|
Етиленглікольдинітрат
Етиленглікольдинітрат (дінітроетиленгліколь, нітрогліколь, скор. ЕГДН) - органічна сполука з формулою C2H4O6N2((CH2ONO2)2), складний ефір азотної кислоти та двохатомного спирту етиленгліколю. Масляниста рідина. Є потужною бризантною вибуховою речовиною та отрутою.[1] Має нульовий кисневий баланс.[2] Також може використовуватись як сильний окисник в реакціях органічної хімії.[3] Інші назви: динітрогліколь, глікольдинітрат нітрогліколь, динітроетиленгліколь, динітрогліколь.[4] Пари ЕГДН дуже токсичні. При вдиханні, пари можуть проникати через неушкоджену шкіру. При потраплянні в організм викликає отруєння,часто смертельне.[5] Чистий етиленглікольдинітрат був отриманий бельгійським хіміком Луї Генрі (1834–1913) в 1870 році, шляхом додавання невеликої кількості етиленгліколю в суміш азотної та сірчаної кислот, охолодженої до 0 °C.[6] ЕГДН розкладається бактеріями штаму Bacilus subtilis з виділенням нітриту та етиленглікольмононітрату.[7] Як і інші органічні нітрати, динітрат етиленгліколю є судинорозширювальним засобом.[8] Переваги і недолікиПереваги
Недоліки
Фізико-хімічні властивості Фізичні властивості
Летучість значно вища, ніж у нітрогліцерину. Легко желатинує колоксілін при звичайній температурі.[11] Динітрогліколь дуже шкідливий для морських організмів[12] Хімічні властивостіХімічні властивості диглікольдинітрату аналогічні хімічним властивостям нітрогліцерину. Легко і швидко желатинує колоксилін за нормальних умов, тоді як для желатинізації нітрогліцерину потрібне нагрівання.[4][13] У вакуумі ЕГДН кипить без розкладання при 95 °C, може бути легко перегнаний з водяною парою. Утворює з нітрогліцерином евтектичні суміші із дуже низькою температурою плавлення.[14] ЕГДН омилюється при нагріванні з лугами: Чутливість до зовнішніх впливівДо нагріванняПри обережному нагріванні малих обсягів ЕГДН можна довести до випаровування без вибуху або спалаху. На металевій пластинці ЕГДН, швидко нагрітий, спалахує з легким вибухом. При температурі до 150 °C ЕГДН виділяє жовті пари — оксиди азоту. При нагріванні до 170 °C, у невеликих кількостях нітрогліколь швидко розкладається з легким спалахом, у великих кількостях вибухає.[1] До удару~20 см (від 7 до 10 см) для вантажу 2 кг (нітрогліцерин — 4 см, ТЕН — 17 см).[1]
Хімічна стійкістьЕГДН стійкіший за нітрогліцерин. При температурі 72 °C він витримує пробу Абеля протягом години (НГЦ протягом 10-15 хв). Нижча стійкість ЕГДН на перший погляд пояснюється невеликою дисоціацією його парів.[1] Детонаційні властивостіЕГДН легше детонує ніж нітрогліцерин. Його розширення в бомбі Трауцля, порівняно з іншими гомологічними ефірами представлено нижче:
З таблиці помітно, що ЕГДН детонує легше і повніше навіть у найменшому капсулі. Імовірно, це пов'язано з більш низькою в'язкістю. Висока швидкість детонації можлива за діаметра заряду більше 2,7 мм.[1] Здатність до детонації
ОтриманняСинтез ЕГДН дуже небезпечний, але безпечніший за синтез нітрогліцерину. Основні способиОсновні способи отримання етиленглікольдинітрату це: Вторинні способиВторинні способи отримання етиленглікольдинітрату:
Етапи синтезу ЕГДНУ синтезі динітрогліколю застосовують етиленгліколь марки «динамітний». Етиленгліколю беруть 20 частин, на 100 частин нітрувальної суміші.[1] Нітрувальна суміш складається з 50 % нітратної кислоти концентрацією від 90 до 98 % і 50 % сульфатної кислоти міцністю 90-98 %.[5] Нітрування етиленгліколю з першою нітрувальною сумішшю відбувається на обладнанні та за технологією (температурні та інші умови) для отримання нітрогліцерину[4]
Альтернативна нітрувальна суміш складається з нітрату амонію та сульфатної кислоти міцністю 90-98 %[5] Сепарація ЕГДН проводиться так само, як сепарація нітрогліцерину з тією лише різницею, що відсепарований нітрогліколь приймають в ємність з 2-кратною кількістю холодної води. Через меншу в порівнянні з нітрогліцерином в'язкість нітрогліколю, сепарація проходить швидше ніж у нітрогліцерину[4] Промивання нітрогліколю проводиться аналогічно до промивання нітрогліцерину, з тією лише відмінністю, що використовують тільки холодні промивні рідини внаслідок великої леткості нітрогліколю. Промивну рідину на кожну промивку беруть у кількості, що дорівнює кількості нітрогліколю за обсягом. Промитий нітрогліколь фільтрують через фільтр.[4] Інший спосіб отримання нітрогліколю полягає в обробці етиленоксиду азотною кислотою і етерифікації отриманого продукту нітруючою сумішшю. Цей метод не отримав широкого поширення. Безпека синтезу ЕГДНВсі операції з ЕГДН, в тому числі синтез та пластифікацію, за першим основним способом вимагають роботи в максимально провітрюваному приміщені з потужною витяжкою. Ідеальним варіантом є проведення синтезу на відкритому повітрі, стараючись не дихати випарами. Також, належить працювати в рукавичках та захисному одязі і бажано окулярах та захисном склі для обличчя.[5] Синтез та операції з ЕГДН не можна проводити біля відкритого вогню, джерела іскри. Треба запобігати утворення електростатичного заряду (наприклад шляхом заземлення), а також не піддавати реагенти чи продукт тертю або ударам. Також бажано не палити на території де відбуваються роботи з ЕГДН.[12] У випадку пожежі при синтезі треба використати розпилювачі води, порошок, піну, вуглекислий газ, уникати контакту з водою,якою іде пожежогасіння, а також триматись подалі від місця пожежі, бо ця пожежа має потенціал до вибуху.[12] Бажано не допускати потрапляння ЕГДН в природнє середовище. Якщо динітрогліколь потрапив десь поза операційною діяльністю, його треба в захисному костюмі зібрати в контейнери, які щільно закриваються. Залишки ж треба абсорбувати інертним абсорбентом, або зібрати піском.[12] Тестування продуктуСпосіб 1.Взяти одну краплю ЕГДН і підпалити її сірником. Якщо крапля згорає слабким зеленкуватим полум'ям з шипінням — то це якісний ЕГДН.[5] Спосіб 2Покласти одну краплю ЕГДН на металеву пластину і сильно вдарити молотком. Він гучного звуку вибуху має закласти вуха на деякий час. Це — показник якісного ЕГДН.[5] Для обидвох цих тестувань дуже важливо використовувати 1 краплю ЕГДН, а також, тримати основну речовину якомога далі від місця тестування.[5] ПластифікаціяПерший спосібПластифікація динітрогліколю потрібна для випадків, коли працювати з рідиною незручно. Пластифікація знижує потужність нітрогліколю, але додає стабільності вибуховій суміші. Залежність між потужністю і стабільністю є обернено пропорційною. Пластифікований у колоксиліні нітрогліколь називається "гримучий студень".[5] Другий спосібІнший спосіб пластифікації - це утворення порошку з ЕГДН. Технологія цього процесу достатньо проста: в нітрогліколь насипається флегматизатор до повного насичення і добре вимішується. В якості флегматизаторів можуть виступати наступні речовини:
Токсичність ЕГДНПри гострому отруєнні ЕГДН відчувається:
Симптоми можуть проявлятись не зразу, тобто бути відтермінованими.[12] Було описано десятки випадків раптової смерті молодих і здорових робітників, які тривалий час стикалися з ЕГДН та нітрогліцерином у виробництві вибухових речовин. ЕГДН більш леткий, ніж нітрогліцерин, і швидше всмоктується через шкіру.[20] Загибель зазвичай настає через 30-60 годин після припинення роботи з глікольдинітратом, при явищах стенокардії та гострої серцевої недостатності[20]. У працівників, задіяних у виготовленні ЕГДН, виявляли інші неврологічні порушення: безсоння, брадикардія, депресія, непритомність, які не залежать від судинної недостатності [20]. Існує думка, що під впливом дії ЕГДН порушується синаптична передача та процеси обміну в проміжному відділі головному мозку.[21]. ЕГДН легко всмоктується через шкіру. Всмоктування — одне з основних джерел отруєння ЕГДН. Саме легка всмоктуваність робить ЕГДН причиною отруєння і смерті тих, хто з ним працює. У робітників, які користувалися захисними гумовими рукавичками, знаходили на шкірі кистей рук 0,1-1 мг ЕГДН[22]. Мінімальна доза, що викликає біль у людини при нанесенні на шкіру, 18-35 мл 1 % спиртового розчину ЕГДН[19]. Повторний отруєння призводить до помітної толерантності, а коротка відсутність впливу може призвести до раптової смерті.[12] ЗастосуванняСам по собі ЕГДН застосовується як бризантна вибухова речовина в ролі основного заряда для бомб. Однак в силу своєї токсичності ЕГДН не застосовується у військовій вибухотехніці та гірських роботах. Своє призначення ЕГДН знайшов у терористичній діяльності, де токсичність не є недоліком. В складі бомби ЕГДН може виступати як детонатор для ігданіту.[5] Крім того, ЕГДН застосовується у сумішах з нітрогліцерином у виробництві незамерзаючих динамітів для застосування за низьких температур (зазвичай у співвідношенні 50:50). Ці суміші є менш потужними, ніж чистий ЕГДН,[16] Крім того, динітроглікольнітрат можна пластифікувати у гримучий студень, чи герметизувати до динаміту. Також, ЕГДН використвовується у виробництві детонітів, доповнення в АСВВ та інших ВР.[5] У Другу Світову війну на виробництві вибухівки дефіцит нітрогліцерину в динаміті закривали додаванням ЕГДН.[14] Наразі в США розробляється біорозкладна вибухівка на основі бактерій та ЕГДН.[7] Динітрогліколь використовувався у виробництві вибухових речовин для зниження температури замерзання нітрогліцерину, щоб виробляти динаміт для використання в хоолодному кліматі та погодних умовах. Завдяки своїй леткості він слугував міткою для виявлення деяких пластикових вибухових речовин, наприклад Semtex.[8] ЕГДН також може бути застосований, як отруйний агент. Тут його застосування широке в силу його властивостей: розприскування в атмосфері закритих приміщень, намазування на місця контакту матерії з шкірою жертви, підсипання в їжу чи напої, насичення колючо-ріжучих предметів речовиною.[5] ВиявленняПари нітрогліколю виявляються за допомогою спектрометрії іонної рухливості з використанням іонів хлорид-реагенту.[23] Іншим способом виявлення є хроматографія, рідинна з термоенергетичним аналізатором або ж газова хроматографія з детектором захоплення електронів.[10] Перша допомога при отруєнні ЕГДНРечовина може потрапити в організм при вдиханні його аерозолю, через шкіру та при ковтанні.[12] Характерною ознакою отруєння ЕГДН є аномальне падіння кров'яного тиску у потерпілого.[24] У випадку потрапляння ЕГДН в очі, їх треба негайно промити кількістю води, час від часу піднімаючи нижню та верхню повіку, опісля звернутись до лікаря. При роботі з ЕГДН не можна носити контактні лінзи. У випадку потрапляння на шкіру, шкіру треба промити водою з милом, та звернутись до лікаря.[10] Якщо ЕГДН потрапив на одежу то одежу треба негайно зняти і промити шкіру водою з милом. У випадку, якщо хтось надихався парів ЕГДН, то його негайно треба вивести на свіже повітря, при зупинці дихання треба робити дихання рот в рот. Потерпілого треба тримати в теплі і негайно звернутись за медичною допомогою. Також є інший спосіб описаний в літературі. Крім описаного вище, література пропонує постраждалому дати 100 грам горілки. Автори вважають етиловий спирт антидотом ЕГДН.[5][10] В картках Міжнародної організації Праці, стосовно отруєння ЕГДН сказано, що вживання етилового спирту тільки погіршує клінічну картину отруєння нітрогліколем.[12] У випадку проковтування нітрогліколю, треба негайно звернутись до лікаря, викликати блювання у потерпілого і дати йому прополоскати рот водою.[10][12] Джерела
Примітки
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
