Pikrater - en grupp kemiska föreningar - salter av pikrinsyra (2,4,6-trinitrofenol C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OH). Traditionellt inkluderar denna grupp också föreningar av pikrinsyra med vissa organiska ämnen, som i regel inte är salter. Pikrinsyra bildar pikrater med nästan alla metaller utom tenn . Pikrater används oftast som initierande sprängämnen eller komponenter i kompositioner som ökar deras känslighet .
Förmodligen upptäcktes salter av pikrinsyra (pikrater av bly och kalium) av Glauber genom att behandla ull och horn med salpetersyra (som han utvecklade metoder för att göra) . Man tror att de första tryckta rapporterna om pikrater publicerades 1795 , men under lång tid var deras sammansättning och egenskaper inte exakt bestämda. Den första användningen av en blandning av kaliumpikrat, kaliumnitrat och kol som sprängämne föreslogs av Designolle 1869 . Samma år föreslog Fountaine en blandning av kaliumpikrat och kaliumklorat, och Abel föreslog en blandning av ammoniumpikrat och kaliumnitrat. De första systematiska studierna av metallpikrater utfördes 1901 av Dupre (Dupre), fortsatte av Will (Will) 1906 , Silberrad (Silberrad) och Phillips (Phillips) 1908 , Cast (Kast) 1911 .
En gemensam egenskap för alla pikrater är att bilda kristallina hydrater med olika antal vattenmolekyler . Känsligheten beror till stor del på mängden kvarvarande vatten, ju mer det är desto mindre känsligt är materialen.
I serien av pikrater med olika katjoner minskar känsligheten i serien: Pb>Fe>Co>Ni>Ba>Cu>Mn>Zn>Ca, Na, NH 4
Pikrater kan erhållas genom inverkan av hydroxider eller karbonater av motsvarande metaller på pikrinsyra, såväl som genom andra metoder.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Al, molekylvikt 711,31 a. e. m. Kvävehalt 17,73 %. Smälter över 100 °C, exploderar vid ytterligare uppvärmning. Kan erhållas genom långvarig uppvärmning från dess hydrater (t.ex. di-, tetra-, deka- eller hexadekahydrat) under 100 °C. Stötkänslighet vid testning med Arsenal Picattini- metoden med en belastning på 2 kg - 40,6 cm (för TNT - 35,6 cm).
Aluminiumpikratdihydrat [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Al*2H 2 O erhålls från dekahydratet när det upphettas till +80 °C. I känslighet är det jämförbart med vattenfritt salt, och dekahydratet har låg känslighet. Aluminiumpikratdihydrat exploderar vid cirka 360 °C.
Basiskt aluminiumpikrat [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] 2AlOH 7H2O , molekylvikt 530,35 a.u. m. Rödaktiga eller blekgula nålformade kristaller, när de värms upp till +80 ° C, förvandlas till ett gult tetrahydrat, som exploderar vid ytterligare uppvärmning.
Andra namn: ammoniumtrinitrofenolat , sprängämne D och dannit ( sv: dunnite ) (i amerikansk militär användning).
Kemisk formel C6H2 ( NO2 ) 3ONH4 , molekylvikt 246,14 . Kvävehalten är 22,77%. Syrebalans med oxidation till CO 2 : −52%. Två former: stabil gul och metastabil röd. Erhålls genom neutralisationsreaktion i en vattenlösning av pikrinsyra med ammoniak i form av en gas eller en vattenlösning.
En av de första höga sprängämnena som började användas på 1800-talet för att utrusta ammunition, ammoniumpicrat fick namnet dannit från namnet på US Army Major Dunn, som föreslog att den skulle användas i granater. Under namnet Explosive D användes flitigt och används i USA. Ingår i flera explosiva blandningar (till exempel picratol ).
När det gäller explosiva egenskaper är det något sämre än TNT, känsligheten är mindre än för TNT.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ba, molekylvikt 594,64 a. e. m. Kvävehalt 14,14 %. Gult kristallint pulver, exploderar vid 333-337°C med måttlig kraft. Kan erhållas genom att värma pentahydrat [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] Ba · 5H2O . Pentahydrat - gula prismatiska nålliknande kristaller, erhålls från en koncentrerad vattenlösning. Vattenfritt salt exploderar vid 403°C men är okänsligt för stötar och friktion.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Cd, molekylvikt 569,70 a. e. m. Kvävehalt 14,76%. Gult kristallint pulver. Exploderar vid 336-341°C. Det erhålls genom att värma kristallina hydrater vid 80-150 °C. (penta-, hepta- eller oktohydrat). Stötkänslighet för vattenfritt salt enligt Arsenal Picatinny-metoden med en belastning på 2 kg är 30,5 cm (TNT - 35,6 cm). Oktahydratens känslighet är 88,9 cm, det är mindre känsligt än svartkrut .
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ca, molekylvikt 497,38 a. e. m. Kvävehalt 16,90 %. Gult kristallint pulver. Exploderar vid 323-328°C. Erhålls genom att värma dekahydratet till +80 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ce, molekylvikt 824,45 a. e. m. Kvävehalt 15,29 %. Brunt kristallint pulver. Exploderar vid 306-313°C. Det erhålls genom att värma upp kristallina hydrater (tri- eller undekahydrat).
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OCs, molekylvikt 361,01 a. e. m. Kvävehalt 11,64 %. Gula nålliknande kristaller. Exploderar vid 277-287 °C. Den användes i USA för att excitera en explosion i hexogenladdningar i magnetohydrodynamiska generatorer (MHD-generatorer).
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 5 Cr 27H 2 0, molekylvikt 1695,09 a. e. m. Kvävehalt 12,04%. Grönt kristallint pulver. Erhålls genom växelverkan mellan ekvivalenta mängder bariumpikrat och den violetta modifieringen av kromsulfat (den gröna modifieringen reagerar inte helt med bariumpikrat). Vattenfritt salt erhålls genom dehydrering vid 150 °C. Tridekahydrat och monohydrat exploderar vid 330°C. Stötkänslighet vid testning enligt Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg för tridekahydrat 91,4 cm3, för monohydrat 20,3 cm3 (för TNT - 35,6 cm3).
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Co, molekylvikt 371,03 a. e. m. Kvävehalt 22,66 %. Brunt kristallint pulver. Exploderar vid 320-325 °C. Erhålls genom upphettning av kristallina hydrater vid 150 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Cu, molekylvikt 520,85 a. e. m. Kvävehalt 16,14 %. Gulgrönt kristallint pulver, mycket hygroskopiskt. Exploderar vid 282-287 °C, enligt andra källor vid 373 °C. Det erhålls genom att värma kristallina hydrater vid 80-150 °C. Stötkänslighet vid testning med Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg - 30,5 (för TNT - 35,6 cm). Trihydratet exploderar vid 300°C och har en slagkänslighet på 48,3 cm.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Fe 11 H 2 O, molekylvikt 938,4 a. e. m. Kvävehalt 13,44 %. Rödgult nålformigt kristallint pulver. Erhölls av Custom 1911 genom att behandla en varm mättad lösning av järnsulfat med bariumpikrat. Den har flera kristallina hydrater som exploderar vid 295 °C. Stötkänslighet vid testning enligt Picatinny Arsenal-metoden med en belastning på 2 kg - från 15,2 cm för material torkat vid 150 ° C till 91,4 cm för material torkat vid +25 ° C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Fe, molekylvikt 513,15 a. e. m. Kvävehalt 16,38 %. Mörkgrönt kristallint pulver. Exploderar vid 315-320°C. Erhålls genom torkning av oktahydratet i en vakuumexsickator över svavelsyra. Oktahydratet erhölls genom att behandla en varm mättad lösning av järn(II)sulfat med bariumpikrat. Oktahydratets gula hexagonala prismor blir bruna under lagring. Stötkänslighet vid test med Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg - 91,4 cm.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Pb, molekylvikt 663,41 a. e. m. Kvävehalt 12,67 %. Gult kristallint pulver. Exploderar vid 270-281 °C. Erhålls genom att torka monohydratet eller tetrahydratet vid 150 °C. Tetrahydratet erhölls genom att behandla en lösning av pikrinsyra med blykarbonat. Känslighet för stötar från vattenfritt salt vid testning med en belastning på 500 g - 4 cm (för kvicksilverfulminat - 24 cm). Stötkänslighet vid testning enligt Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg - 5 cm Friktionskänsligheten är också hög.
Blypikratmonohydrat patenterades i Frankrike 1872 för användning i tändstift och detonatorer. Används i Tyskland för tillverkning av brandblandningar.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OLi, molekylvikt 235,05 a. e. m. Kvävehalt 17,88 %. Gult kristallint pulver. Mycket hygroskopisk, bildar ett monohydrat. Exploderar vid 318-323°C. Erhålls genom att torka hydrater. Densitet 1,724 - 1,740 g/cm3.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Mg, molekylvikt 481,60 a. e. m. Kvävehalt 17,45 %. Exploderar vid 367-372 °C. Erhålls genom att torka hydrater vid 150 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Mn, molekylvikt 512,23 a. e. m. Kvävehalt 16,41%. Gult kristallint pulver. Exploderar vid 325-330°C. Erhålls genom att torka hydrater vid 150 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ni, molekylvikt 516,01 a. e. m. Kvävehalt 16,29 %. Grönt kristallint pulver. Exploderar vid 335-340°C, hexahydrat exploderar vid 390°C. Erhålls genom att torka hydrater. Stötkänslighet vid testning enligt Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg för vattenfritt salt - 10,1 cm.
Platina bildar komplexa föreningar som innehåller pikrinsyrajonen:
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OK, molekylvikt 267,20 a. e. m. Kvävehalt 15,73 %. Rödgula eller gröna rombiska kristaller. Exploderar vid 310-316 °C. Förmodligen erhölls det först av Glauber på 1600-talet genom att lösa upp trä i salpetersyra och neutralisera K2CO3 med kaliumklorid . Det erhålls i reaktionen av neutralisering av en varm vattenlösning av kaliumkarbonat med en varm lösning av pikrinsyra och separation av kristaller när lösningen kyls. Löslighet i vatten vid +15 °C 0,5 g/100 g vatten, vid 100 °C 25 g/100 g vatten. Löslighet i etylalkohol 0,2 g / 100 g. Värmen från explosiv sönderdelning vid konstant volym är 621,8 kcal / mol. Exploderar vid 370 °C.
Stötkänslighet 2 tum. Stabiliteten är nära ammoniumpikrat (sprängämne D), men brisansen är mindre. Detonerar vid kontakt med eld. Under alla explosionsförhållanden frigörs svart rök av icke-oxiderat kol. Blandningar med oxidationsmedel (som kaliumnitrat ) kan brinna utan detonation, men är stötkänsliga och farliga att hantera.
År 1869 utvecklade Designol en explosiv komposition (en blandning av kaliumpikrat, kaliumnitrat och träkol ) ( Designol-krut ), samt Fountain -krut (en blandning av kaliumpikrat och kaliumklorat ). Kaliumpikrat har använts i pyrotekniska kompositioner för signalvisslor (med det karakteristiska ljudet som produceras när vissa pikrater brinner). Det har använts i ballistiska fasta raketdrivmedel , i olika initierande sammansättningar (till exempel i blandningar av kaliumpikrat, blypikrat och kaliumklorat).
En blandning av fint dispergerat kaliumpikrat och kaliumnitrat, 60:40 i vikt, tätt packad i papper eller bamburör med diameter på ¼ till ¾ tum, brinner med ett högt visslande ljud. Under andra världskriget använde den tyska armén sådana visselpipor som ytterligare anordningar för bomber för att förstärka den psykologiska effekten. Visslingar användes som en signalanordning under en gasattack. Denna blandning är mycket känslig och farlig att hantera, så den ersattes av en blandning av gallussyra och kaliumklorat.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 ORb, molekylvikt 313,58 a. e. m. Kvävehalt 13,40 %. Gult nålformigt kristallint pulver. Exploderar vid 300-315 °C. Exploderar vid nedslag.
Silver bildar komplexa ammoniaksalter [Ag(NH3 ) 2 ] ·[ C6H2 ( NO2 ) 3O ] 2 , molekylvikt 682,23 . Kvävehalt 28,75 %. Gula kristaller som exploderar vid upphettning.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 ONa, molekylvikt 251,10 a. e. m. Kvävehalt 16,74 %. Gulaktigt nålformigt kristallint pulver. Exploderar vid 310-315 °C. Erhålls genom torkning av monohydratet vid 150 °C. Monohydratet erhölls genom att neutralisera en vattenlösning av pikrinsyra med natriumkarbonat. Monohydratet exploderar vid 360°C. Stötkänslighet vid testning enligt Picatinny Arsenal-metoden med en belastning på 2 kg för monohydrat 43,2 cm, för vattenfritt salt 38,1 cm (för TNT 35,6 cm).
Natriumpikrat brinner vid kontakt med en låga och ger dessa egenskaper till blandningar med andra material. Det användes i explosiva och pyrotekniska kompositioner, inklusive istället för kaliumpikrat.
Dubbla pikrater (till exempel natriumpikrat och blypikrat producerade tillsammans) visar mindre stötkänslighet än dessa salter ensamma.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OTl, molekylvikt 432,48 a. e. m. Kvävehalt 9,72 %. Gult nålformigt kristallint pulver. Exploderar vid 273-275°C. Erhålls genom att behandla en lösning av pikrinsyra med talliumkarbonat. Exploderar vid värme och slag.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 4 Th, molekylvikt 1324,68 a. e. m. Kvävehalt 12,69 %. Gult nålformigt kristallint pulver. Smältpunkt +52- +53 °C. Exploderar vid kontakt med lågor.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Zn, molekylvikt 522,67 a. e. m. Kvävehalt 16,08%. Gulbrunt kristallint pulver. Exploderar vid 350-355 °C. Erhålls genom att torka hydrater vid 150 °C. Stötkänslighet på 60 cm för en 2 kg belastning, vilket är nära pikrinsyra.
Kemisk formel [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] 4Zr , molekylvikt 1032,66 a.u. e. m. Kvävehalt 16,75 %. Gult nålformigt kristallint pulver. Exploderar vid 317-322 °C. Det kan erhållas genom inverkan av zirkoniumkarbonat på en lösning av pikrinsyra.
Pikrinsyra bildar föreningar som liknar pikrater med många organiska ämnen: kolväten, nitroföreningar, aminer, fenoler etc. Som regel kan de erhållas genom att koka alkohollösningar, följt av kylning och utfällning av pikratkristaller. Några exempel på sådana föreningar: