Në të vërtetë, djalli ulet në eksploziv, i gatshëm në çdo sekondë të fillojë të shkatërrojë dhe prishë gjithçka përreth. Mbajtja nën kontroll e kësaj krijese të ferrit dhe lëshimi i saj vetëm kur kërkohet është problemi kryesor që kimistët dhe piroteknikët duhet të zgjidhin kur krijojnë dhe përdorin eksplozivë. Në historinë e krijimit dhe zhvillimit të eksplozivëve (eksplozivëve), si në një pikë uji, shfaqet historia e shfaqjes, zhvillimit dhe shkatërrimit të shteteve dhe perandorive.
Përgatitja e skicës së mësimeve, autori vërejti vazhdimisht se vendet, sundimtarët e të cilëve i kushtuan vëmendje vigjilente zhvillimit të shkencave, dhe mbi të gjitha trinitetit natyror të matematikanëve - fizikë - kimi - arritën lartësi në zhvillimin e tyre. Një shembull i mrekullueshëm mund të jetë ngjitja e shpejtë në skenën botërore të Gjermanisë, e cila në gjysmë shekulli bëri një hap nga një bashkim i shteteve të ndryshme, disa prej të cilave edhe në një hartë të detajuar të Evropës ishin të vështira për t'u parë pa një "hapësirë të vogël", për një perandori që duhej të llogaritej për një shekull e gjysmë. Pa i zvogëluar meritat e Bismarkut të madh në këtë proces, unë do të citoj frazën e tij, të cilën ai e tha pas përfundimit fitimtar të luftës franko-prusiane: "Kjo luftë u fitua nga një mësues i thjeshtë gjerman". Autori do të donte t'i kushtonte rishikimin e tij aspektit kimik të rritjes së aftësisë luftarake të ushtrisë dhe shtetit, si gjithmonë, pa pretenduar aspak të ishte përjashtues i mendimit të tij.
Kur boton artikullin, autori, si Zhyl Verne, shmang qëllimisht specifikimin e detajeve specifike teknologjike dhe përqendron vëmendjen e tij në metodat thjesht industriale të marrjes së eksplozivit. Kjo i detyrohet jo vetëm ndjenjës mjaft të kuptueshme të përgjegjësisë së shkencëtarit për rezultatet e punimeve të tij (qofshin ato praktike apo gazetareske), por edhe faktit që subjekti i studimit është pyetja Pse gjithçka ishte kështu dhe jo ndryshe?”Dhe jo“Kush ishte i pari që e mori atë? substancë”.
Për më tepër, autori u kërkon lexuesve falje për përdorimin e detyruar të termave kimikë - atribute të shkencës (siç tregohet nga përvoja e tij pedagogjike, jo më e dashura nga nxënësit e shkollës). Duke kuptuar se është e pamundur të shkruash për kimikatet pa përmendur termat kimikë, autori do të përpiqet të minimizojë fjalorin special.
Dhe gjëja e fundit. Shifrat e dhëna nga autori në asnjë mënyrë nuk duhet të konsiderohen si e vërteta përfundimtare. Të dhënat mbi karakteristikat e eksplozivëve në burime të ndryshme ndryshojnë dhe nganjëherë mjaft fuqishëm. Kjo është e kuptueshme: karakteristikat e municioneve varen shumë nga lloji i tyre "i tregtueshëm", prania / mungesa e substancave të huaja, futja e stabilizatorëve, mënyrat e sintezës dhe shumë faktorë të tjerë. Metodat për përcaktimin e karakteristikave të eksplozivit gjithashtu nuk dallohen nga uniformiteti (megjithëse do të ketë më shumë standardizim këtu) dhe ato gjithashtu nuk vuajnë nga riprodhueshmëria e veçantë.
Klasifikimi BB
Në varësi të llojit të shpërthimit dhe ndjeshmërisë ndaj ndikimeve të jashtme, të gjithë eksplozivët ndahen në tre grupe kryesore:
1. Inicimi i BB.
2. Shpërthimi i eksplozivit.
3. Hedhja e eksplozivit.
Inicimi i BB. Ata janë shumë të ndjeshëm ndaj ndikimeve të jashtme. Pjesa tjetër e karakteristikave të tyre janë zakonisht të ulëta. Por ata kanë një pronë të vlefshme - shpërthimi i tyre (shpërthimi) ka një efekt shpërthimi në shpërthimin dhe shtytjen e eksplozivëve, të cilët zakonisht nuk janë aspak të ndjeshëm ndaj llojeve të tjera të ndikimeve të jashtme ose kanë ndjeshmëri shumë të ulët. Prandaj, substancat inicuese përdoren vetëm për të nxitur shpërthimin e eksplozivit shpërthyes ose shtytës. Për të siguruar sigurinë e përdorimit të eksplozivëve inicues, ato janë të paketuara në pajisje mbrojtëse (kapsulë, mëngë kapsule, kapak shpërthyes, shpërthyes elektrik, siguresë). Përfaqësuesit tipikë të inicimit të eksplozivëve: fulminati i merkurit, azidi i plumbit, tenresat (TNPC).
Shpërthimi i eksplozivit. Kjo, në fakt, është ajo për të cilën ata thonë dhe shkruajnë. Ata pajisin predha, mina, bomba, raketa, mina tokësore; ata hedhin në erë ura, makina, biznesmenë …
Eksplozivët shpërthyes ndahen në tre grupe sipas karakteristikave të tyre shpërthyese:
- fuqi e shtuar (përfaqësues: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- fuqia normale (përfaqësuesit: TNT, melinite, plastikë);
- fuqi e zvogëluar (përfaqësues: nitrat amoniumi dhe përzierjet e tij).
Eksplozivët me fuqi të shtuar janë disi më të ndjeshëm ndaj ndikimeve të jashtme dhe për këtë arsye ato përdoren më shpesh në një përzierje me flegmatizues (substanca që zvogëlojnë ndjeshmërinë e eksplozivëve) ose në një përzierje me eksplozivë të fuqisë normale për të rritur fuqinë e këtij të fundit. Ndonjëherë eksplozivët me fuqi të lartë përdoren si shpërthyes të ndërmjetëm.
Hedhja e eksplozivit. Këto janë barutë të ndryshëm - piroksilinë e tymosur e zezë, pa tym dhe nitroglicerinë. Ato gjithashtu përfshijnë përzierje të ndryshme piroteknike për fishekzjarre, sinjalizim dhe ndezje, predha ndriçimi, mina dhe bomba ajrore.
Rreth pluhurit të zi dhe Black Berthold
Për disa shekuj, i vetmi lloj eksplozivi i përdorur nga njerëzit ishte pluhuri i zi. Me ndihmën e saj, topat e topit u hodhën mbi armikun dhe predhat shpërthyese u mbushën me të. Baruti u përdor në minierat nëntokësore për të shkatërruar muret e fortesave, për thërrmimin e shkëmbinjve.
Në Evropë, ajo u bë e njohur që nga shekulli i 13 -të, dhe madje edhe më herët në Kinë, Indi dhe Bizant. Përshkrimi i parë i regjistruar i barutit për fishekzjarre u përshkrua nga shkencëtari kinez Sun-Simyao në 682. Maximilian grek (shekujt XIII-XIV) në traktatin "Libri i Dritave" përshkroi një përzierje të bazuar në nitrat kaliumi, e përdorur në Bizant si i famshëm "zjarri grek" dhe i përbërë nga 60% nitrat, 20% squfur dhe 20% qymyr.
Historia evropiane e zbulimit të barutit fillon me një anglez, murg françeskan Roger Bacon, i cili në vitin 1242 në librin e tij "Liber de Nullitate Magiae" jep një recetë për pluhur të zi për raketa dhe fishekzjarre (40% kripë, 30% qymyr dhe 30 % squfur) dhe murgu gjysmë mitik Berthold Schwartz (1351). Sidoqoftë, është e mundur që ky të ishte një person: përdorimi i pseudonimeve në Mesjetë ishte mjaft i zakonshëm, siç ishte konfuzioni i mëvonshëm me datimin e burimeve.
Thjeshtësia e përbërjes, disponueshmëria e dy nga tre përbërësve (squfuri vendas nuk është ende i pazakontë në rajonet jugore të Italisë dhe Sicilisë), lehtësia e përgatitjes - e gjithë kjo i garantoi barutit një marshim triumfal nëpër vendet e Evropës dhe Azia. Problemi i vetëm ishte marrja e sasive të mëdha të nitratit të kaliumit, por kjo detyrë u përballua me sukses. Meqenëse depozita e vetme e njohur e nitratit të potasit në atë kohë ishte në Indi (prandaj emri i saj i dytë - Indian), prodhimi vendor u krijua pothuajse në të gjitha vendet. Ishte e pamundur ta quaja atë të këndshëm, edhe me një furnizim të fortë optimizmi: lëndët e para për të ishin plehu, zorrët e kafshëve, urina dhe flokët e kafshëve. Përbërësit më pak të pakëndshëm në këtë përzierje me erë të keqe dhe shumë të ndotur ishin gëlqere dhe potas. E gjithë kjo pasuri për disa muaj u hodh në gropa, ku u fermentua nën ndikimin e azotobaktereve. Amoniaku i lëshuar u oksidua në nitrate, gjë që në fund dha nitratin e lakmuar, i cili u izolua dhe u pastrua nga rikristalizimi - një profesion, gjithashtu, do të them, jo më i këndshmi. Siç mund ta shihni, nuk ka asgjë veçanërisht të komplikuar në proces, lëndët e para janë mjaft të përballueshme dhe disponueshmëria e barutit gjithashtu shpejt u bë universale.
Baruti i zi (ose i tymosur) ishte një eksploziv universal në atë kohë. As i lëkundur as i rrotulluar, për shumë vite u përdor si si predhë ashtu edhe si mbushje për bombat e para - prototipet e municioneve moderne. Deri në fund të së tretës së parë të shekullit XIX, baruti plotësonte plotësisht nevojat e përparimit. Por shkenca dhe industria nuk qëndruan ende, dhe së shpejti ajo pushoi së përmbushuri kërkesat e kohës për shkak të kapacitetit të saj të vogël. Fundi i monopolit të barutit mund t'i atribuohet viteve '70 të shekullit të 17 -të, kur A. Lavoisier dhe C. Berthollet organizuan prodhimin e kripës berthollet bazuar në klorur kaliumi të zbuluar nga Berthollet (kripë berthollet).
Historia e kripës së Berthollet mund të gjurmohet në momentin kur Claude Berthollet studioi vetitë e klorit të zbuluara kohët e fundit nga Carl Scheele. Duke kaluar klorin përmes një solucioni të përqendruar të nxehtë të hidroksidit të kaliumit, Berthollet mori një substancë të re, të quajtur më vonë nga kimistët chlorate kaliumi, dhe jo nga kimistët - kripë Berthollet. Kjo ndodhi në 1786. Dhe megjithëse kripa e djallit nuk u bë kurrë një eksploziv i ri, ai përmbushi rolin e tij: së pari, ai shërbeu si një nxitje për të kërkuar zëvendësues të rinj për "perëndinë e shkatërruar të luftës", dhe së dyti, u bë themeluesi i llojeve të reja të eksplozivëve - nismëtarët.
Vaj shpërthyes
Dhe në 1846, kimistët propozuan dy eksplozivë të rinj - piroksilinë dhe nitroglicerinë. Në Torino, kimisti italian Ascagno Sobrero zbuloi se ishte e mjaftueshme për të trajtuar glicerinën me acid nitrik (nitratim) për të formuar një lëng transparent me vaj - nitroglicerinë. Raporti i parë i shtypur për të u botua në revistën L'Institut (XV, 53) më 15 shkurt 1847 dhe meriton një citim. Pjesa e parë thotë:
“Ascagno Sobrero, profesor i kimisë teknike nga Torino, në një letër të transmetuar nga prof. Peluzom, raporton se ai ka marrë prej kohësh eksploziv nga veprimi i acidit nitrik në substanca të ndryshme organike, domethënë sheqer kallami, shenjëzimi, dekstrite, sheqer qumështi, etj. Sobrero gjithashtu studioi efektin e një përzierje të acideve nitrike dhe sulfurike në glicerinë, dhe përvoja i tregoi atij se merret një substancë, e ngjashme me pambukun që trondit …"
Më tej, ekziston një përshkrim i eksperimentit të nitratimit, interesant vetëm për kimistët organikë (dhe madje edhe atëherë vetëm nga pikëpamja historike), por ne do të vërejmë vetëm një veçori: nitro-derivatet e celulozës, si dhe aftësinë e tyre për të shpërthyer, tashmë ishin mjaft të njohura atëherë [11].
Nitroglicerina është një nga eksplozivët më të fuqishëm dhe më të ndjeshëm shpërthyes dhe kërkon kujdes dhe vëmendje të veçantë gjatë trajtimit.
1. Ndjeshmëria: mund të shpërthejë nga të shtënat nga një plumb. Ndjeshmëria ndaj goditjes me një kazan 10 kg të rënë nga një lartësi prej 25 cm - 100%. Djegia kthehet në shpërthim.
2. Energjia e transformimit shpërthyes - 5300 J / kg.
3. Shpejtësia e shpërthimit: 6500 m / s.
4. Brisance: 15-18 mm.
5. Eksploziviteti: 360-400 metra kub. shih [6].
Mundësia e përdorimit të nitroglicerinës u tregua nga kimisti i famshëm rus N. N. Zinin, i cili në 1853-1855 gjatë Luftës së Krimesë, së bashku me inxhinierin ushtarak V. F. Petrushevsky, prodhuan një sasi të madhe nitroglicerine.
Profesor i Universitetit Kazan N. N. Zinin
Inxhinieri ushtarak V. F. Petrushevsky
Por djalli që jeton në nitroglicerinë doli të jetë i egër dhe rebel. Doli se ndjeshmëria e kësaj substance ndaj ndikimeve të jashtme është vetëm pak inferiore ndaj asaj të merkurit shpërthyes. Mund të shpërthejë tashmë në momentin e nitratimit, nuk mund të tronditet, nxehet dhe ftohet, ose ekspozohet në diell. Mund të shpërthejë gjatë ruajtjes. Dhe nëse i vini flakën me një shkrepëse, mund të digjet me qetësi …
E megjithatë nevoja për eksplozivë të fuqishëm deri në mesin e shekullit XIX ishte tashmë aq e madhe saqë, përkundër aksidenteve të shumta, nitroglicerina filloi të përdoret gjerësisht në operacionet e shpërthimit.
Përpjekjet për të frenuar djallin e keq u ndërmorën nga shumë njerëz, por lavdia e zbutësit shkoi tek Alfred Nobel. Uljet dhe ngritjet e kësaj rruge, si dhe fati i të ardhurave nga shitja e kësaj substance, janë të njohura gjerësisht, dhe autori e konsideron të panevojshme të hyjë në detajet e tyre.
Duke u "shtrydhur" në poret e një mbushësi inert (dhe disa duzina substancash u provuan si të tilla, më e mira prej të cilave ishte toka infusorike - silikat poroz, 90% e vëllimit të të cilit bie në poret që mund të thithin me lakmi nitroglicerinën), nitroglicerina u bë shumë më "akomoduese", duke mbajtur me vete pothuajse të gjithë fuqinë e tij shkatërruese. Siç e dini, Nobeli i dha kësaj përzierje, e cila duket si torfe, emrin "dinamit" (nga fjala greke "dinos" - forcë). Ironia e fatit: një vit pasi Nobeli mori një patentë për prodhimin e dinamitit, Petrushevsky përzien plotësisht nitroglicerinën me magnezinë dhe merr eksplozivë, të quajtur më vonë "dinamit rus".
Nitroglicerina (më konkretisht, trinitrati i glicerinës) është një ester i plotë i glicerinës dhe acidit nitrik. Zakonisht merret duke trajtuar glicerinë me një përzierje të acidit sulfurik -nitrik (në gjuhën kimike - reagimi i esterifikimit):
Shpërthimi i nitroglicerinës shoqërohet me lëshimin e një sasie të madhe të produkteve të gazta:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
Esterifikimi vazhdon në mënyrë të njëpasnjëshme në tre faza: në të parën, merret mononitrati i glicerolit, në të dytën - dinitrati i glicerolit, dhe në të tretën - trinitrati i glicerinës. Për një rendiment më të plotë të nitroglicerinës, një tepricë 20% e acidit nitrik merret më shumë se sasia e kërkuar teorikisht.
Nitratimi u krye në enë prej porcelani ose enë të plumbit të shkrirë në një banjë me ujë akulli. Rreth 700 g nitroglicerinë u morën në një vrapim, dhe gjatë një ore operacione të tilla u kryen në 3-4.
Por nevojat në rritje kanë bërë rregullimet e tyre në teknologjinë për prodhimin e nitroglicerinës. Me kalimin e kohës (në 1882), u zhvillua një teknologji për prodhimin e eksplozivëve në nitratorë. Në këtë rast, procesi u nda në dy faza: në fazën e parë, glicerina u përzie me gjysmën e sasisë së acidit sulfurik, dhe kështu u përdor shumica e nxehtësisë së lëshuar, pas së cilës një përzierje e gatshme e acideve nitrike dhe sulfurike u fut në të njëjtën enë. Kështu, ishte e mundur të shmangej vështirësia kryesore: mbinxehja e tepërt e përzierjes së reagimit. Përzierja kryhet me ajër të ngjeshur në një presion prej 4 atm. Produktiviteti i procesit është 100 kg glicerinë në 20 minuta në 10 - 12 gradë.
Për shkak të gravitetit të veçantë specifik të nitroglicerinës (1, 6) dhe acidit të mbeturinave (1, 7), ajo mblidhet nga lart me një ndërfaqe të mprehtë. Pas nitrimit, nitroglicerina lahet me ujë, pastaj lahet nga mbetjet e acidit me sode dhe përsëri lahet me ujë. Përzierja në të gjitha fazat e procesit kryhet me ajër të kompresuar. Tharja kryhet me filtrim përmes një shtrese kripe të tryezës së kalcinuar [9].
Siç mund ta shihni, reagimi është mjaft i thjeshtë (kujtoni valën e terrorizmit në fund të shekullit të 19 -të, të ngritur nga "bombarduesit" që zotëruan shkencën e thjeshtë të kimisë së aplikuar) dhe i përket numrit të "proceseve të thjeshta kimike" (A. Stetbacher). Pothuajse çdo sasi nitroglicerine mund të bëhet në kushtet më të thjeshta (bërja e pluhurit të zi nuk është shumë më e lehtë).
Konsumi i reagentëve është si më poshtë: për të marrë 150 ml nitroglicerinë, duhet të merrni: 116 ml glicerinë; 1126 ml acid sulfurik të koncentruar;
649 ml acid nitrik (të paktën 62% përqendrim).
Dinamiti në luftë
Dinamiti u përdor për herë të parë në Luftën Franko-Prusiane të viteve 1870-1871: saprinjtë prusianë hodhën në erë fortifikimet franceze me dinamit. Por siguria e dinamitit doli të ishte relative. Ushtria menjëherë zbuloi se kur qëllohet me një plumb, ajo nuk shpërthen më keq se paraardhësi i tij, dhe djegia në raste të caktuara kthehet në një shpërthim.
Por tundimi për të marrë municion të fuqishëm ishte i papërmbajtshëm. Përmes eksperimenteve mjaft të rrezikshme dhe komplekse, ishte e mundur të zbulohej se dinamiti nuk do të shpërthejë nëse ngarkesat rriten jo menjëherë, por gradualisht, duke mbajtur përshpejtimin e predhës brenda kufijve të sigurt.
Zgjidhja e problemit në nivelin teknik u pa në përdorimin e ajrit të kompresuar. Në qershor 1886, toger Edmund Ludwig G. Zelinsky i Regjimentit të 5 -të të Artilerisë të Ushtrisë së Shteteve të Bashkuara testoi dhe rafinoi modelin origjinal të Inxhinierisë Amerikane. Një top pneumatik me një kalibër 380 mm dhe një gjatësi 15 m me ndihmën e ajrit të ngjeshur në 140 atm mund të hidhte predha me gjatësi 3.35 m nga 227 kg dinamit në gjatësinë e predhës 1800 mA 1.83 m me 51 kg dinamit dhe të gjitha 5 mijë m
Forca lëvizëse u sigurua nga dy cilindra ajër të ngjeshur, dhe ajo e sipërme u lidh me mjetin me një zorrë fleksibël. Cilindri i dytë ishte një rezervë për të ushqyer atë të sipërm, dhe presioni në të vetë u mbajt me ndihmën e një pompë avulli të varrosur në tokë. Predha e ngarkuar me dinamit u formua si një shigjetë - një shigjetë artilerie - dhe kishte një kokë luftarake 50 kilogramësh.
Duka i Kembrixhit urdhëroi ushtrinë të testonte një sistem të tillë në Milford Haven, por arma konsumoi pothuajse të gjithë municionin e tij para se të godiste përfundimisht objektivin, i cili, megjithatë, u shkatërrua në mënyrë shumë efektive. Admiralët amerikanë ishin të kënaqur me topin e ri: në 1888, u liruan para për të bërë 250 armë dinamiti për artilerinë bregdetare.
Në 1885 Zelinsky themeloi Kompaninë e Armëve Pneumatike për të prezantuar armë pneumatike me predha dinamiti në ushtri dhe marinë. Eksperimentet e tij bënë që të flitej për armët ajrore si një armë e re premtuese. Marina amerikane madje ndërtoi kryqëzorin dinamit Vesuvius 944 ton në 1888, të armatosur me tre nga këto armë 381 mm.
Diagrami i kryqëzorit "dinamit" Vesuvius
[qendra]
Dhe kështu dukeshin armët e tij të palëvizshme[/qendra]
Por një gjë e çuditshme: pas disa vitesh, entuziazmi i dha vendin zhgënjimit. "Gjatë Luftës Spanjollo-Amerikane," thanë artilerët amerikanë për këtë, "këto armë nuk goditën kurrë në vendin e duhur." Dhe megjithëse nuk ishte aq shumë për armët sa për aftësinë e artilerisë për të qëlluar me saktësi dhe fiksimin e ngurtë të armëve, ky sistem nuk mori zhvillim të mëtejshëm.
Në 1885, Holland instaloi topin ajror të Zelinsky në nëndetësen e tij Nr.4. Sidoqoftë, çështja nuk erdhi në provat e saj praktike, tk. varka pësoi një aksident të rëndë gjatë lëshimit.
Në 1897, Hollanda ri-armatosi nëndetësen e tij Nr.8 me një top të ri Zelinsky. Armatimi përbëhej nga një tub torpedo me hark 18 inç (457 mm) me tre silurë Whitehead, si dhe një armë ajri të pasme Zelinsky për predha dinamiti (7 raunde prej 222 lbs. 100.7 kg) secila). Sidoqoftë, për shkak të fuçisë shumë të shkurtër, të kufizuar nga madhësia e anijes, kjo armë kishte një distancë të shkurtër të qitjes. Pas xhirimeve praktike, shpikësi e çmontoi atë në 1899.
Në të ardhmen, as Hollanda dhe as stilistë të tjerë nuk instaluan armë (aparate) për të gjuajtur mina dhe predha dinamiti në nëndetëset e tyre. Pra, armët e Zelinsky në mënyrë të padukshme, por shpejt u larguan nga skena [12].
Vëllai i nitroglicerinës
Nga pikëpamja kimike, glicerina është përfaqësuesi më i thjeshtë i klasës së alkooleve trihidrike. Ekziston analogu i tij diatomik - etilen glikol. A është çudi që pasi u njohën me nitroglicerinën, kimistët e kthyen vëmendjen tek etilen glikoli, me shpresën se do të ishte më i përshtatshëm për t'u përdorur.
Por edhe këtu, djalli i eksplozivëve tregoi karakterin e tij kapriçioz. Karakteristikat e dinitroetilen glikolit (ky eksploziv nuk mori kurrë emrin e vet) doli të mos ishte shumë i ndryshëm nga nitroglicerina:
1. Ndjeshmëria: shpërthimi kur një ngarkesë prej 2 kg bie nga një lartësi prej 20 cm; i ndjeshëm ndaj fërkimit, zjarrit.
2. Energjia e transformimit shpërthyes - 6900 J / kg.
3. Shpejtësia e shpërthimit: 7200 m / s.
4. Brisance: 16.8 mm.
5. Eksplozivitet i lartë: 620-650 metra kub. cm
Firstshtë marrë për herë të parë nga Henry në 1870. obtainedshtë marrë me nitrim të kujdesshëm të etilen glikolit sipas një procedure të ngjashme me përgatitjen e nitroglicerinës (përzierja nitratuese: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; raporti - 1 me 5 në lidhje me glikol etilen).
Procesi i nitrimit mund të kryhet në një temperaturë më të ulët, e cila është një predispozitë për një rendiment më të lartë [7, 8].
Përkundër faktit se, në përgjithësi, ndjeshmëria e DNEG doli të ishte disi më e ulët se ajo e NG, përdorimi i tij nuk premtoi përfitime të rëndësishme. Nëse i shtojmë kësaj një paqëndrueshmëri më të lartë se ajo e NG, dhe një disponueshmëri më të ulët të lëndëve të para, atëherë bëhet e qartë se kjo rrugë gjithashtu nuk çoi askund.
Sidoqoftë, ai gjithashtu nuk doli të ishte plotësisht i padobishëm. Në fillim, u përdor si një shtesë në dinamit, gjatë Luftës së Dytë Botërore, për shkak të mungesës së glicerinës, u përdor si zëvendësim i nitroglicerinës në pluhurat pa tym. Pluhurat e tillë kishin një afat të shkurtër ruajtjeje për shkak të paqëndrueshmërisë së DNEG, por në kushtet e luftës kjo nuk kishte shumë rëndësi: askush nuk do t'i ruante ato për një kohë të gjatë.
Christian Schönbein platformë
Nuk dihet se sa kohë do të kishte shpenzuar ushtria duke kërkuar mënyra për të qetësuar nitroglicerinën, nëse deri në fund të shekullit të 19 -të nuk kishte arritur teknologjia industriale për prodhimin e një nitroester tjetër. Shkurtimisht, historia e shfaqjes së saj është si më poshtë [16].
Në 1832, kimisti francez Henri Braconneau zbuloi se kur fijet e niseshtesë dhe drurit trajtoheshin me acid nitrik, u formua një material i paqëndrueshëm, i ndezshëm dhe shpërthyes, të cilin ai e quajti ksiloidin. Vërtetë, çështja ishte e kufizuar në mesazhin në lidhje me këtë zbulim. Gjashtë vjet më vonë, në 1838, një kimist tjetër francez, Théophile-Jules Pelouse, përpunoi letër dhe karton në një mënyrë të ngjashme dhe prodhoi një material të ngjashëm, të cilin ai e quajti nitramidinë. Kush do të kishte menduar atëherë, por arsyeja e pamundësisë së përdorimit të nitramidinës për qëllime teknike ishte pikërisht qëndrueshmëria e tij e ulët.
Në 1845, kimisti zviceran Christian Friedrich Schönbein (i cili ishte bërë i famshëm në atë kohë për zbulimin e ozonit) po kryente eksperimente në laboratorin e tij. Gruaja e tij e ndaloi atë rreptësisht të sillte shishet e tij në kuzhinë, kështu që ai ishte me nxitim për të përfunduar eksperimentin në mungesë të saj - dhe derdhi një përzierje kaustike në tryezë. Në përpjekje për të shmangur një skandal, ai, në traditat më të mira të saktësisë zvicerane, e fshiu atë me platformën e tij të punës, pasi nuk kishte shumë përzierje. Pastaj, gjithashtu në traditën e kursimit zviceran, ai lau platformën me ujë dhe e vari mbi sobë që të thahej. Sa gjatë apo shkurt u var atje, historia hesht, por që pas tharjes platforma papritmas u zhduk, dihet me siguri. Për më tepër, ai u zhduk jo në heshtje, në anglisht, por me zë të lartë, madje mund të thuhet magjepsës: në një blic dhe një përplasje të fortë të një shpërthimi. Por ja çfarë tërhoqi vëmendjen e Schönbein: shpërthimi ndodhi pa tymin më të vogël!
Dhe megjithëse Schönbein nuk ishte i pari që zbuloi nitrocelulozën, ishte ai që ishte i destinuar të nxirrte një përfundim në lidhje me rëndësinë e zbulimit. Në atë kohë, pluhuri i zi u përdor në artileri, bloza nga e cila ndoti armët që në intervalet midis të shtënave duhej të pastroheshin, dhe pas breshërive të para u ngrit një perde e tillë tymi që ata duhej të luftonin pothuajse verbërisht. Eshtë e panevojshme të thuhet, fryrjet e tymit të zi treguan në mënyrë të përsosur vendndodhjen e baterive. E vetmja gjë që ndriçoi jetën ishte kuptimi se armiku ishte në të njëjtin pozicion. Prandaj, ushtria reagoi me entuziazëm ndaj eksplozivit, i cili jep shumë më pak tym, dhe përveç kësaj, është gjithashtu më i fuqishëm se pluhuri i zi.
Nitroceluloza, pa të metat e pluhurit të zi, bëri të mundur krijimin e prodhimit të pluhurit pa tym. Dhe, në traditat e asaj kohe, ata vendosën ta përdorin atë si si shtytës ashtu edhe si eksploziv. Në 1885, pas punimeve të shumta eksperimentale, inxhinieri francez Paul Viel mori dhe testoi disa kilogramë pluhur piroksiline të lyer, të quajtur barut "B" - pluhuri i parë pa tym. Testet kanë vërtetuar përfitimet e shtytësit të ri.
Sidoqoftë, nuk ishte e lehtë të krijohej prodhimi i sasive të mëdha të nitrocelulozës për nevoja ushtarake. Nitroceluloza ishte shumë e paduruar për të pritur për betejat dhe fabrikat, si rregull, fluturuan në ajër me rregullsi të lakmueshme, sikur të konkurronin me prodhimin e nitroglicerinës. Zhvillimi i teknologjisë për prodhimin industrial të piroksilinës duhej të kapërcente pengesat si asnjë eksploziv tjetër. U desh një çerek shekulli për të kryer një numër punimesh nga studiues nga vende të ndryshme derisa ky eksploziv fijor origjinal u bë i përshtatshëm për përdorim dhe derisa u gjetën mjete dhe metoda të shumta që disi u garantuan kundër një shpërthimi gjatë ruajtjes së zgjatur të produktit. Shprehja "në asnjë mënyrë" nuk është një pajisje letrare, por një pasqyrim i vështirësisë që kimistët dhe teknologët kanë hasur në përcaktimin e kritereve të qëndrueshmërisë. Nuk kishte një gjykim të prerë mbi qasjet për përcaktimin e kritereve të qëndrueshmërisë, dhe me zgjerimin e mëtejshëm të fushës së përdorimit të këtij eksplozivi, shpërthimet e vazhdueshme zbuluan gjithnjë e më shumë tipare misterioze në sjelljen e këtij eteri kompleks të veçantë. Deri në vitin 1891, James Dewar dhe Frederick Abel arritën të gjenin një teknologji të sigurt.
Prodhimi i piroksilinës kërkon një numër të madh të pajisjeve ndihmëse dhe një proces të gjatë teknologjik, në të cilin të gjitha operacionet duhet të kryhen në mënyrë të barabartë me kujdes dhe tërësi.
Produkti fillestar për prodhimin e piroksilinës është celuloza, përfaqësuesi më i mirë i së cilës është pambuku. Celuloza e pastër natyrore është një polimer i përbërë nga mbetjet e glukozës, i cili është një i afërm i ngushtë i niseshtës: (C6H10O5) n. Përveç kësaj, mbeturinat nga fabrikat e letrës mund të sigurojnë lëndë të para të shkëlqyera.
Nitratimi i fibrave u zotërua në një shkallë industriale në vitet '60 të shekullit të 19 -të dhe u krye në tenxhere qeramike me tjerrje të mëtejshme në centrifuga. Sidoqoftë, deri në fund të shekullit, kjo metodë primitive u zëvendësua nga teknologjia amerikane, megjithëse gjatë Luftës së Parë Botërore u ringjall për shkak të kostos së ulët dhe thjeshtësisë (më saktësisht, primitivizmit).
Pambuku i rafinuar ngarkohet në një nitrator, shtohet një përzierje nitratuese (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, ujë - 7%) bazuar në 15 kg fibra 900 kg përzierje, e cila jep një rendiment prej 25 kg piroksilinë Me
Nitratorët janë të lidhur në bateri, të përbërë nga katër reaktorë dhe një centrifugë. Nitratorët ngarkohen me një interval kohor (afërsisht 40 minuta) të barabartë me kohën e nxjerrjes, i cili siguron vazhdimësinë e procesit.
Piroksilina është një përzierje e produkteve me shkallë të ndryshme të nitratimit të celulozës. Piroksilina, e marrë duke përdorur acid fosforik në vend të acidit sulfurik, është shumë e qëndrueshme, por kjo teknologji nuk zuri rrënjë për shkak të kostos së saj më të lartë dhe produktivitetit më të ulët.
Piroksilina e shtypur ka vetinë e vetë-ndezjes dhe duhet të njomet. Uji i përdorur për larjen dhe stabilizimin e piroksilinës nuk duhet të përmbajë agjentë alkalikë, pasi produktet e shkatërrimit alkalik janë katalizatorë të ndezjes. Tharja përfundimtare në përmbajtjen e kërkuar të lagështirës arrihet duke e shpëlarë me alkool absolut.
Por nitroceluloza e lagur gjithashtu nuk është e lirë nga telashet: është e ndjeshme ndaj ndotjes nga mikroorganizmat që shkaktojnë myk. Mbroni atë duke depiluar sipërfaqen. Produkti i përfunduar kishte karakteristikat e mëposhtme:
1. Ndjeshmëria e piroksilinës varet shumë nga lagështia. Thatë (lagështia 3 - 5%) ndizet lehtë nga një flakë e hapur ose prekja e një metali të nxehtë, shpimi, fërkimi. Ajo shpërthen kur një ngarkesë 2 kg bie nga një lartësi prej 10 cm. Kur lagështia rritet, ndjeshmëria zvogëlohet dhe në 50% ujë, aftësia shpërthyese zhduket.
2. Energjia e transformimit shpërthyes - 4200 MJ / kg.
3. Shpejtësia e shpërthimit: 6300 m / s.
4. Brisance: 18 mm.
5. Eksplozivitet i lartë: 240 metra kub. cm
E megjithatë, pavarësisht mangësive, piroksilina kimikisht më e qëndrueshme i përshtatet ushtrisë më shumë se nitroglicerina dhe dinamiti, ndjeshmëria e saj mund të rregullohet duke ndryshuar përmbajtjen e lagështisë. Prandaj, piroksilina e shtypur filloi të gjejë përdorim të gjerë për pajisjen e kokave të minave dhe predhave, por me kalimin e kohës, ky produkt i pashembullt i dha rrugën derivateve të nitratuar të hidrokarbureve aromatike. Nitroceluloza mbeti si një eksploziv shtytës, por si një eksploziv shpërthyes ajo është tërhequr përgjithmonë në të kaluarën [9].
Pelte e paqëndrueshme dhe baruti i nitroglicerinës
"Pluhuri i zi … përfaqëson të gjitha krijimet për përmirësim të mëtejshëm - përmes studimit shkencor të fenomeneve të padukshme që ndodhin gjatë djegies së tij. Baruti pa tym është një lidhje e re midis fuqisë së vendeve dhe zhvillimit të tyre shkencor. Për këtë arsye, duke qenë një nga luftëtarët e shkencës ruse, në forcën dhe vitet e mia në rënie nuk guxoj të analizoj detyrat e barutit pa tym …"
Lexuesi, edhe pak i njohur me historinë e kimisë, me siguri tashmë ka menduar se fjalët e kujt janë këto - kimisti brilant rus D. I. Mendeleev.
Mendeleev i kushtoi shumë përpjekje dhe vëmendje porrocheliy si një fushë e njohurive kimike në vitet e fundit të jetës së tij - në 1890-1897. Por, si gjithmonë, faza aktive e zhvillimit u parapri nga një periudhë reflektimi, grumbullimi dhe sistemimi të njohurive.
E gjitha filloi me faktin se në 1875 Alfred Nobel i palodhur bëri një zbulim tjetër: një zgjidhje solide plastike dhe elastike të nitrocelulozës në nitroglicerinë. Ajo kombinoi me sukses formën e ngurtë, densitetin e lartë, lehtësinë e derdhjes, energjinë e koncentruar dhe pandjeshmërinë ndaj lagështirës së lartë atmosferike. Pelte, e djegur plotësisht në dioksid karboni, azot dhe ujë, përbëhej nga 8% dinitrocelulozë dhe 92% nitroglicerinë.
Ndryshe nga tekniku Nobel, D. I. Mendeleev vazhdoi nga një qasje thjesht shkencore. Në bazë të hulumtimit të tij, ai vendosi një ide krejtësisht të përcaktuar dhe kimikisht të bazuar në mënyrë rigoroze: substanca e kërkuar gjatë djegies duhet të lëshojë një maksimum të produkteve të gazta për njësi të peshës. Nga pikëpamja kimike, kjo do të thotë që duhet të ketë oksigjen të mjaftueshëm në këtë përbërje për të kthyer plotësisht karbonin në oksid të gaztë, hidrogjen në ujë dhe aftësinë oksiduese për të siguruar energji për të gjithë këtë proces. Një llogaritje e detajuar çoi në formulën e përbërjes së mëposhtme: C30H38 (NO2) 12O25. Kur digjeni, duhet të merrni sa vijon:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
Nuk është një detyrë e lehtë për të kryer një reagim sintezë të synuar të një substance të një përbërjeje të tillë, madje edhe aktualisht, prandaj, në praktikë, u përdor një përzierje prej 7-10% nitrocelulozë dhe 90-93% nitroglicerinë. Përqindja e përmbajtjes së azotit është rreth 13, 7%, e cila tejkalon pak këtë shifër për pirokolodinë (12, 4%). Operacioni nuk është veçanërisht i vështirë, nuk kërkon përdorimin e pajisjeve komplekse (kryhet në fazën e lëngshme) dhe vazhdon në kushte normale.
Në 1888, Nobel mori një patentë për barutin e bërë nga nitroglicerina dhe koloksilina (fibra me nitrat të ulët), të quajtur si baruti pa tym piroksilinë. Kjo përbërje është praktikisht e pandryshuar deri më tani nën emra të ndryshëm teknikë, më të njohurit prej të cilëve janë korditi dhe ballistiti. Dallimi kryesor është në raportin midis nitroglicerinës dhe piroksilinës (në kordit është më i lartë) [13].
Si lidhen këto eksplozivë me njëri -tjetrin? Le të shikojmë tabelën:
Tabela 1.
BB …… Ndjeshmëri…. Energji… Shpejtësi …… Brisance… Shpërthyese e lartë
……… (kg / cm /% e shpërthimeve)….shpërthimi…. Shpërthimi
GN ……….2 / 4/100 ………… 5300 ……..6500 ………..15 - 18 ………. 360 - 400
DNEG …… 2/10/100 ………..6900 ……… 7200 ……….16, 8 …………… 620 - 650
NK ……… 2/25/10 ………… 4200 ……… 6300 ………..18 ……………. 240
Karakteristikat e të gjithë eksplozivëve janë mjaft të ngjashme, por ndryshimi në vetitë fizike diktoi kamare të ndryshme të aplikimit të tyre.
Siç kemi parë tashmë, as nitroglicerina dhe as piroksilina nuk e kënaqën ushtrinë me karakterin e tyre. Arsyeja për qëndrueshmërinë e ulët të këtyre substancave, më duket, qëndron në sipërfaqe. Të dy komponimet (ose tre - numërimi dhe dinitroetilen glikoli) janë përfaqësues të klasës eterike. Dhe grupi i estereve nuk është aspak një nga udhëheqësit në rezistencën kimike. Përkundrazi, ajo mund të gjendet në mesin e të huajve. Grupi nitro, i cili përmban azot në një gjendje oksidimi mjaft të çuditshme prej +5 për të, gjithashtu nuk është një model stabiliteti. Simbioza e këtij agjenti oksidues të fortë me një agjent aq të mirë reduktues si grupi hidroksil i alkooleve çon në mënyrë të pashmangshme në një numër pasojash negative, më e pakëndshmja prej të cilave është kapriçioziteti në aplikim.
Pse kimistët dhe ushtria kaluan kaq shumë kohë duke eksperimentuar me ta? Siç duket, shumë dhe shumë kanë fituar. Ushtria - fuqia e lartë dhe disponueshmëria e lëndëve të para, e cila rriti efektivitetin luftarak të ushtrisë dhe e bëri atë të pandjeshëm ndaj shpërndarjes në kohë lufte. Teknologët - kushte të buta të sintezës (nuk ka nevojë të përdorni temperatura të larta dhe presion të lartë) dhe komoditet teknologjik (pavarësisht proceseve me shumë faza, të gjitha reagimet vazhdojnë në një vëllim reagimi dhe pa pasur nevojë të izoloni produktet e ndërmjetme).
Rendimentet praktike të produkteve ishin gjithashtu mjaft të larta (Tabela 2), të cilat nuk shkaktuan nevojë urgjente për të kërkuar burime të sasive të mëdha të acidit nitrik të lirë (çështja me acidin sulfurik u zgjidh shumë më herët).
Tabela 2
BB …… Konsumi i reagentëve për 1 kg….. Numri i fazave…. Numri i produkteve të emetuara
……… Acidi nitrik.. Asidi sulfurik
GN …….10 ……………..23 ……………..3 …………………… 1
DNEG….16, 5 …………..16, 5 …………… 2 …………………… 1
NK ……..8, 5 …………… 25 ……………..3 …………………… 1
Situata ndryshoi në mënyrë dramatike kur mishërimet e reja të djallit të eksplozivëve u shfaqën në skenë: trinitrophenol dhe trinitrotoluene.
(Vazhdon)
