









Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Przygotuj się do egzaminów
Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Otrzymaj punkty, aby pobrać
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Społeczność
Odkryj najlepsze uniwersytety w twoim kraju, według użytkowników Docsity
Bezpłatne poradniki
Pobierz bezpłatnie nasze przewodniki na temat technik studiowania, metod panowania nad stresem, wskazówki do przygotowania do prac magisterskich opracowane przez wykładowców Docsity
Artykuł opublikowany w: Problemy Kryminalistyki
Typologia: Publikacje
1 / 16
Ta strona nie jest widoczna w podglądzie
Nie przegap ważnych części!
Materia³y wybuchowe pozyskiwa- ne z ró¿nych Ÿróde³ i w ró¿norodnej postaci s¹ bardzo chêtnie wykorzy- stywane przez œwiat przestêpczy do realizacji swoich interesów. Terro- ryzm bombowy pokaza³ mo¿liwoœci materia³ów wybuchowych chyba w najbardziej brutalny sposób. W wiêkszoœci przypadków motywami tego typu dzia³añ s¹ rozliczenia i po- rachunki miêdzy osobami rywalizuj¹- cymi ze sob¹, grupami przestêpczy- mi i ich cz³onkami. Znane s¹ tak¿e w Polsce wypadki, gdy akty terroru skierowane by³y przeciwko osobom postronnym (np. sprawa „Rurabom- bera” w Warszawie). Dodatkowym czynnikiem potêguj¹cym to zagro¿e- nie jest wzglêdna ³atwoœæ dostêpu do materia³ów wybuchowych i pro- stota konstrukcji domowych urz¹- dzeñ wybuchowych, które mog¹ byæ wykonane przez przeciêtnie uzdol- nionego majsterkowicza z po- wszechnie dostêpnych w handlu przedmiotów. Uzyskanie maksymalnej mocy materia³ów wybuchowych wi¹¿e siê z umiejêtnoœci¹ pobudzenia ich do eksplozji. Najmocniejsz¹ form¹ wy- buchu jest detonacja materia³u wy- buchowego. Do tego celu w wielu przypadkach wymagane s¹ œrodki skonstruowane na bazie tzw. inicju- j¹cych materia³ów wybuchowych. Pozyskanie lub skonstruowanie ta- kich œrodków inicjuj¹cych zwanych sp³onkami pobudzaj¹cymi lub ich bardziej z³o¿onej formy – zapalni-
ków, pozwala sprawcy na osi¹gniê- cie maksymalnej mocy ³adunku ma- teria³u wybuchowego. Celem niniejszej publikacji jest przegl¹d substancji i mieszanin wy- buchowych maj¹cych w³aœciwoœci pobudzaj¹ce do detonacji, przedsta- wienie ich w³aœciwoœci inicjuj¹cych oraz przeanalizowanie mo¿liwoœci ich otrzymania. Tak ujêta problema- tyka bêdzie przydatna nie tylko eks- pertom laboratoriów kryminalistycz- nych, lecz tak¿e policjantom pionu operacyjnego oraz organom œcigania w poszukiwaniu potencjalnych kon- struktorów urz¹dzeñ wybuchowych. Równie¿ wiele informacji mo¿e zo- staæ wykorzystanych przez policjan- tów (techników bombowych), neutra- lizuj¹cych ujawnione na miejscach zdarzeñ urz¹dzenia wybuchowe. W pracy zostan¹ przedstawione i przeanalizowane mo¿liwoœci uzy- skania inicjuj¹cych materia³ów wybu- chowych tzw. metodami domowymi w taki sposób, aby mo¿na by³o siê zorientowaæ w mo¿liwoœci zastoso- wania niektórych inicjuj¹cych mate- ria³ów wybuchowych w samodzia³o- wych konstrukcjach urz¹dzeñ wybu- chowych. Materia³y wybuchowe s¹ specy- ficznymi substancjami, które pod wp³ywem bodŸca zewnêtrznego (uderzenia, nak³ucia, tarcia, podgrza- nia czy fali uderzeniowej) ulegaj¹ szybkiej egzotermicznej reakcji che- micznej, podczas której wydzielaj¹ siê du¿e iloœci produktów gazowych.
Cech¹ charakterystyczn¹ ka¿dego wybuchu jest gwa³towny wzrost ci- œnienia w oœrodku otaczaj¹cym miej- sce wybuchu, co jest bezpoœredni¹ przyczyn¹ niszcz¹cego dzia³ania na otoczenie. Materia³y wybuchowe s¹ po- wszechnie stosowane w przemyœle wydobywczym (urabianie górotworu, programowane zawa³y), pracach in- ¿ynieryjnych (wyburzanie obiektów i konstrukcji, kopanie kana³ów, wyko- nywanie zapór, zagêszczanie grun- tów), wysokoenergetycznej obróbce metali (umacnianie, platerowanie, t³oczenie, prasowanie proszków, od- prê¿anie szwów spawalniczych) oraz do otrzymywania materia³ów super- twardych (diament, borazon). W za- le¿noœci od stosowanej techniki wy- buchowej wykorzystywane s¹ mate- ria³y o zró¿nicowanych parametrach detonacyjnych, fizykochemicznych i u¿ytkowych. Przestêpcy, stosuj¹c materia³y wy- buchowe w zamachach bombowych, przewa¿nie nie kieruj¹ siê ich specy- ficznymi w³aœciwoœciami wybuchowy- mi, lecz stosuj¹ takie materia³y, jakie s¹ w stanie zdobyæ lub wykonaæ dziê- ki posiadanej wiedzy. Materia³y inicjuj¹ce stanowi¹ tu szczególn¹ grupê materia³ów wybu- chowych o specjalnych w³asnoœciach wybuchowych. Materia³y te generalnie s¹ s³absze od materia³ów krusz¹cych, co przy jednoczesnej du¿ej wra¿liwo- œci na bodŸce nie pozwala na u¿ywa- nie ich jako samodzielnych ³adunków
wybuchowych. Stanowi¹ one nato- miast nieodzowny element pozwalaj¹- cy zdetonowaæ ka¿dy ³adunek mate- ria³u wybuchowego o dzia³aniu kru- sz¹cym. W wielu przypadkach bez ich udzia³u nie da³oby siê doprowadziæ ³a- dunków wybuchowych do detonacji. Inicjuj¹ce materia³y wybuchowe stosuje siê zarówno w postaci czy- stej, jak i w mieszaninach z innymi materia³ami wybuchowymi lub niewy- buchowymi. Najwa¿niejsz¹ w³asno- œci¹ materia³ów inicjuj¹cych, odró¿- niaj¹c¹ je od materia³ów krusz¹cych, jest zdolnoœæ detonowania pod wp³y- wem elementarnego bodŸca pobu- dzaj¹cego (p³omienia, uderzenia, uk³ucia, tarcia, gor¹cego drutu roz¿a- rzonego pr¹dem elektrycznym i od iskry elektrycznej). T³umaczy siê to tym, ¿e materia³y inicjuj¹ce odzna- czaj¹ siê krótkim okresem wzrostu prêdkoœci reakcji wybuchowej do prêdkoœci detonacji. Trwa³e palenie siê materia³ów inicjuj¹cych mo¿e za- chodziæ tylko w szczególnych warun- kach, na przyk³ad przy zbyt silnym ich sprasowaniu. Materia³y inicjuj¹ce detonuj¹ zazwyczaj ju¿ przy niewiel- kich iloœciach (dziesi¹te czêœci grama i mniej – w zale¿noœci od rodzaju ma- teria³u). Dziêki tej w³asnoœci w sp³on- kach detonuj¹cych mo¿na stosowaæ materia³y w iloœciach wynosz¹cych dziesi¹te czêœci grama, zaœ w sp³on- kach zapalaj¹cych, maj¹cych za za- danie zapalanie prochów i rozma- itych mieszanin, stosuje siê setne czêœci grama tych materia³ów. Wymagania, jakie stawia siê prze- mys³owym inicjuj¹cym materia³om wybuchowym, to:
Pioruniany
Pioruniany s¹ solami kwasu pioru- nowego HONC – izomerycznego z kwasem cyjanowym HCNO i izocy- janowym HNCO. Wolny kwas nie zo- sta³ wyodrêbniony w stanie czystym. W roztworze wodnym i eterowym na- stêpuje szybka polimeryzacja kwasu piorunowego. Jego hydroliza prowa- dzi do powstania kwasu mrówkowe- go i hydroksyloaminy. Sole kwasu piorunowego s¹ truj¹ce i wybuchowe. Piorunian rtêci – ma postaæ kryszta³ów o barwie bia³ej, lekko br¹- zowej lub szarej. Barwa piorunianu rtêci nie œwiadczy o jego czystoœci i jest zale¿na od sposobu otrzymywa- nia. Bia³y produkt otrzymuje siê przy stosowaniu niewielkiej iloœci kwasu solnego lub soli miedzi, a tak¿e gdy u¿ywa siê do syntezy aldehydu octo- wego zamiast alkoholu. Jasnoszary albo jasnobrunatny piorunian po- wstaje w przypadku stosowania czy- stych odczynników. Barwa nie pocho- dzi od wolnej rtêci, co by³o niegdyœ sugerowane, tylko – prawdopodobnie
maleje do 4,32÷4,39 g/cm^3. Gêstoœæ usypowa wynosi 1,22÷1,60 g/cm^3 i jest wiêksza dla produktu grubokrystalicz- nego. Rozpuszczalnoœæ w wodzie jest niewielka (na 100 g wody 0,07 g w 12oC, 0,176 g w 49oC i 0,77 g w 100 oC), nieco lepsza w alkoholu. Bardzo dobr¹ rozpuszczalnoœæ wyka- zuje w stê¿onym amoniaku (w 30–35 o^ C do 4-krotnej iloœci), ale w temperaturze 60 oC nastêpuje roz- k³ad. Wytr¹ciæ piorunian mo¿na po- przez odparowanie amoniaku, roz- cieñczanie wod¹ lub dodanie kwasu. Piorunian rozpuszcza siê w roztwo- rze cyjanków (wytr¹cenie rozcieñczo- nym kwasem azotowym), dobrze – w pirydynie (po rozcieñczeniu wod¹ wytr¹ca siê addukt, który mo¿na roz- ³o¿yæ przez suszenie) oraz etanolo- aminie (wytr¹cenie produktu o wyso- kiej czystoœci nastêpuje po rozcieñ- czeniu wod¹ lub zakwaszeniu). We wszystkich przypadkach zbytnie pod- wy¿szenie temperatury powoduje rozk³ad piorunianu. Piorunian rtêci jest wzglêdnie odporny na dzia³anie rozcieñczonych kwasów, zw³aszcza azotowego, ale kwasy stê¿one powo- duj¹ jego rozk³ad (w kontakcie ze stê- ¿onym kwasem siarkowym wybu- cha), podobnie jak silne alkalia. Pod wp³ywem stê¿onego kwasu solnego powstaje hydroksyloamina i kwas mrówkowy. Szybki rozk³ad przebiega pod wp³ywem siarczku amonu. Pioru- nian rozpuszcza siê z rozk³adem w roztworze tiosiarczanu sodu, co wykorzystywane jest do niszczenia resztek i odpadów (1).
Hg(ONC) 2 + 2Na 2 S 2 O 3 + 2H 2 O → HgS 4 O 6 + (CN) 2 + 4NaOH lub Hg(ONC) 2 + 2Na 2 S 2 O 3 + H 2 O → HgS 4 O 6 + NaCN + NaNCO +
Piorunian rtêci reaguje z wiêkszo- œci¹ metali w rozmaitych warunkach, tworz¹c odpowiednie pioruniany lub produkty ich rozk³adu oraz wydziela- j¹c rtêæ (tak¿e koroduj¹c¹ metale). Z glinem i magnezem reaguje gwa³-
puszczalnoœæ charakteryzuje siê du- ¿¹ zale¿noœci¹ temperaturow¹, umo¿liwiaj¹c¹ krystalizacjê azydku o³owiu. W praktyce nie krystalizuje siê go ze wzglêdu na liczne przypad- ki wybuchów. Bardzo dobrym jego rozpuszczalnikiem jest etanoloamina
Pb(N 3 ) 2 + 2HNO 2 + 2 H +^ → Pb2+
Azydek o³owiu mo¿e w d³ugim czasie reagowaæ z miedzi¹ i jej sto- pami, tworz¹c azydek miedziowy, wy- j¹tkowo wra¿liwy na tarcie. Dlatego azydek o³owiu zaprasowuje siê wy- ³¹cznie do ³usek aluminiowych (mo¿- na jednak umieœciæ w ³usce miedzia- nej tulejkê ze stopu ZnAl z zapraso- wanym azydkiem). Trwa³oœæ termicz- na azydku o³owiu jest wyj¹tkowo du- ¿a. Temperatura pobudzenia wynosi 327 ÷ 360 oC, zale¿nie od szybkoœci ogrzewania. Natychmiastowy wy- buch na p³ycie metalowej nastêpuje przy 380 oC. Zwi¹zana z tym jest trud- na zapalnoœæ azydku o³owiu, zarów- no od iskry, jak i bezpoœredniego p³o- mienia. Dlatego czêsto azydek mie- sza siê z trinitrorezorcynianem o³o- wiu lub pokrywa siê jego warstw¹. Wra¿liwoœæ azydku o³owiu na ude-
rzenie jest mniejsza ni¿ piorunianu rtêci, ale Ÿród³a znacznie ró¿ni¹ siê co do jej wartoœci. Natomiast wiêksz¹ wykazuje wra¿liwoœæ na tarcie, co jest przyczyn¹ licznych wypadków z azydkiem o³owiu. Szczególnie nie- bezpieczne s¹ du¿e kryszta³y, zw³aszcza w postaci igie³. Naprê¿e- nia prowadz¹ce do pêkania s¹ uzna- wane za najczêstsz¹ przyczynê wy- buchów podczas takich operacji jak przesypywanie, suszenie czy praso- wanie. Wa¿ne jest, aby w produkcie nie wystêpowa³y kryszta³y o rozmia- rach wiêkszych ni¿ 0,1 mm. Istotne jest tak¿e dodawanie w procesie pro- dukcyjnym dekstryny, która u³atwia wytwarzanie ma³ych, równomiernych kryszta³ów i zmniejsza wra¿liwoœæ azydku o³owiu na tarcie. Azydek o³o- wiu detonuje bardzo ³atwo, nawet w obrêbie pojedynczych kryszta³ów. Z tym wi¹¿e siê du¿a skutecznoœæ inicjuj¹ca (0,07 g dla TNT i 0,025 g dla tetrylu). £atwoœæ przejœcia od pa- lenia do detonacji potwierdza te¿ ma- ³y wp³yw wilgoci na czu³oœæ azydku o³owiu, nawet 30% wody praktycznie go nie znieczula. Prêdkoœæ detonacji jest doœæ du¿a i wynosi np. 4500 m/s przy d=3,8 g/cm 3 lub 5300 m/s przy d=4,6 g/cm^3. Azydek o³owiu prasuje siê pod ciœnieniem 500–600 atm, ale nawet 2000 atm nie zaprasowuje go „na martwo”. Azydek kadmu – Cd(N 3 ) 2 – wy- stêpuje w postaci bia³ych kryszta³ów o gêstoœci 3,24 g/cm^3 (20 oC) i tt. 291 oC. Jest higroskopijny, a co za tym idzie – rozpuszczalny w wodzie. Temperatura jego pobudzenia wynosi 296 oC. Wra¿liwoœæ na uderzenie jest nieco wiêksza ni¿ azydku o³owiu lub znajduje siê pomiêdzy azydkiem o³o- wiu i srebra. Posiada bardzo dobre w³aœciwoœci inicjuj¹ce, lepsze ni¿ azydek o³owiu: do pobudzenia tetrylu potrzeba 0,01 g azydku kadmu, 0, g – dla kwasu pikrynowego i 0,04 g dla TNT. Na przeszkodzie zastoso- waniu Cd(N 3 ) 2 stoi trudnoœæ syntezy zwi¹zana z jego rozpuszczalnoœci¹ w wodzie.
Azydek srebra – AgN 3 – wystê- puje w postaci bezbarwnych niehi- groskopijnych igie³ o gêstoœci 4,8÷5,1 g/cm^3 , nierozpuszczalnych w wodzie, alkoholu i eterze. Ciemnie- je na œwietle wskutek wydzielania metalicznego srebra. Reaguje z bro- mem i jodem, daj¹c niestabilne azyd- ki halogenów. Pocz¹tek szybkiego rozk³adu z wydzieleniem azotu roz- poczyna siê w 254 oC, a wybuch próbki 0,02 g – od 297 oC (5 s) do 308 oC (1 s). Ma bardzo du¿¹ wra¿li- woœæ na tarcie, ale mniejsz¹ ni¿ azydki miedzi, niklu i kobaltu. Jego wra¿liwoœæ na uderzenie wynosi 6 cm (1 kg) lub 41 cm (0,5 kg). Zdol- noœæ inicjuj¹ca porównywalna jest do azydku o³owiu: do pobudzenia tetrylu potrzeba 0,02 g AgN 3 , kwasu pikry- nowego – 0,035 g, a do pobudzenia TNT – 0,09 g. Prêdkoœæ detonacji wynosi 1500–1900 m/s. Azydek srebra mo¿e byæ otrzymy- wany t¹ sam¹ metod¹ co azydek o³o- wiu. Ju¿ w 1893 r. prowadzono bada- nia nad zastosowaniem azydku sre- bra w detonatorach, jednak do dziœ stosowany jest rzadko (np. we W³o- szech) ze wzglêdu na wysok¹ cenê. Proponowana by³a tak¿e forma otrzy- mana w wyniku wytr¹cania go w po- staci filmu na kryszta³ach tetrylu lub pentrytu, co nie pogarsza³o istotnie jego w³aœciwoœci inicjuj¹cych. Azy- dek srebra mo¿e reagowaæ z jodem lub bromem, daj¹c w wyniku nietrwa- ³y azydek jodu lub bromu. Mo¿e byæ te¿ wykorzystany do syntezy soli amin, takich jak azydek guanidyny. Azydek miedzi(II) – Cu(N 3 ) 2 – jest substancj¹ brunatn¹ z czerwo- nym odcieniem (bezwodny). Wystê- puje te¿ w odmianach zielonej (sza- rej), czarnej oraz ¿ó³tej (sól zasado- wa). Pocz¹tek powolnego rozk³adu nastêpuje w 120 o^ C, szybkiego – ~150 oC, detonuje w 174 oC, a jego gêstoœæ wynosi 2,20÷2,25 g/cm 3 w temperaturze 25 oC. Jego prêdkoœæ detonacji wynosi 5000÷5500 m/s. Ma bardzo wysok¹ zdolnoœæ inicjuj¹c¹ (0,4 mg pobudza PETN) i wra¿liwoœæ
na uderzenie (1 kg): 2 cm dla formy bezpostaciowej i 1 cm dla formy kry- stalicznej. W suchej postaci wykazu- je ekstremalnie wysok¹ wra¿liwoœæ na tarcie, a nawet dotkniêcie. Zacho- wuje równie¿ du¿¹ wra¿liwoœæ na bodŸce termiczne i mechaniczne w wilgotnej formie. Azydek miedzi(I) – CuN 3 – bia³e lub ¿ó³tozielonkawe kryszta³y pod wp³ywem œwiat³a przechodz¹ce w g³êboko czerwone z odcieniem fioletowym. Bardzo wra¿liwy na ude- rzenie i tarcie. Od uderzenia detonu- j¹ ju¿ kryszta³y o wielkoœci 0,06–0,09 mm. Suche kryszta³y o wielkoœci ~3 mm wybuchaj¹ od do- tkniêcia piórkiem. Dobra zdolnoœæ inicjuj¹ca: 0,025 g pobudza tetryl, 0,045 g – kwas pikrynowy i 0,095 g
zow¹, czarn¹ i w koñcu szar¹, daj¹c woln¹ rtêæ. Azydek rtêci(I) – Hg 2 (N 3 ) 2 – wy- stêpuje w postaci bia³ych anizotropo- wych kryszta³ów w formie igie³. Pocz¹- tek rozk³adu z wydzieleniem gazu na- stêpuje w 215oC, a wybuch w 270oC. W wodzie rozpuszcza siê bardzo s³a- bo. Jest trwalszy ni¿ azydki o³owiu i srebra, ale ¿ó³knie na œwietle, przy d³u¿szej ekspozycji wydzielaj¹c metal. Nie reaguje z miedzi¹ i jej stopami. Ma zdolnoœæ inicjuj¹c¹ nieco s³absz¹ od azydku o³owiu: do pobudzenia tetrylu potrzeba 0,045 g Hg 2 (N 3 ) 2 do pobudzenia kwasu pikrynowego – 0,075 g, a TNT – 0,145 g. Azydki innych metali nie maj¹ praktycznego znaczenia: w wiêkszo- œci s¹ wybuchowe, maj¹ ni¿sz¹ od- pornoœæ termiczn¹ (150–200 o^ C) i czêsto wiêksz¹ wra¿liwoœæ na ude- rzenie (np. niklu i kobaltu). Azydki wapniowców pal¹ siê gwa³townie (azydek wapnia mo¿e nawet detono- waæ). Azydek sodu pali siê, lecz nie jest uwa¿any za materia³ wybucho- wy. Znane s¹ ponadto liczne sole ze- spolone, zazwyczaj rozpuszczalne w wodzie, wybuchowe w stanie su- chym i czêsto o w³aœciwoœciach ini- cjuj¹cych, np. [Cu(NH 3 ) 4 ](N 3 ) 2 , [Co (N 3 ) 2 (NH 3 ) 4 ]N 3 , [Cr(NH 3 ) 6 ](N 3 ) 3 , [NH 4 N 3 ·Co(N 3 ) 2 ].
Azydki niemetali
Azydek bromu – BrN 3 – jest po- marañczowoczerwon¹ ciecz¹, mie- szaj¹c¹ siê w ka¿dym stosunku z eterem, gorzej rozpuszczaln¹ w benzenie i ligroinie. Stanowi bar- dzo silny materia³ wybuchowy, który mo¿na otrzymaæ, dzia³aj¹c bromem na azydek sodu lub srebra. Rozk³ada siê natychmiast pod wp³ywem wody. Wybucha w kontakcie m.in. z fosfo- rem i foli¹ srebrn¹. Jest skrajnie wra¿liwy na bodŸce cieplne i mecha- niczne. Roztwory w eterze lub benze- nie s¹ stabilne w ciemnoœci, ale po zatê¿eniu mog¹ wybuchn¹æ od wstrz¹œniêcia.
Azydek jodu – IN 3 – to ¿ó³te lotne cia³o sta³e, rozpuszczalne w wodzie i eterze. W roztworach wodnych po- woli hydrolizuje do kwasu azotowo- dorowego i podjodawego. W roz- puszczalnikach organicznych powoli rozk³ada siê na jod i azot. Bardzo sil- nie toksyczny – jednorazowa ekspo- zycja mo¿e spowodowaæ obra¿enia skóry i b³on œluzowych groŸne dla ¿y- cia. Wyj¹tkowo niebezpieczny mate- ria³ wybuchowy. Wybucha ³atwo pod wp³ywem ogrzania i bodŸców mecha- nicznych. W stanie suchym rozk³ad wybuchowy mo¿e nastêpowaæ spon- tanicznie. Azydek sulfurylu – SO 2 (N 3 ) 2 , – wystêpuje jako bezbarwna ciecz, hy- drolizuj¹ca powoli w wodzie lub alko- holu, szybciej po ogrzaniu. Wybucha gwa³townie po podgrzaniu, czêsto nawet dochodzi do spontanicznego rozk³adu wybuchowego w temperatu- rze pokojowej. Ogrzewanie jej z wê- glowodorami aromatycznymi prowa- dzi do ca³kowitego rozk³adu. Zwi¹z- kami analogicznymi s¹ sole kwasu azydosulfonowego, np. KSO 2 N 3 , równie¿ ³atwo wybuchaj¹ce po ogrzaniu. Pod wp³ywem kwasów mi- neralnych rozk³adaj¹ siê one na kwas azotowodorowy i siarkowy. Azydek cyjanu – NCN 3 – jest bez- barwnym olejem, który detonuje gwa³- townie pod wp³ywem impulsów ciepl- nych lub mechanicznych. Stosunkowo bezpieczne s¹ operacje na roztworach tego zwi¹zku. Mo¿e byæ przechowy- wany bez rozk³adu w acetonitrylu poni- ¿ej 0oC, ale ju¿ w temperaturze poko- jowej 50% rozk³adu nastêpuje po 15 dniach. Azydek ten mo¿e byæ otrzyma- ny z chlorku cyjanu z zachowaniem daleko id¹cej ostro¿noœci.
Azydki organiczne
Wiêkszoœæ azydków organicznych jest zdolna do wybuchu, lecz ze wzglêdu na ma³¹ trwa³oœæ nie znaj- duje zastosowania jako materia³ wy- buchowy. Najmniejsz¹ trwa³oœæ wy- kazuj¹ azydki acylowe.
Triazydek cyjanuru – jest zwi¹z- kiem heterocyklicznym (ryc. 4). Wystêpuje jako kryszta³y w postaci bia³ych igie³. Jest lekko higroskopijny i nierozpuszczalny w wodzie, s³abo rozpuszczalny w zimnym alkoholu, dobrze w alkoholu na gor¹co i roz- puszczalnikach organicznych. Wyka- zuje w³aœciwoœci dra¿ni¹ce dla skóry.
Jego temperatura topnienia to 94 oC, a gêstoœæ wynosi 1,54 g/cm 3. Jest znacznie silniejszym materia³em wybuchowym od piorunianu rtêci. Ma krusznoœæ wynosz¹c¹ 67% TNT i si³ê 140% TNT oraz prêdkoœæ detonacji 5545 m/s dla gêstoœci 1,15 g/cm^3. Jest silnym materia³em inicjuj¹cym: potrzeba go 0,10 g dla TNT, 0,05 g dla kwasu pikrynowego i 0,04 g dla tetrylu. Ma niezbyt dobr¹ stabilnoœæ termiczn¹, a jego temperatura pobu- dzenia wynosi 205 o^ C (przy ogrzewa- niu 20 o^ /min) i 170 o^ C (5 o^ /min). Jego powolny rozk³ad zaczyna siê ju¿ po- wy¿ej 100 o^ C. Nie mo¿e byæ stoso- wany z powodu zbyt du¿ej wra¿liwo- œci na uderzenie i tarcie. Wra¿liwoœæ na uderzenie jest ok. 3-krotnie wy¿- sza ni¿ piorunianu rtêci. Notowane s¹ czêste przypadki wybuchu w cza- sie operacji technologicznych, zw³aszcza suszenia i prasowania. Du¿e kryszta³y (ok. 1 mm) mog¹ wy- buchn¹æ od niewielkiego nacisku. Dodatkow¹ trudnoœci¹ jest lotnoœæ i higroskopijnoœæ triazydku cyjanuru.
Zwi¹zki diazoniowe, azowe i pokrewne
Benzenoazotrinitrometan – fe- nylazotrinitrometan – wystêpuje w postaci ¿ó³tego proszku, który sil-
nie wybucha ju¿ w temperaturze 70 ÷ 75 oC. Nie mo¿e byæ krystalizo- wany z rozpuszczalników organicz- nych z powodu rozk³adu. Jego gwa³- towny rozk³ad mo¿e zachodziæ ju¿ w temperaturze pokojowej. Wybucha pod wp³ywem uderzenia. 4,6-dinitrobenzofuroksan – to ¿ó³te ig³y o temperaturze topnienia 172 o^ C, rozpuszczalne w wiêkszoœci rozpuszczalników organicznych. Mo- ¿e byæ otrzymany w wyniku ostro¿- nego rozk³adu azydku pikrylu lub przez nitrowanie benzofuroksanu. Trwa³y w temperaturze do 80 o^ C. Sil- ny materia³ wybuchowy, o sile wyno- sz¹cej 130% kwasu pikrynowego, nie mo¿e byæ jednak zastosowany jako materia³ krusz¹cy z powodu zbyt du¿ej wra¿liwoœci. Tworzy sole, z których czêœæ jest bardziej stabilna i ma mniejsz¹ wra¿liwoœæ na uderze- nie. Sól potasowa dinitrobenzofu- roksanu – KDNBF – to czerwone kryszta³y lub z³oto¿ó³te p³atki o gê- stoœci 2,21 g/cm^3. Rozpuszczalnoœæ tej soli wynosi 0,245 g w 100 g wody w 30 oC. Jest lekko higroskopijna. Wybucha w temp. 210 oC, wydziela- j¹c 604 dm 3 /kg gazów z krusznoœci¹ 93% TNT. Posiada wra¿liwoœæ na bodŸce mechaniczne lokuj¹c¹ siê po- miêdzy azydkiem o³owiu a piorunia- nem rtêci. Jest zbyt s³abym materia- ³em inicjuj¹cym – do pe³nej detonacji wymaga 0,30 g piorunianu lub 0,10 g azydku o³owiu. Stosowany jest jako jeden ze sk³adników w mieszaninach inicjuj¹cych. N,N’-dichloroazodikarboksy- amidyna – azobis (chloroformamidy- na) A652R – tworzy sole bardzo wra¿liwe na temperaturê: otrzymywa- na jako sól rtêci rtêci(II) w postaci k³aczkowatego czerwonego osadu oraz w postaci czarnej soli srebra. Jest ciemnoczerwona w pocz¹tkowej fazie syntezy, wytr¹ca siê j¹ w obec- noœci dekstryny dla obni¿enia wra¿li- woœci na tarcie. Sole te mog¹ byæ u¿ywane w detonatorach pobudza- nych elektrycznie.
Azotan benzenodiazoniowy – wystêpuje w postaci bezbarwnych igie³ o gêstoœci 1,37 g/cm 3. Jest bar- dzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, s³abo w alkoholu, a prawie wcale w eterze, benzenie i chloroformie. Wybucha ogrzany do temperatury 90 oC oraz od lekkiego uderzenia lub tarcia. Materia³ ten jest s³abszy od piorunianu rtêci i nie inicjuje bezpo- œrednio materia³ów krusz¹cych, ta- kich jak kwas pikrynowy. Azotan 2,4-dinitrobenzenodia- zoniowy – ma postaæ b³yszcz¹cych ¿ó³tych p³ytek, które wybuchaj¹ gwa³- townie podczas ogrzewania. Szczawian 2,4-dinitrobenzeno- diazoniowy – to bezbarwne ig³y roz- puszczalne w kwasie octowym i me- tanolu, s³abo – w alkoholu, a nieroz- puszczalne w eterze. Substancja wy- bucha gwa³townie od uderzenia i po podgrzaniu. Nadchloran benzenodiazoniowy
Ryc. 4
Sól benzenodiazoniawa trinitro- metanu (nitroformu) – to ¿ó³te krysz- ta³y rozpuszczalne w acetonie i gor¹- cej wodzie, trudno rozpuszczalne w zimnej wodzie, prawie nierozpusz- czalne w alkoholu, eterze, chlorofor- mie i benzenie. Zwi¹zek doœæ stabil- ny w formie czystej, zanieczyszcze- nia powoduj¹ drastyczne obni¿enie trwa³oœci. Wybucha pod wp³ywem ogrzania powy¿ej 40 oC lub uderze- nia. Diazodinitrofenol – 5,7-dinitro- -1,2,3-benzoksadiazol wystêpuje tak- ¿e pod nazwami DDNP, dinol (ryc. 5). Jest jedynym zwi¹zkiem diazowym
o praktycznym znaczeniu, który zna- laz³ zastosowanie w technice wybu- chowej. Tworzy ¿ó³te kryszta³y o gê- stoœci 1,63 g/cm^3. Jego rozpuszczal- noœæ w temperaturze 50 oC wynosi: 2,45 g w octanie etylu, 2,43 g w alko- holu, 1,25 g w metanolu, 0,23 g w benzenie i 0,11 g w chloroformie. Jest dobrze rozpuszczalny w stê¿o- nym kwasie solnym i octowym i pra- wie nierozpuszczalny w wodzie i ete- rze naftowym. Zwi¹zek ten rozk³ada siê w 177 o^ C bez topnienia. Pod dzia³aniem p³o- mienia pali siê podobnie do nitroce- lulozy, nawet w iloœci kilku gramów. Na podgrzanej p³ytce metalowej wy- bucha po 10 s w 180 o^ C, po 5 s w 185 o^ C, a natychmiast w 203 o^ C. W 50 o^ C wytrzymuje bez zmiany 30 miesiêcy w postaci suchej i 12 mie- siêcy w wodzie. Jest doœæ odporny na dzia³anie œwiat³a. Wykazuje nieco mniejsz¹ wra¿liwoœæ na uderzenie ni¿ piorunian rtêci lub trinitrorezorcy- nian o³owiu. Produkt w postaci drob- nokrystalicznej wykazuje wiêksz¹ wra¿liwoœæ ni¿ w postaci grubokry- stalicznej. Dziêki du¿ej objêtoœci ga-
zów (876 dm 3 /kg) i du¿emu ciep³u tworzenia jest silnym materia³em wy- buchowym. Prêdkoœæ detonacji wy- nosi 4400 m/s przy gêstoœci 0, g/cm 3 , 6600 m/s przy d=1,5 g/cm 3 i 6900 m/s przy d=1,6 g/cm 3. Jego ciep³o wybuchu wynosi 3430 J/g, co daje mu si³ê do 110% TNT, jego krusznoœæ to 95÷99 %TNT. Jako ma- teria³ inicjuj¹cy jest nieco s³abszy od azydku o³owiu, a silniejszy od pioru- nianu rtêci. Do pobudzenia 0,5 g ma- teria³u krusz¹cego potrzeba DDNP: 0,075 g dla tetrylu, 0,075 g dla hek- sylu, 0,115 g dla kwasu pikrynowego i 0,163 g dla TNT.
Diazodinitrofenol otrzymywany jest przez diazowanie kwasu pikrami- nowego. Jest odporny na dzia³anie kwasów, natomiast rozcieñczone za- sady powoduj¹ jego rozk³ad z wy- dzieleniem azotu. Reakcja ta jest wy- korzystywana do niszczenia jego resztek. Wa¿nym problemem jest po- staæ krystaliczna DDNP. W postaci igie³ ma gêstoœæ usypow¹ zaledwie 0,27 g/cm 3 , a po zaprasowaniu – 0,86 g/cm 3 pod ciœnieniem 240 atm. Dodatkow¹ wad¹ jest jego trudne za- sypywanie do miseczek. Kryszta³y w postaci p³ytek maj¹ gêstoœæ usypo- w¹ 0,80÷0,82 g/cm 3. Du¿¹ zalet¹ diazodinitrofenolu jest mo¿liwoœæ prasowania (nie ulega zaprasowaniu „na martwo” nawet pod ciœnieniem 9000 atm). Zwi¹zkiem o podobnych w³aœci- woœciach do DDNP jest 2,6-dinitro- -4-diazofenol wybuchaj¹cy gwa³tow- nie w temperaturze 190 oC. Znany jest równie¿ szereg s³abiej wybucho- wych pochodnych diazofenoli zawie- raj¹cych jedn¹ grupê nitrow¹. W gru- pie mononitrowych pochodnych 4-dia- zofenolu znany jest 2-nitro-4-
diazofenol w postaci ¿ó³tej, wybu- chaj¹cy powy¿ej 168 o^ C, i 3-nitro-4- -diazofenol w postaci br¹zowoczer- wonej, wybuchaj¹cy ju¿ w 119 oC. Zwi¹zki te s¹ rozpuszczalne w wodzie, s³abiej w acetonie i alkoholu, a nieroz- puszczalne w eterze i benzenie. W grupie pochodnych 2-diazofe- nolu znane s¹ w postaci czerwono- br¹zowej – 4-nitro-2-diazofenol wy- buchaj¹cy w 118 oC i w postaci czer- wonej – 5-nitro-2-diazofenol, ciem- niej¹cy ju¿ w 95 oC, a wybuchaj¹cy gwa³townie w 111oC. Zwi¹zki te roz- puszczaj¹ siê w kwasach mineral- nych, alkoholu i acetonie, trudniej – w wodzie i eterze. Tetrazen to hydrat 1-(5-tetrazoly- lo)-4-guanylo-tetrazenu (ryc. 6). Two- rzy bia³e lub ¿ó³tawe drobne kryszta³y o gêstoœci krystalicznej 1,7 g/cm^3 i usypowej ok. 0,45 g/cm^3. Po zapra-
sowaniu pod ciœnieniem 230 atm jego gêstoœæ wynosi 1,05 g/cm^3. Praktycz- nie nierozpuszczalny w wodzie i wiêk- szoœci rozpuszczalników organicz- nych. Na zimno odporny na dzia³anie wody, na gor¹co zachodzi hydroliza z wydzieleniem azotu. Rozk³ada siê pod wp³ywem zasad, co mo¿na wyko- rzystaæ do niszczenia resztek. Jest ra- czej odporny na dzia³anie rozcieñczo- nych kwasów, a ze stê¿onymi tworzy rozpuszczalne sole. Aktualny stan wiedzy pozwala przypisaæ cz¹steczce tetrazenu strukturê hydratu 1-amino-1-[(1H- -tetrazol-5-ylo)azoguanidyny. Tetra- zen jest trwa³y w temperaturze poni- ¿ej 75oC. W 100 oC ulega wyraŸnemu rozk³adowi. Na ogrzanej p³ycie wybu- cha po 5 s w temperaturze 160 oC. Ogrzewany z szybkoœci¹ 20 o/min wy- bucha ju¿ w 140 oC. Wra¿liwoœæ na uderzenie tetrazenu jest podobna lub nieco wiêksza ni¿ piorunianu rtêci.
Ryc. 6
OH
NO 2
O 2 N
O 2 N (^) OH
NH 2
O 2 N
O 2 N Na 2 S (^2) HNO (^2) N
O N
O 2 N
O 2 N
Ryc. 5
cy jego wra¿liwoœæ na p³omieñ, a tak- ¿e w postaci zaprasowanej warstwy zabezpieczaj¹cej azydek o³owiu przed niekorzystnym dzia³aniem CO (^2) z powietrza. Zasadowy 2,4,6-trinitrorezor- cynian o³owiu – Pb(C 6 HN 3 O 8 )·Pb (OH) 2 – tworzy kryszta³ki w postaci ¿ó³tych igie³ o gêstoœci 3,878 g/cm 3 lub czerwonych s³upków o gêstoœci 4,059 g/cm 3. Jego gêstoœæ usypowa wynosi 1,4÷1,6 g/cm^3. Praktycznie jest nierozpuszczalny w wodzie, alko- holu, acetonie i chloroformie. Roz- puszczalny jest natomiast w roztwo- rze octanu amonu. Jego temperatura pobudzenia wynosi 296 oC po up³y- wie 5 s, posiada w³aœciwoœci wybu- chowe podobne do normalnego trini- trorezorcynianu o³owiu i podobnie wykazuje du¿¹ wra¿liwoœæ, zw³asz- cza na p³omieñ. Stosowany jest jako sk³adnik mieszanin inicjuj¹cych za- wieraj¹cych ponadto tetrazen i siar- czek antymonu lub azydek o³owiu i azotan baru.
Dinitrorezorcyniany
2,4-dinitrorezorcynian o³owiu wystêpuje w dwóch formach: ¿ó³tej i pomarañczowej, ró¿ni¹cych siê w³a- œciwoœciami fizycznymi, ale o podob- nych w³aœciwoœciach wybuchowych. Gêstoœæ krystaliczna wynosi 3, g/cm 3 , a po zaprasowaniu – 2, g/cm 3. Jest nierozpuszczalny w wo- dzie, alkoholu, acetonie, eterze i ben- zenie. Ma s³absze w³aœciwoœci inicju- j¹ce od trinitrorezorcynianu o³owiu. Wykazuje mniejsz¹ wra¿liwoœæ na uderzenie i tarcie, dlatego jest bez- pieczniejszy w u¿yciu. £atwo zapala siê od p³omienia. W temperaturze 265 oC wybucha po 5 s. Ze wzglêdu na wiêksze bezpieczeñstwo operacji dinitrorezorcynian o³owiu stosowany jest do mas inicjuj¹cych pobudza- nych elektrycznie. Zasadowy 2,4-dinitrorezorcynian o³owiu – Pb(C 6 H 2 N 2 O 6 )·Pb(OH) 2 – wystêpuje w postaci mikrokrystalicznej o ma³ej gêstoœci kryszta³ów oraz ce-
glastoczerwonych kryszta³ów o wiêk- szej gêstoœci i takiej samej wra¿liwoœci. Ma s³absze w³aœciwoœci wybuchowe, temperatura wybuchu wynosi 295oC po up³ywie 5 s. Znajduje zastosowanie w detonatorach elektrycznych.
Pikrynian
Pikrynian o³owiu jest jednym z pierwszych otrzymanych materia- ³ów inicjuj¹cych. Jego u¿ycie na du¿¹ skalê wyklucza bardzo wysoka wra¿- liwoœæ na bodŸce mechaniczne. By³ stosowany w czasie II wojny œwiato- wej przez Niemców. Otrzymywany jest w reakcji roztworów wodnych azotanu o³owiu z kwasem pikryno- wym w temperaturze 6–10oC. Pro- dukt jest przemywany alkoholem z dodatkiem roztworu azotanu o³owiu, zapobiegaj¹cym jego rozpuszczaniu, a nastêpnie suszony.
Pikraminiany
Kwas pikraminowy tworzy sole analogicznie do innych nitrofenoli. Pikraminian baru – Ba(C 6 H 4 N 3 O 5 ) 2 – to czerwone ig³y ze z³otym po³yskiem. Mo¿e byæ ogrzewany bezpiecznie do 200 oC, a powy¿ej tej temperatury detonuje. Pikraminian miedzi(II) – Cu(C 6 H 4 N 3 O 5 ) 2 – to ¿ó³tozielony bezpostaciowy osad, nierozpuszczal- ny w wodzie i alkoholu, rozpuszczal- ny w kwasach i NH (^) 3(aq). Pikraminian o³owiu(II) – Pb(C 6 H 4 N 3 O 5 ) 2 – to czerwonobr¹- zowe ig³y s³abo rozpuszczalne w wo- dzie, rozpuszczalne w kwasach i NH 3 (aq). Wybucha pod wp³ywem ogrzewania lub uderzenia.
Inne sole fenoli
Trinitrokrezolan o³owiu – Pb(C 7 H 4 N 3 O 7 ) 2 ·H 2 O – wystêpuje w postaci ¿ó³tych kryszta³ków, które trac¹ wodê ogrzewane powy¿ej 130 oC, a nastêpnie wybuchaj¹.
Sól zasadowa – Pb(C 7 H 4 N 3 O 7 )OH
Sole zespolone
Pierwszymi zbadanymi solami ze- spolonymi o w³aœciwoœciach wybu- chowych (oprócz z³ota i srebra pioru- nuj¹cego) by³y chlorany aminametali, np. [Cu(NH 3 ) 4 ](ClO 3 ) 2. Zaobserwo- wano ich zdolnoœæ inicjuj¹c¹, ale na przeszkodzie ich zastosowaniu sta³a zbyt ma³a trwa³oœæ kompleksów. Trwalsze okaza³y siê chlorany hydra- zynametali, np. [Ni(N 2 H 4 ) 3 ] (ClO 3 ) 2 lub [Cd(N 2 H 4 ) 3 ](ClO 3 ) 2. S¹ to bardzo silne materia³y inicjuj¹ce, jednoczeœnie o bardzo du¿ej wra¿li- woœci. Nieco s³absze okaza³y siê za- sadowe nadchlorany hydrazynameta- li, silniejsze jednak od piorunianu rtê- ci. Proponowane do praktycznego za- stosowania by³y azotany hydrazyna- metali, przede wszystkim niklu, kobal- tu i kadmu. S¹ one materia³ami o wiêkszej sile ni¿ piorunian rtêci i azydek o³owiu, a jednoczeœnie zna- cz¹co mniej wra¿liwe. Wykazuj¹ do- bre zdolnoœci inicjuj¹ce. Wad¹ ich jest trudnoœæ pobudzenia. Wiêkszoœæ azotanów hydrazynametali jest stabil- na w stanie suchym i odporna na ogrzewanie co najmniej do tempera- tury 110 o^ C. S¹ nierozpuszczalne w wodzie, jednak w d³u¿szym kontak- cie ulegaj¹ hydrolizie. Otrzymywanie soli zespolonych na ogó³ polega na wytr¹caniu ich ze zmieszanych roz- tworów soli prostej i ligandu. Warunki zale¿¹ od rodzaju metalu, anionu i li- gandów i czêsto wymagaj¹ du¿ej sta- rannoœci wykonania. Najwa¿niejsz¹ spoœród inicjuj¹- cych soli zespolonych jest azotan tri- hydrazynaniklu(II) – [Ni(N 2 H 4 ) 3 ]
(NO 3 ) 2 , wystêpuj¹cy pod nazw¹ NHN – to ró¿owofioletowa substancja krystaliczna, wybuchaj¹ca gwa³tow- nie od uderzenia lub ogrzania do temperatury 215 oC. Jest silniejszym materia³em wybuchowym ni¿ pioru- nian rtêci i azydek o³owiu. Jego prêd- koœæ detonacji przy gêstoœci 0, g/cm 3 wynosi od 2600 m/s dla œred- nicy ³adunku 6 mm do 3500 m/s dla œrednicy 15 mm. Materia³ ten jest trudny do pobudzenia – przy œrednicy 5 mm nie detonuje pod wp³ywem lon- tu prochowego i zap³onników elek- trycznych. Detonacjê wywo³uje do- piero zap³on 1,5 g prochu czarnego. Azotan trihydrazynakadmu – [Cd(N 2 H 4 ) 3 ](NO 3 ) 2 – to bia³e krysz- ta³y, rozsypane cienk¹ warstw¹, które pal¹ siê, wydzielaj¹c brunatne dymy. Wybuchaj¹ podczas gwa³townego ogrzewania do 245 oC lub od silnego uderzenia. Azotan trihydrazynakobaltu(II) – [Co(N 2 H 4 ) 3 ](NO 3 ) 2 – to br¹zowawy nietrwa³y proszek, który rozk³ada siê powoli w obecnoœci wilgoci, zmienia- j¹c kolor na zielonkawy. Wybucha ogrzany do 210 oC, a tak¿e od ude- rzenia, tarcia lub w kontakcie ze stê- ¿onym kwasem siarkowym. Ogólnie jest trudny do pobudzenia. Nadchloran trihydrazynakobal- tu(II) – [Co(N 2 H 4 ) 3 ](ClO 4 ) 2 – to bez- barwne kryszta³y, zmieniaj¹ce barwê na ró¿ow¹ w wyniku hydrolizy na po- wietrzu. Jednorazowo mo¿na wytwa- rzaæ jedynie ma³e iloœci zwi¹zku ze wzglêdu na bardzo du¿¹ wra¿liwoœæ na uderzenie i tarcie. Azotan dihydrazynamiedzi(II) – [Cu(N 2 H 4 ) 2 ](NO 3 ) 2 – to niebiesko- zielony proszek, który wybucha w wy- sokiej temperaturze z trzaskiem i emisj¹ czerwonawego œwiat³a.
Nadtlenki
Wiêkszoœæ nadtlenków organicz- nych ma w³aœciwoœci wybuchowe, a wiele z nich tak¿e inicjuj¹ce. Nie znalaz³y one jednak zastosowania ze wzglêdu na zbyt du¿¹ wra¿liwoœæ
i jednoczeœnie ma³¹ trwa³oœæ. Te ce- chy s¹ przyczyn¹ niebezpieczeñstw zwi¹zanych z mo¿liwoœci¹ powsta- wania nadtlenków, np. z eterów, przy destylacji których nale¿y zachowaæ szczególn¹ ostro¿noœæ.
Nadtlenek acetonu
Dimer – bezbarwne kryszta³y w kszta³cie s³upków o tt. 131,5÷ 133 oC – jest bardzo lotny (ryc. 10). Nie rozpuszcza siê w wodzie i rozcieñczonych kwasach i zasa- dach. Nie ulega zmianie po 6-godzin- nym gotowaniu w wodzie.
Po raz pierwszy zosta³ otrzymany w wyniku dzia³ania kwasu Caro (nad- siarczan potasu w stê¿onym kwasie siarkowym) na aceton. Otrzymywany jest tak¿e z u¿yciem innych œrodków utleniaj¹cych, jak 2% woda utleniona lub ozon. Wybucha gwa³townie od ogrzania, uderzenia lub tarcia. Pod wp³ywem ognia spala siê z fukniê- ciem. Jego wra¿liwoœæ na uderzenie nastêpuje od spadku 2 kg z wysoko- œci 7 cm. Jego lotnoœæ jest okreœlona na poziomie 66,4% ubytku masy w temperaturze pokojowej przez 14 dni, a ca³kowita sublimacja bez pozo- sta³oœci nastêpuje po 3 godz. w temp. 75 oC. Trimer (TATP) to bezbarwne kryszta³y ³atwo sublimuj¹ce o tt. 94 ÷ 97 oC (ryc. 11). Jest lotny z par¹ wodn¹, niehigroskopijny, nierozpusz-
czalny w wodzie, kwasach i zasa- dach. Rozk³ada siê w gor¹cym roz- cieñczonym kwasie siarkowym. Jest trudno rozpuszczalny w metanolu, glicerynie i alkoholu izoamylowym. Rozpuszcza siê w 17 oC w: etanolu – 0,15%, eterze – 5,5%, acetonie – 9,15%, CS 2 – 9,97%, CCl 4 – 24,8%, trichloroetylenie – 22,7%, benzenie – 18,0%, pirydynie – 15,4%, chlorofor- mie – 42,5% i eterze naftowym – 7,35%. Powstaje w reakcji acetonu pod dzia³aniem 50% nadtelnu wodo- ru w obecnoœci kwasów mineralnych. Wybucha gwa³townie od ogrzania, tarcia lub uderzenia. Ma du¿¹ krusz- noœæ i jest bardzo wra¿liwy na bodŸ- ce mechaniczne. Mo¿e detonowaæ, gdy jest wilgotny (do 25% wody) i znajduje siê pod wod¹. Pod wp³ywem ognia w zale¿noœci od warunków spala siê gwa³townie lub detonuje. Do temp. 245 oC odparowuje bez roz- k³adu, powy¿ej tej temperatury spala siê z p³omieniem, rozk³ada bez p³o- mienia lub detonuje. Gwa³townie de- tonuje w zakresie temperatur 250–285 o^ C, natomiast powy¿ej 305 oC spala siê bez detonacji. Szyb- koœæ palenia siê zaprasowanego nadtlenku acetonu w postaci trimeru wynosi 0,95 cm/s. Nadtlenek ten jest kompatybilny (nie powoduje przy- spieszonego rozk³adu) z kwasem pi- krynowym, TNT, PETN, RDX, tetry- lem, KClO 3 , AN, Sb 2 S 3. Nie powodu- je tak¿e zauwa¿alnej korozji w ci¹gu 15 dni w kontakcie z Cu, Al, Zn, Sn, Fe i mosi¹dzem, a œlady korozji wi- doczne s¹ dla Pb. Prêdkoœæ detona- cji wynosi 5290 m/s przy gêstoœci 1, g/cm 3 dla ³adunku o œrednicy 6, mm; 3065 m/s przy d=0,68 g/cm 3 w dla œrednicy=15 mm; 5300 m/s przy d=1,18 g/cm^3. Jest skrajnie wra¿liwy na tarcie, a jego wra¿liwoœæ na ude- rzenia to udar 0,5 kg z 10 cm. Ma zdolnoœæ inicjuj¹c¹: w postaci 0,05 g nadtlenku acetonu – trimeru zapraso- wanego ciœnieniem 250 atm – inicju- je PETN, po zaprasowaniu ciœnie- niem 500 atm czêœæ próbek nie pobu- dza PETN. Minimalny jego ³adunek
O O
O O
Ryc. 10
Ryc. 11
O
O
O
O
O O
dzi(I). Mo¿e byæ otrzymany w formie metalicznie b³yszcz¹cych p³ytek, któ- re wybuchaj¹ od lekkiego uderzenia nawet pod wod¹. Otrzymywany ana- logicznie do acetylenku miedzi(I) tyl- ko z soli miedzi(II). Acetylenek srebra – Ag 2 C 2 – to bia³y lub lekko szary proszek. Ma sil- niejsze w³aœciwoœci wybuchowe ni¿ acetylenek miedziawy. Temperatura pobudzenia wg ró¿nych Ÿróde³ to 120 ÷ 140 oC, 200oC lub 225 oC. Jego prêdkoœæ detonacji wynosi 1880 m/s przy gêstoœci d=1,67 g/cm^3 , minimal- ny ³adunek potrzebny do pobudzenia 0,8 g tetrylu to 0,07 g Ag 2 C 2 (dla azydku o³owiu – 0,02 g). Niestety nie znalaz³ praktycznego zastosowania, choæ by³ proponowany do mieszanin inicjuj¹cych. Acetylenek srebra two- rzy szereg soli mieszanych z innymi zwi¹zkami srebra, jak chlorki, jodki, siarczany czy chromiany. Kompleks z azotanem srebra Ag 2 C 2 ·AgNO (^3) ma silniejsze w³aœciwoœci wybucho- we i mniejsz¹ wra¿liwoœæ ni¿ czysty Ag 2 C 2. Jest bardzo czu³y na p³o- mieñ, ale mniej wra¿liwy na uderze- nie ni¿ piorunian rtêci i mniej wra¿liwy na tarcie ni¿ azydek o³owiu. Jego prêdkoœæ detonacji wynosi 3460 m/s przy d=3,96 g/cm 3. Acetylenek rtêci(I) – Hg 2 C 2 ·H 2 O
z odczynnika Nesslera (alkaliczny roztwór jodortêcianu potasowego).
Inne materia³y inicjuj¹ce
Sole zwi¹zków nitrowych
Sól srebrowa nitroguanidyny tworzy bia³e ig³y, wybuchaj¹ce pod- czas ogrzewania. Substancja jest nierozpuszczalna w wodzie, a roz- puszczalna – w kwasach i amonia- ku. Nitroaminoguanidyna wystêpuje w postaci nitroaminy lub pseudo- kwasu, dziêki czemu mo¿e tworzyæ sole. Czêœæ z nich, jak sole baru, miedzi i srebra, ma w³aœciwoœci wy- buchowe. Sól o³owiu(II) nitroguanidyny jest najwa¿niejsz¹ pochodn¹, wystêpuje w postaci ¿ó³tawych kryszta³ów o gê- stoœci usypowej 1,47 g/cm^3. Jest lek- ko higroskopijna, nierozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych, hydrolizuje pod wp³ywem gotowania w wodzie. Jej temperatura pobudze- nia to 208oC w ci¹gu 5 s, wra¿liwoœæ na uderzenie wynosi od 2 kg z wyso- koœci 9 cm. By³a proponowana jako sk³adnik mieszanin inicjuj¹cych. 1,5-dinitrobiuret tak¿e tworzy so- le. S¹ one wybuchowe pod wp³ywem ogrzewania, np. sól o³owiu, wystêpu- j¹c¹ w postaci lœni¹cych srebrzystych p³ytek i srebra w postaci bia³ych igie³. Sól potasowa 1,1,2,2-tetranitro- etanu – K 2 C 2 N 4 O 8 , DKTeNEt – to b³yszcz¹ce ¿ó³te kryszta³y z fioleto- wym odcieniem, rozpuszczalne w wodzie, s³abo rozpuszczalne w al- koholu, acetonie, benzenie i chloro- formie. Jej wybuch nastêpuje po ogrzaniu do 267÷ 275 oC. Jest bardzo wra¿liwa na bodŸce mechaniczne, szczególnie w przypadku obecnoœci zanieczyszczeñ. Wykazuje wyraŸne w³aœciwoœci inicjuj¹ce. ¯ó³toczerwo- na sól srebrowa oraz brunatna sól o³owiu(II) s¹ nierozpuszczalne w wo- dzie, alkoholu i eterze. S¹ znacznie s³abszymi materia³ami wybuchowy- mi, praktycznie niewra¿liwymi na uderzenie.
Inne niebezpieczne materia³y wybuchowe
Jednym z naj³atwiejszych do otrzymania w warunkach amator- skich, choæ przy tym wyj¹tkowo nie- bezpiecznym w operowaniu, jest tri- jodek azotu – NI 3. Zwi¹zek ten two- rzy czarne kryszta³y nierozpuszczal- ne w zimnej wodzie, w gor¹cej ulega- j¹ce rozk³adowi. Jest rozpuszczalny w roztworze tiosiarczanu sodu lub ro- danku potasu. Tworzy solwaty z amo- niakiem, np.: brunatnoczarny NI 3 12NH 3 , oliwkowozielony NI 3 ·3NH 3 , ¿ó³ty NI 3 ·2NH (^3) i czerwony NI 3 ·NH 3. Ostatnia cz¹steczka amoniaku nie mo¿e byæ usuniêta nawet pod pró¿ni¹. W stanie suchym jodek azo- tu wykazuje wyj¹tkow¹ wra¿liwoœæ na bodŸce mechaniczne i termiczne. Wybucha od najl¿ejszego dotkniêcia lub ogrzewania strumieniem ciep³e- go powietrza. Pod ciœnieniem atmos- ferycznym wybuch nastêpuje w tem- peraturze powy¿ej 50 o^ C, pod obni- ¿onym ciœnieniem mo¿e nast¹piæ na- wet poni¿ej 0 o^ C. Obecnoœæ pary wodnej lub par amoniaku hamuje proces rozk³adu termicznego. Pod dzia³aniem œwiat³a nastêpuje rozk³ad lub nawet zainicjowanie wybuchu, je- œli oœwietlenie jest intensywne, jak w przypadku flesza fotograficznego lub iskry wy³adowania elektryczne- go. Zwi¹zek musi byæ przechowywa- ny w stanie zwil¿onym, najlepiej ete- rem. Tak du¿a wra¿liwoœæ ca³kowicie eliminuje jodek azotu z praktycznego u¿ycia, jest, jednak on przedmiotem licznych badañ nad mechanizmem inicjowania. Siarczek azotu – N 4 S 4 – otrzy- muje siê poprzez dzia³anie amonia- kiem na chlorek siarki rozpuszczony w benzenie. Siarczek azotu jest nie- rozpuszczalny w wodzie, ma³o roz- puszczalny w alkoholu i eterze, nieco lepiej w dwusiarczku wêgla i benze- nie. Pod wp³ywem wody w tempera- turze pokojowej ulega w pewnym
stopniu hydrolizie z wydzieleniem siarki, dwutlenku siarki i amoniaku. Siarczek azotu jest mniej wra¿liwy na tarcie i uderzenie ni¿ piorunian rtêci. Jest s³abszym materia³em inicjuj¹- cym ni¿ piorunian rtêci. Temperatura pobudzenia siarczku azotu wynosi 207 oC.
Dyskusja nad mo¿liwoœciami produkcji inicjuj¹cych metodami cha³upniczymi
Otrzymywanie opisanych powy¿ej substancji wybuchowych wi¹¿e siê z pewnymi trudnoœciami. Niektóre z nich, mimo ¿e s¹ ³atwe w syntezie, nie bêd¹ otrzymywane ze wzglêdu na skomplikowane, trudne do zdobycia odczynniki chemiczne. Inne z kolei pomimo ³atwej syntezy s¹ zbyt wra¿- liwe i ma³o stabilne, aby mo¿na by³o je otrzymaæ w wiêkszych iloœciach bez ryzyka wybuchu. Tego typu prze- szkody powoduj¹, ¿e tylko niektóre z nich zdoby³y sobie popularnoœæ i s¹ stosowane w przemyœle zarówno obronnym, jak i cywilnym albo jako samodzia³owe materia³y wybuchowe wykorzystywane s¹ do celów prze- stêpczych. Na przyk³ad na rynku mamy wszystkie potrzebne œrodki do wypro- dukowania zarówno piorunianu rtê- ci, jak i piorunianu srebra. Podczas syntezy piorunianu rtêci mo¿emy na- trafiæ jednak na powa¿ne trudnoœci wynikaj¹ce ze specyfiki reakcji. Pio- runian rtêci otrzymuje siê w wyniku reakcji alkoholu etylowego z roztwo- rem azotanu rtêci w kwasie azoto- wym. Istnieje kilka przepisów tech- nicznego wytwarzania piorunianu rtê- ci. Mo¿na je podzieliæ na trzy zasad- nicze grupy: metody, w których stosuje siê zimny roztwór rtêci w kwasie azotowym; metody, w których stosuje siê ciep³y roztwór rtêci w kwasie azotowym; metody, w których stosuje siê tak¿e, oprócz zasadniczych
substancji wyjœciowych (roztwór rtêci w kwasie azotowym i alko- hol etylowy), dodatek substancji wybielaj¹cych produkt. Cech¹ charakterystyczn¹ produk- cji jest to, ¿e ze wzglêdów bezpie- czeñstwa prowadzi siê j¹ bardzo ma- ³ymi porcjami, nieprzekraczaj¹cymi zwykle 500 g rtêci w jednym reakto- rze. Ze wzglêdu na du¿¹ reaktyw- noœæ rtêci i azotanu rtêci z metalami produkcjê prowadzi siê w reaktorach szklanych. Gwarantuje to zarazem uzyskanie produktu o du¿ej czystoœci i bezpieczeñstwo, gdy¿ eliminuje czêœci metalowe, o które tarcie i ude- rzenie by³oby niebezpieczne. Inne metody prowadz¹ce do otrzy- mania piorunianu rtêci to reakcja kwasu malonowego z azotanem rtêci w kwasie azotowym wobec azotynu sodu lub rozk³ad soli rtêciowej nitro- metanu. Warunkiem otrzymania azydków nieorganicznych jest uzyskanie azyd- ku sodu. Bez tego zwi¹zku wyprodu- kowanie jakiegokolwiek azydku jest niemo¿liwe. Azydek sodu otrzymuje siê np. ze sproszkowanego amidku sodowego w reakcji z podtlenkiem azotu lub w reakcji wodorotlenku so- dowego z azotynem izoamylowym i hydratem hydrazyny. Drug¹ bardzo wa¿n¹ spraw¹ jest zachowanie odpo- wiedniej ostro¿noœci podczas prowa- dzenia reakcji. Azydek o³owiu wyka- zuje bardzo du¿¹ wra¿liwoœæ na tar- cie, znacznie przewy¿szaj¹c¹ pioru- nian rtêci. Znane s¹ przypadki samo- czynnego wybuchu azydku o³owiu w czasie przesypywania, wa¿enia czy suszenia. Samoczynnym wybu- chom ulegaj¹ du¿e kryszta³y o d³ugo- œci powy¿ej 0,1 mm. Rozmiary krysz- ta³ów otrzymanego azydku o³owiu zale¿¹ od temperatury reakcji i inten- sywnoœci mieszania, a przede wszystkim od stê¿enia roztworów. Przy bardziej stê¿onych roztworach uzyskuje siê drobniejsze kryszta³y. Nitroguanidyna sprowadzana jest wy³¹cznie na zamówienie i jest to przyczyna, która wyklucza tetrazen
z produkcji. Kwaœny wêglan amino- guanidyny, z którego otrzymuje siê tetrazen, powstaje w wyniku redukcji nitroguanidyny. Jest to synteza o przeciêtnym poziomie trudnoœci. W czasie redukcji anitroguanidyny nale¿y ca³y czas kontrolowaæ pH, które powinno wynosiæ ok. 7–7,5. Wyjœciowa trinitrorezorcyna przy otrzymywaniu trójnitrorezorcynianu o³owiu nie jest dostêpna w handlu. Dlatego mo¿e byæ przygotowana sa- modzielnie przez nitrowanie rezorcy- ny. W tym przypadku nale¿y zastoso- waæ mocne mieszad³o typu ³opatko- wego, poniewa¿ w czasie reakcji wy- tr¹ca siê sta³a substancja i prowa- dzenie reakcji mo¿e byæ bardzo k³o- potliwe. Doœæ czêstym problemem jest pienienie siê i szybki wzrost tem- peratury mieszaniny, który mo¿e do- prowadziæ do wykipienia. Przy wszel- kich czynnoœciach z trinitrorezorcy- nianem nale¿y zachowaæ daleko id¹- c¹ ostro¿noœæ. Je¿eli nie jest u¿ywa- ny od razu, nale¿y przechowywaæ go pod wod¹. Nie mo¿e byæ stosowany jako samodzielny materia³ inicjuj¹cy. Wyprodukowanie nadtlenku ace- tonu – TATP – wydaje siê ³atwiejsze ni¿ nadtlenku urotropiny HMTD. Nadtlenek acetonu otrzymuje siê, dzia³aj¹c nadsiarczanem potasu lub nadtlenkiem wodoru na aceton w obecnoœci kwasu siarkowego. Wszystkie sk³adniki potrzebne do otrzymania TATP czy HMTD s¹ do- stêpne w handlu. S¹ to obecnie naj- popularniejsze substancje wybucho- we otrzymywane samodzia³owo przez domowych piromanów, a tak¿e coraz czêœciej spotykane w urz¹dze- niach wybuchowych domowej kon- strukcji. Ich du¿a wra¿liwoœæ na bodŸce mechaniczne i p³omieñ oraz ma³a stabilnoœæ chemiczna ograni- cza masowe zastosowanie. Uzyskanie chlorku miedzi i chlorku srebra do otrzymania acetylenku o³owiu lub srebra nie jest ¿adn¹ trudnoœci¹. Problem mo¿e pojawiæ siê przy przepuszczaniu acetylenu przez amoniakalny roztwór powy¿-
bilne i szybko traciæ swoje w³aœciwo- œci wybuchowe. Przegl¹daj¹c strony internetowe o tematyce zwi¹zanej z materia³ami wybuchowymi, mo¿na wyci¹gn¹æ wnioski, ¿e materia³y ini- cjuj¹ce s¹ wytwarzane, i nie jest to ¿aden problem. Najczêœciej pojawia- j¹cymi siê materia³ami inicjuj¹cymi na forach dyskusyjnych s¹ HMTD oraz TATP.
BIBLIOGRAFIA