Этиленгликольдинитрат

Этиленгликольдинитрат
Ethylene glycol dinitrate.svg
Ethylene-glycol-dinitrate-3D-balls.png
Общие
Систематическое
наименование
1,2-​динитроксиэтан
Сокращения ЭГДН, НГЛ
Традиционные названия этиленгликольдинитрат, нитрогликоль
Хим. формула C2H4N2O6
Физические свойства
Состояние жидкость
Молярная масса 152,063 ± 0,0041 г/моль
Плотность 1,49 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления -22,3 °C
 • кипения 387 ± 1 °F[1]
 • разложения 114 °C
 • вспышки 419 ± 0 °F[1]
 • самовоспламенения 217 °C
Давление пара 0,05 ± 0,01 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 5,6 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления 1,4452
Классификация
Рег. номер CAS 628-96-6
PubChem
Рег. номер EINECS 211-063-0
SMILES
InChI
RTECS KW5600000
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 540 мг/кг (мыши, перорально),
460 мг/кг (крысы, перорально),
3800 мг/кг (крысы, подкожно)
Токсичность токсичен, особенно при вдыхании
NFPA 704
Огнеопасность 1: Следует нагреть перед воспламенением (например, соевое масло). Температура вспышки выше 93 °C (200 °F)Опасность для здоровья 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможным остаточным повреждениям (например, диэтиловый эфир)Реакционноспособность 4: Способно к детонации или взрывному разложению при нормальной температуре и давлении (например, нитроглицерин, гексоген)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
1
2
4
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Этиленгликольдинитра́т (динитроэтиленгликоль, нитрогликоль, сокр. ЭГДН) — органическое соединение с формулой C2H4O6N2 ((CH2ONO2)2), сложный эфир азотной кислоты и двухатомного спирта этиленгликоля, представляет собой маслянистую жидкость. ЭГДН — мощное взрывчатое вещество (ВВ). Изредка встречаются иные наименования: динитрогликоль, гликольдинитрат. Пары весьма токсичны при вдыхании, может проникать через неповрежденную кожу. При попадании в организм вызывает отравления вплоть до летального исхода. Весьма чувствителен к удару, трению, нагреванию. Летуч.


Физико-химические свойства

Прозрачная маслообразная довольно летучая жидкость. Плотность при 20 °C 1,489 г/см³, температура затвердевания −21,7 °C. Малогигроскопичен, растворим в этаноле, метаноле, диэтиловом эфире, нитробензоле, ацетоне и многих других растворителях. Растворимость в воде 0,5 % при 25 °C. Вязкость при 20 °C — 0,421 сПа·с. Летучесть значительно выше, чем у нитроглицерина (2,2 мг/(см2·ч) — в 20 раз больше (по другим данным — в 8 раз и в 13 раз по Штетбахеру). Легко желатинирует коллоксилин при обычной температуре и сравнительно быстро, в то время как для желатинизации нитроглицерина требуется нагревание. При нагревании со щелочами ЭГДН омыляется. Образует с нитроглицерином эвтектические смеси с очень низкой температурой плавления.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям

t пл. –22.5°С. t кип. 197.5°С. В вакууме ЭГДН кипит без разложения при 95°С и может быть легко перегнан с водяным паром.

Отношение к нагреванию: При осторожном нагревании небольших количеств, ЭГДН можно довести до испарения без взрыва или вспышки. Быстро нагретый на металлической пластинке вспыхивает с легким взрывом. Нагретый до 150°C начинает выделять желтые пары – Оксиды азота. При нагревании до 170°C, в небольших количествах быстро разлагается с легкой вспышкой, в больших количествах взрывается.

Химическая стойкость: ЭГДН значительно более стойкий, нежели нитроглицерин. При температуре 72°C он выдерживает пробу Абеля в течение часа (НГЦ в течение 10-15 мин). Кажущаяся изначально более низкая стойкость ЭГДН объясняется небольшой диссоциацией его паров.

Чувствительность к удару: ~20 см (по другим данным 7-10 см) для груза 2 кг (нитроглицерин – 4 см, ТЭН – 17 см).

Восприимчивость к детонации: ЭГДН намного легче детонирует чем нитроглицерин. Его расширение (при водной забивке), сравнительно с другими гомологичными эфирами в бомбе Трауцля представлено ниже:

Капсюли с ГР ЭГДН Нитроглицерин Метилнитрат
№1 (0,3 г.) 465 мл (71%) 190 мл (32%) 520 мл (84%)
№3 (0,54 г.) 225 мл (38%)
№6 (1,0 г.)  460 мл (78%)
№8 (2,0 г.)  650 мл (100%) 590 мл (100%) 620 мл (100%)

*В этих опытах не учитывалась разница в действиях самих капсюлей, т.к. она незначительна.

Из таблицы можно видеть что ЭГДН детонирует значительно легче и полнее даже от самого маленького капсюля. Предположительно это заключается в более низкой вязкости. Высокая скорость детонации возможна при диаметре заряда более 2.7 мм.

Взрывчатые свойства

  • Теплота взрыва: 6,8 МДж/кг.
  • Теплота образования: -358,2 ккал/кг.
  • Энтальпия образования: -381,6 ккал/кг.
  • Температура взрыва: 4503 К (примерно 4230°C).
  • Скорость детонации: 7200 м/с. По другим данным 8300 м/c – в стальной трубе диаметром 35 мм. Может детонировать в низкоскоростном режиме (1500-2000 м/с).
  • Бризантность: 129% (61,9 г. песка) от тротила (песочная проба), по Гессу 115% (18,9 мм) от тротила.
  • Фугасность в Pb-блоке: ЭГДН обладает очень высокой работоспособностью: 620 мл при песочной забивке (650 мл при водной).
  • Работоспособность в баллистической мортире: 127-137% от тротила.
  • Объем продуктов взрыва: 737 л/кг, (НГЦ 713 л/кг, тол 730 л/кг).
  • Критический диаметр: 2 мм, притом детонация низкоскоростная и распространяется не более чем на 100 диаметров (20 см)

Получение

Впервые получен Генри в 1870 году. Основные способы получения:

Для получения нитрогликоля применяется этиленгликоль марки «динамитный», которого берут 20 весовых частей на 100 весовых частей нитрующей смеси состава 50 % азотной кислоты крепостью 90…98 % и 50 % серной кислоты крепостью 90-98%.
Нитрация этиленгликоля ведётся на оборудовании и по технологии (температурные и прочие условия) для получения нитроглицерина (см.).
Сепарация нитрогликоля производится так же, как сепарация нитроглицерина с той разницей, что отсепарированный нитрогликоль принимают в ёмкость с 2-х кратным количеством холодной воды, причем вследствие меньшей по сравнению с нитроглицерином вязкости нитрогликоля сепарация проходит быстрее чем у нитроглицерина.
Промывка нитрогликоля производится так же, как и нитроглицерина, с тем отличием, что используют только холодные промывные жидкости вследствие большой летучести нитрогликоля. Промывную жидкость на каждую промывку берут в количестве равном количеству нитрогликоля по объёму. Промытый нитрогликоль фильтруют через фильтр.
Получение нитрогликоля представляет большую опасность. Но меньшую чем производство нитроглицерина.

Применение

Впервые был получен Генри в 1870г. В 1914г был применен в Германии в качестве антифриза к динамиту. Во время 2 мир. войны вследствие нехватки глицерина использовался как заменитель нитроглицерина в бездымных порохах. Нитрогликолевые пороха имели малые сроки хранения из-за летучести ЭГДН, однако в условиях военного времени это было оправдано. Пороха на ЭГДН горят приблизительно в 2 раза медленнее чем на нитроглицерине. Применяется в смесях с нитроглицерином в производстве незамерзающих динамитов для применения при низких температурах (обычно в соотношении 50:50). ВВ с применением Этиленглигольдинитрата: GOMA 2 ECO; Так же нашел широкое применение во многих нитроглицериновых (нитрогликолевых) ВВ: желатиндинамитах, гремучем студне, угленитах, детонитах, как добавка в АСВВ и пр. В январе 2003 года на Раушской набережной около здания ГУП Мосгортранс произошёл теракт с применим этого вещества.

Токсичность ЭГДН

При остром отравлении — головная боль, гипотония, тахикардия, тошнота, рвота. Описаны десятки случаев внезапной смерти сравнительно молодых и здоровых рабочих, длительно соприкасавшихся с ЭГДН и нитроглицерином в производстве взрывчатых веществ. ЭГДН более летуч, чем нитроглицерин, и быстрее всасывается через кожу; считают поэтому, что ему принадлежит главная роль. Гибель обычно наступала через 30—60 ч после прекращения работы (в воскресенье или в понедельник утром) при явлениях стенокардии и острой сердечной недостаточности[2].

У рабочих, занятых изготовлением ЭГДН, был выявлен ряд других неврологических нарушений: бессонница, брадикардия, депрессия, обмороки, не зависящие от сосудистой недостаточности[2]. Существует мнение, что под влиянием действия ЭГДН нарушается синаптическая передача и процессы обмена в головном мозге — в промежуточном его отделе[3].

ЭГДН легко проникает через кожу. Всасывание через кожу способствует развитию отравления ЭГДН у рабочих и даже является его главной причиной. У рабочих, пользовавшихся защитными резиновыми перчатками, находили на коже кистей рук 0,1—1 мг ЭГДН[4]. Минимальная доза, вызывающая боль у человека при нанесении на кожу, 1,8—3,5 мл 1% спиртового раствора ЭГДН[5]. ПДК в рабочей зоне: 3 мг/м3.

При попадании ЭГДН внутрь с пищей или питьём моментально возникает сильнейшая головная боль, обморочное состояние и через несколько минут смерть от остановки сердца.

мЛД = 0,5 мл при приёме внутрь.

Ссылки

  1. http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf
  2. https://exploders.info/articles/0/33.html
  3. https://exploders.info/books/14.html
  4. http://chemistry-chemists.com/N6_2011/P16/ChemistryAndChemists_6_2011-P16-5.html
  5. https://exploders.info/sprawka/90.html
  6. http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=shtetbaher-a&book=1936
  7. https://exploders.info/books/14.html
  8. https://exploders.info/books/18.html

Примечания

  1. 1 2 3 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0273.html
  2. 1 2 Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / Под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной. — Изд. 7-е, пер. и доп.. — Ленинград: Химия, 1977. — Т. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. — 608 с.
  3. Stýblová V. [The neurotoxic effects of explosives] (чешск.) // Ceskoslovenska neurologie. — 1966. — Sv. 29, č. 6. — S. 378—381. — PMID 5979126.
  4. Einert C., Adams W., Crothersab R., Moorea H., Ottoboni F. Exposure to Mixtures of Nitroglycerin and Ethylene Glycol Dinitrate (англ.) // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1963. — Vol. 24, no. 5. — P. 435—447. — DOI:10.1080/00028896309343245.
  5. Polson C. J., Tattersall R. N. Clinicals Toxicology. — English Universities Press, 1959. — P. 589.