Перхлорат аммония
Aммония перхлорат (анозит) NH4ClО4 применяется как окислитель в твердых ракетных топливах и смесевых ВВ, впервые синтезирован Серулле в 1831 году; первый завод по производству перхлоратов был построен в Швеции в 1893 году. АП — бесцветное кристаллическое вещество, молекулярная масса — 117,497, суммарное содержание кислорода — 54,47%, содержание активного кислорода 34%, энтальпия образования H298 = — 601,5 ккал/кг, плотность при температуре 20°С — 1,95 г/смЗ. При обычной температуре АП имеет ромбическую форму решетки кристаллов, при температуре выше 238°С ромбическая форма переходит в кубическую. АП крупных фракций мало гигроскопичен (гигроскопическая точка — 73%), с уменьшением размера частиц гигроскопичность повышается. При работе с АП относительная влажность окружающей среды не должна превышать 60% для крупных частиц и 30 — 40% для мелких частиц. Термическая стойкость АП высокая. При температуре выше 150°С заметно разлагается (индукционный период 8 — 10 ч). При температуре 370°С происходит быстрый распад, который может оканчиваться вспышкой. Присутствие примесей, особенно меди, железа, ускоряет распад АП. АП не плавится. Растворимость АП при температуре + 25°С: в воде — 24,92 г на 100 г воды, в ацетоне — 2,26 г на 100 г растворителя, в этаноле — 1,907 г на 100 г растворителя, в бензине и бензоле — нерастворим. Химическая активность: к действию минеральных кислот АП устойчив, со щелочами легко вступает в реакцию обменного разложения, с металлами сухой АП не взаимодействует. Продукты коррозии металлов сильно понижают термическую стойкость АП. АП чувствителен к механическим воздействиям. Органические добавки в количестве от 3 до 30% повышают чувствительность, и работа с такими смесями является взрывоопасной. АП — вещество токсичное, способен, в особенности мелкие фракции, проникать через неповрежденную кожу. Вызывает изменения функционального состояния центральной нервной системы, угнетает функцию щитовидной железы, печени. Предельно допустимая концентрация в воздухе — 1 мг/мЗ, в водоемах — 5 мг/дмЗ.
В промышленности существуют два способа получения АП: обменный (обменная реакция NaClO4, НСl, NH3) и нейтрализационный (реакция нейтрализации 62% НСlO4, NH3). Основные стадии производства: кристаллизация, фильтрация, сушка, фракционирование. В зависимости от требований, предъявляемых к конечному продукту, АП выпускается:
1.Влажный валовый АП с d = 210 — 230 мкм.
2.Сухой модифицированный АП (СМАП) марок Д-315+160 с d = 210 — 230 мкм, Д-160 с d =120 — 130 мкм, Д+315 c d = 33О мкм, К-700+500 с d = 530 — 550 мкм, К-630+400 с = 450 — 470 мкм.
3.Мелкокристаллический АП (ШКАП) марки К-50 с d =25 — 27 мкм.
4.Высокодисперсный АП (ВДАП) марки РА с d =8 — 12 мкм. и с удельной поверхностью 6 — 10 тыс. см2/г.
5.Ультрадисперсный АП (УДАП) с d = 0,7 — 12 мкм и с удельной поверхностью 17 — 30 тыс. см2/г.
СМАП от влажного валового АП отличается малым содержанием остаточной влаги (не более 0,05%), округлой формой кристаллов, узким спектром распределения и широким набором фракций. УДАП получают тремя способами: газофазным синтезом, методом сублимации, измельчением в бисерной мельнице в жидком носителе. В зависимости от композиций топлив используют 1-, 2-, 3-,4-фракционные рабочие смеси АП различного соотношения.
Бесцв. кристаллы. Растворимость в
воде 24.9 г /100 г при 25°С, умеренно растворим в
горячем ацеттоне, метаноле, этаноле,
пиридине. Восприимчивость к удару чистого
ПХА на уровне тротила. В присутствии
горючих веществ чувствительность к удару
заметно повышается. t начала разл. ок. 150°С. t
быстр. разл. 350-370°С (без плавления).
Плотность 1.952 г/см3. Скорость детонации 2500м/c
при 1.17 г/см3 Теплота взрыва ок. 2.05МДж/кг.
Фугасность ок 220 мл. Объем продуктов взрыва
810мл. Токсичен.
Применяется как окислитель в ракетных
топливах, пиротехнических составах
перхлоратных и водонаполненных ВВ.
Катализаторы разложения: оксиды переходных
металлов, гл. обр марганца и железа,
ферроцен. Можно получить сливанием
насыщенных р-ров перхлората натрия и
нитрата аммония или нейтрализацией
разбавленной хлорной к-ты аммиаком.
"СПРАВОЧНИК ПО ВЗРЫВЧАТЫМ ВЕЩЕСТВАМ"
Авторы: Vandal, Kalium, Dikobrazz
Получение перхлората аммония
Получение ПХА делится на две стадии:
получение хлората натрия и перевод хлората
в перхлорат.
Получение хлората натрия.
1)Электролизером у меня служит пластиковый
бак объемом 10л. Анод графитовый (перед
использованием желательно пропитать его 15%
р-ом льняного масла в бензине, тогда изнашиваться
он будет гораздо меньше). Катод и в
первом и во втором случае - нержавеющая
сталь. Анодная плотность тока 0.7-1.0 А/дм2.
Среднее напряжение 3.8-4.2В.
2)Электролит состоит из NaCl-280 г/л, Na2Cr2O7-3-6 г/л.
Для ускорения процесса образования
хлората в начале можно добавить NaOH из
расчета 2-3 г/л.
3)В процессе электролиза следят за рН
раствора. Оно должно быть около 4.0. Для
регулировки рН используют 10% НCl.
4)Температуру поддерживают ~40С. Можно ее
увеличить и до 80С, но возрастет
изнашиваемость анода.
5)По окончании электролиза (80-85% хлората)
раствор фильтруют, немного упаривают и
насыщают NaCl для понижения растворимости
хлората. Очищают хлорат двойной
перекристаллизацией раствора. Выход
80-85%.
Получение перхлората натрия.
Оптимальнее конечно использовать
платиновые или платинированные аноды,
но я использую графитовые аноды,
электролитически покрытые PbO2 из
раствора нитрата свинца.
1)Анодная плотность тока 2-2.5 А/дм2.
2)Электролит состоит из NaClO3-600-700 г/л, NaF-0.2-2.0 г/л.
3)Температуру можно поддерживать в
диапазоне 40-60 С.
4)Постоянно проверяют концентрацию хлората.
По достижении концентрации хлората ~100 г/л
(~500 г/л перхлората) электролиз прекращают.
5)Выделяют перхлорат и очищают его
перекристаллизацией.
ПХА получают обменной реакцией между
перхлоратом натрия и хлоридом аммония
по разнице растворимости ПХА и практически
не изменяющейся растворимости хлорида
натрия.
Очищают ПХА и используют на здоровье.
Конечно возможен и прямой синтез
перхлората натрия из хлорида на анодах
из диоксида свинца, но мне уже лень что-либо
менять.
Синтез хорошо работает. Только желательно
все это проводить или на свежем воздухе
или под тягой - понятно почему :-)).
Метод Belpyro(Chim)-а
Вернуться на www.pirotek.info - самодельная пиротехника и взрывчатка, динамит и салюты