка с пироксилином. В процессе проведения реакции и высушивании вещества при комнатной температуре мы получили новое соединение неизвестного для нас строения. Однако в процессе этого взаимодействия пироксилин потерял свои взрывчатые свойства, при сжигании полученное вещество обугливалось. Следовательно, цель нашего опыта была достигнута, химический способ дезактивации пироксилинового пороха найден.
Для установления строения и структуры полученного соединения, были сняты его спектральные показание на ИК-спектрометре.
ИК-спектр соединения содержит: валентные колебания первичных аминов CH2- NH2 - 3574 см-1 (полоса средней группы), 1620 см-1 (плоские деформационные колебания сильная полоса), 1207,1168 и 1060 см-1 (средняя полоса колебаний).
Рисунок 2. ИК-спектр дезактивированного образца
Таким образом, можно сделать вывод, что, вещество, полученное нами в процессе взаимодействия, является триаминоцеллюлозой - [C6H7O2(NH2)3]n.
В связи с дороговизной ацетона, его пожаро- и экологической опасностью, примененный метод дезактивации может практически быть использован только в лабораторных условиях. На настоящее время (в Казанском химико-технологическом институте) изучается процесс взаимодействия азотосодержащих лигандов с хлорным железом в водной среде и установлено, что в присутствии ионов трехвалентного железа (Fe+3) растворимость стабилизаторов и различных добавок в воде значительно повышается. Эти выводы в будущем можно применить на выше предложенном методе дезактивации пироксилиновых порохов.
Литература
1. Коваленко, В.И. Молекулярно-структурная неоднородность нитратов целлюлозы / В.И. Коваленко // Успехи химии. - 1995. - Т. 64. - № 8. - С. 803-816.
2. Жбанков, Р.Г. Инфракрасные спектры и структура углеводов. - Минск: Наука и техника, 1972. - 456 с.
3. Жбанков, Р.Г. Инфракрасные спектры целлюлозы и ее производных. - Минск: Наука и техника, 1964. - 338 с.
4. Целлюлоза и ее производные / под ред. Н. Байклза и Л. Сегала; пер. с англ. - М.: Мир, 1974. - 500 с.
5. Рабек, Я. Экспериментальные методы в химии полимеров / пер. с англ. - М.: Мир, 1983. - Ч. 1. - 383 с.
6. Шур, А.М. Высокомолекулярные соединения. - М.: Высшая школа, 1981. - 656 с.
7. Нугманов, О.К. Молекулярно-кристаллическая структура целлюлозы / О.К. Нугманов, А.И. Перцин, Л.В. Забелин, Н.Г. Марченко // Успехи химии. - 1987. - Т. 56. - С. 1339.
8. Панов, В.П. Внутри- и межмолекулярные взаимодействия в углеводах / В.П. Панов, Р.Г. Жбанков. - Минск: Наука и техника, 1988. - 359 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технология гидрирования ароматических углеводородов. Их применение для синтеза циклогексана. Побочные реакции гидрогенолиза с расщеплением боковых цепей и циклов. Технологическая, структурная, функциональная и операторная схемы гидрирования бензола.
реферат [182,4 K], добавлен 06.08.2014Оформление реакционного узла жидкофазного гидрирования углеводородов. Классификация реакций жидкофазного гидрирования в зависимости от формы катализатора. Влияние термодинамических факторов на выбор условий процесса. Селективность реакций гидрирования.
реферат [303,3 K], добавлен 27.02.2009Процессы гидрирования органических соединений. Требования, предъявляемые к промышленному катализатору. Метод металлографической микроскопии. Определение удельной поверхности катализаторов I серии. Скорость гидрирования фурфурола в фурфуриловый спирт.
диссертация [1,6 M], добавлен 06.08.2014Изменение скорости химической реакции при воздействии различных веществ. Изучение зависимости константы скорости автокаталитической реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия от температуры. Определение энергии активации химической реакции.
курсовая работа [270,9 K], добавлен 28.04.2015Скорость химической реакции. Классификация каталитических процессов. Гомогенный катализ. Кислотный катализ в растворе. Энергетические профили некаталитического и каталитического маршрутов химической реакции. Активированный комплекс типа Аррениуса.
реферат [151,6 K], добавлен 30.01.2009Значение и области применения катализаторов. Физико-химические и каталитические свойства и реакционная способность наноструктур. Методы синтеза наноструктурированных каталитических систем на основе полимеров. Кобальтовые катализаторы гидрирования.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 29.05.2014Общее понятие о катализаторах. Современные тенденции в разработке и использовании новых катализаторов гидрирования. Разновидности дегидрирующего действия катализаторов. Процесс дегидрирования и природа активной поверхности катализаторов дегидрирования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.10.2014Общая характеристика технологической схемы производства формалина и стирола. Рассмотрение особенностей дегидрирования и окисления первичных спиртов. Знакомство с технологией газофазного гидрирования. Основные этапы производства высших жирных спиртов.
презентация [1,0 M], добавлен 07.08.2015Термохимические уравнения реакций. Получение кислорода О2 и доказательство опытным путем, что полученный газ – О2. Реакции, характерные для серной кислоты, взаимодействие с основными и амфотерными оксидами. Реакции, характерные для соляной кислоты.
шпаргалка [20,8 K], добавлен 15.04.2009Определение кристаллизационной воды в хлориде бария. Установка титра рабочего раствора соляной кислоты. Метод кислотно-основного и окислительно-восстановительного титрования. Определение содержания ионов в растворе методом качественного анализа.
лабораторная работа [193,3 K], добавлен 12.03.2012Атомно-флуоресцентный анализ. Рентгеновская флуоресценция. Электрохимические методы анализа. Инверсионная вольтамперометрия. Полярографический метод. Определение содержание свинца и цинка в одной пробе. Определение содержания цинка дитизоновым методом.
курсовая работа [49,5 K], добавлен 05.11.2016Общая характеристика дипиколиновой кислоты (II), ее формула, физические и химические свойства. Описание главных реакций данного соединения: окисления, этерификации, гидрирования. Методика получения Пармидина. Регламент синтеза и составление баланса.
контрольная работа [376,3 K], добавлен 23.12.2012Понятие и предмет изучения химической кинетики. Скорость химической реакции и факторы, влияющие на нее, методы измерения и значение для различных сфер промышленности. Катализаторы и ингибиторы, различие в их воздействии на химические реакции, применение.
научная работа [93,4 K], добавлен 25.05.2009Характеристика свойств и строения соединения селенида цинка. Описание особенностей, технологий различных способов его получения. Промышленные принципы легирования полупроводников. Легирующие добавки селенида цинка и описание свойств легированных образцов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2017Анализ состояния методов стандартизации и контроля качества лекарственных свойств кислоты аскорбиновой; зарубежные фармакопеи. Выбор валидационной оценки методик установления подлинности и количественного определения кислоты аскорбиновой в растворе.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 23.07.2014Количественное определения содержания Трилона Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты), физико-химическим методом анализа. Определение массовой доли Трилона Б методом обратного комплексонометрического титрования сернокислого цинка.
курсовая работа [263,9 K], добавлен 05.05.2015Скорость химической реакции. Понятие про энергию активации. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Влияние температуры, давления и объема, природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.
курсовая работа [55,6 K], добавлен 29.10.2014Понятие фенолов, их номенклатура и изомерия. Способы получения фенола, его физические и химические свойства. Образование солей (фенолятов), реакции гидрирования, сульфирования и электрофильного замещения. Определение нафтолов, их свойства и получение.
лекция [169,5 K], добавлен 27.11.2010Обзор развития методики определения азота в стали. Характеристика системы анализатора азота в жидком металле multi-lab nitris system. Особенности погружаемого в жидкую сталь наконечника зонда Nitris. Анализ стадий измерительного цикла содержания азота.
контрольная работа [2,6 M], добавлен 03.05.2015Физико-химические свойства витамина В3. Процесс соединения бета-аланина, пантолактона и их конденсация как основные стадии синтеза пантотеиноиновой кислоты. Способы асимметрического гидрирования и биосинтеза - пути получения медицинского витамина В3.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.12.2010
