Перманганат аммония
Перманганат аммония (аммоний марганцовокислый) - NH4MnO4 - аммонийная соль марганцовой кислоты с молекулярным весом 137,0 - на одном из Форумов охарактеризованная как "экзотическое инициирующее"; черные ромбические (иглы и удлиненно-пластинчатые) кристаллы удельного веса 2,21 g/cc, умеренно растворимые в воде (вероятно, 7,3% при 15C - по [СХ], встречающееся в Сети на порядок меньшее значение растворимости связано, похоже, с возможной опечаткой в [СР]).
Воспламенение перманганата аммония происходит (по литературным данным) в интервале 60- 110C; более низкая температура соответствует, вероятно, медленному нагреву, более высокая - быстрому. При воспламенении на воздухе небольшая навеска сгорает со вспышкой тусклого пламени малого объема и с выделением значительного количества черного дыма; при воспламенении в замкнутом объеме горение легко переходит в детонацию.
Это соединение весьма чувствительно к механическим воздействиям; кроме того, хранение заметных его количеств может закончиться взрывом, вызванным самоускоряющимся разложением. Для уменьшения скорости разложения хранить данный перманганат лучше при пониженной температуре (например, в морозильной камере).
Параметры перманганата аммония как ВВ весьма скромные - по данным Сети (The Explosives and Weapons Forum со ссылкой на Urbanski Vol.2) скорость его детонации 1700 m/s при плотности 1 g/cc, работоспособность - 110- 125cc (т.е. 37- 42% от TNT); теплота взрывчатого превращения 2370 kJ/kg; расчетный объем детонационных газов около 409 l/kg. Кислородный баланс NH4MnO4 при обычном сгорании нулевой, но при детонации (из-за легкости термического разложения образующейся двуокиси марганца) он может меняться от 0 до +5,8% (разложение до Mn2O3) или до +7,8% (восстановление до Mn3O4).
Хотя растворимость перманганата аммония несколько выше, чем перманганата калия, из раствора последнего в результате ионообменной реакции может быть осажден NH4MnO4 - но при условии значительной избыточной концентрации иона аммония. Это достигается введением в раствор значительных количеств хлорида или нитрата (вероятно, несколько хуже - из-за низкой растворимости K2SO4 - сульфата) аммония.
Необходимое оборудование: химические (лучше - одноразовые пластиковые) стаканы, холодильник (морозильная камера); желательно - электрическая мешалка.
Необходимые материалы: перманганат калия и нитрат (или хлорид) аммония, дистиллированная вода.
Синтез крупнокристаллического перманганата аммония:
1) В 100 ml дистиллированной воды в химическом стакане растворяют 20g нитрата (хлорида) аммония;
2) После восстановления комнатной температуры раствора (и при необходимости - его фильтрации), добавляют и растворяют 4g мелкокристаллического перманганата калия - растворение его идет медленно и при этом рекомендуется использовать электрическую мешалку;
3) Плотно закрытый стакан с раствором постепенно охлаждают до 0C, а далее до -10- (-12)C - до почти полного замораживания (но не ниже -15C !); для создания в стакане конвекции тепло лучше снимать с верхней части стакана;
4) Затем льду дают почти полностью растаять, раствор переливают в другой стакан, осадок черных удлиненно-пластинчатых кристаллов смешивают с остатками льда (5- 10g) и промывают при его таянии водой;
5) Отделенные кристаллы перманганата аммония заворачивают в несколько бумажных фильтров и сушат при пониженной температуре (0- +5C);
6) Для оставшегося раствора повторяют этапы 3)-5) - это позволяет получить дополнительное количество продукта; всего получается 2- 2,4g перманганата аммония (выход 60- 70%).
Примечание: если исходный перманганат калия содержал следы щелочи, то вначале (из-за восстановления аммиаком) выделяется небольшой осадок окислов и гидроокислов марганца; в этом случае на этапе 3) при охлаждении до 0C лучше отделить предварительную (загрязненную) порцию перманганата аммония.
Крупнокристаллический перманганат аммония довольно чист и сравнительно хорошо хранится; кроме того, по изменению блеска кристаллов (а далее - по их распаду) можно отслеживать степень разложения. Однако при подготовке к снаряжению кристаллы обычно приходится размалывать в порошок; эту операцию рекомендуется делать только сильно смочив их водой.
Можно сразу синтезировать мелкокристаллический перманганат аммония - в этом случае в дистиллированной воде сначала растворяют перманганат калия, а далее - так же при размешивании - нитрат аммония. Охладившийся при этом раствор частично замораживают (охлаждая стакан смесью лед-соль и продолжая перемешивание), а затем оттаивают. Перманганат аммония в этих условиях выделяется в виде мелкого черного порошка.
В принципе, при этом, используя более высокие концентрации перманганата калия и нитрата (хлорида) аммония можно увеличить выход по перманганату до 90% и более - например, растворяя в 100 ml воды 6g KMnO4 и 50g NH4NO3 - но при этом продукт будет заметно загрязнен исходными веществами.
Вернуться на www.pirotek.info - пиротехника и взрывчатка, динамит и петарды