Властивості
Азид свинцю ініціює вибух, оскільки чутливість його дуже висока, а критичний діаметр досить малий. Застосовують його в капсулях-детонаторах. Без спеціальних технічних прийомів і навичок особливої обережності з ним звертатися не можна. Інакше відбувається вибух, теплота якого наближається до 1536 мегаджоуля на кілограм або 7572 мегаджоуля на квадратний дециметр. Азид свинцю має об'єм газів 308 літрів на кілограм або 1518 літрів на квадратний дециметр. Швидкість детонації становить приблизно 4800 метрів в секунду. Азиди, властивості яких виглядають досить страхітливо, синтезуються по ходу обмінній реакції між розчинними азидами лужних металів і розчинами солей свинцю. В результаті випадає білий кристалічний осад. Це і є азид свинцю.Отримання
Реакцію зазвичай проводять з додаванням гліцерину, декстрину, желатину або тому подібних речовин, які перешкоджають формуванню занадто великих кристалів і зменшують небезпеку детонації. Азид свинцю в домашніх умовах синтезувати вкрай не рекомендується, навіть з метою виготовлення святкових феєрверків. Для його одержання необхідні спеціальні умови, знання і розуміння небезпеки, а також достатній досвід хіміка.Тим не менш досить багато інформації міститься в мережі щодо виготовлення цього небезпечного вибухової речовини. Багато користувачів Інтернету діляться досвідом щодо того, як отримати азид свинцю в домашніх умовах, докладаючи докладний опис процесу і його покрокові ілюстрації. Іноді в текстах містяться попередження про небезпеку виготовлення цих безбарвних кристалів або білого порошку, але навряд чи вони зупинять. Проте потрібно пам'ятати, що таке азид свинцю. Гримуча ртуть менш небезпечна, ніж його застосування.
Модифікації
Кристалічних модифікацій азиду свинцю описано чотири, однак на практиці отримують найчастіше одну з двох. Або це технічний біло-сірий порошок або безбарвні кристали, що виходять при зливанні розчинів азиду натрію та ацетату або нітрату свинцю. Практично осадження потрібно проводити з водорозчинними полімерами, щоб отримати відносно безпечний у зверненні продукт. Якщо додаються органічні розчинники, наприклад ефір, а також якщо відбувається дифузійне взаємодія розчинів, утворюється нова форма, кристаллизующаяся игольчато і грубо. Кисле середовище дає менш стабільні форми. При тривалому зберіганні, при знаходженні на світлі і при нагріванні кристали руйнуються. У воді не розчиняється, слабо розчинний у водному розчині ацетату амонію, натрію і свинцю. Зате чудово розчиняються 146 грамів азиду в ста грамах етаноламіну. У киплячій воді розкладається, поступово виділяючи азотистоводородную кислоту. З вологою та двоокисом вуглецю теж розкладається, розподіляючись по поверхні. Саме тоді утворюється карбонат і основний азид свинцю.
Взаємодії і сприйнятливість
Світло, розкладає його на азот і свинець - теж по поверхні, а якщо застосувати інтенсивне опромінення, можна отримати вибух новоспеченого і відразу ж розкладається азиду. Сухий азид свинцю на метали не реагує і хімічно стійкий. Однак існує небезпека появи вологого середовища, тоді стають небезпечними в своїх реакціях практично всі азиди металів. Зберігати отримане речовина потрібно подалі від міді та її сплавів, оскільки суміш азид і міді має ще більш непередбачуваними вибуховими властивостями. Всі реакції азид токсичні та сама речовина токсична.Чутливість
Азиди досить термостійкі, розкладаються тільки при температурах вище 245 градусів за Цельсієм, а спалах відбувається приблизно при 330 градусах. Ударна чутливість дуже висока, причому будь отримання азид загрожує поганими наслідками, незалежно від того, азид сухий або зволожений, він не втрачає вибухових властивостей, навіть якщо в ньому накопичується волога до тридцяти відсотків. Особливо чутливий до тертя, навіть більше, ніж гримуча ртуть. Якщо розтирати азид в ступці, він детонує практично відразу. Різні модифікації азид свинцю по-різному реагують на удар (але реагують всі!). Оскільки кристали покриті плівкою солей свинцю, промінь вогню і іскру може не відреагувати. Але це стосується тільки тих зразків, які деякий час зберігалися і на них впливала волога вуглекислота. Свіжоотриманий і хімічно чистий азид дуже сприйнятливий до дії полум'я.
Вибух
Азид свинцю надзвичайно небезпечний саме через чутливість до тертя і механічних впливів. Це особливо залежить від розміру кристалів і від способу кристалізації. Розміри кристалів, що перевищують півміліметра, абсолютно вибухонебезпечні. Вибух може статися на кожній стадії процесу синтезу: і на стадії насичення розчину можна чекати вибуховий розкладання, і під час кристалізації, і під час сушіння. Багато випадків самовільних вибухів описано навіть при простому пересипании продукту.Професійні хіміки впевнені, що отриманий з ацетату свинцю азид набагато більш небезпечний, ніж той, який синтезований з нітрату. Він здатний детонувати бризантні вибухові речовини набагато краще, ніж це виходить у гримучої ртуті, оскільки преддетонационний ділянку у азиду більш вузький. Наприклад, ініціює заряд в капсулі-детонаторе з чистого азиду свинцю - 0025 грамів, гексогену потрібно 002 тротилу - 009 грамів.
Застосування азид
Застосування цього ініціатора вибухів людство практикує не так давно. Вперше азид свинцю отримав у 1891 році хімік Курциус, коли прилив розчин ацетату свинцю до розчину азиду амонію (або натрію - тепер не з'ясувати). З тих пір азид свинцю запресовують в капсулі-детонатори (тиск при цьому застосовується до семисот кілограмів на кожен квадратний сантиметр). Причому від відкриття до отримання патентів пройшло зовсім небагато часу - вже в 1907-му перший патент був отриманий. Проте до 1920 року азид свинцю приносив виробникам занадто багато неприємностей, а тому практичне застосування йшло слабо. Занадто вже висока чутливість у цієї речовини, а чистий кристалічний готовий продукт ще більш небезпечний. Але вже через десять років методи поводження з азидами були відпрацьовані, почали застосовувати осадження з органічними колоїдами, і от тоді почалося масове промислове виробництво азид свинцю, який виходив менш небезпечним і тим не менш придатним для спорядження детонаторів. В США проводився декстриновий азид свинцю з 1931 року. Особливо сильно потіснив він гримучу ртуть у детонаторах під час Другої світової війни. У кінці двадцятого століття гримуча ртуть пішла з ужитку.
Особливості застосування
Азид свинцю застосовують в ударних, електричних і вогневих капсулях-детонаторах. Зазвичай він йде з добавками ТНРС - тринитрорезорцината свинцю, який збільшує сприйнятливість до полум'я, а також тетразена, підвищує сприйнятливість до наколу й удару. Для азиду свинцю кращі сталеві корпуси, але використовуються і алюмінієві, набагато рідше і мідні луджені. Стабільну швидкість детонації там, де використовується декстриновий азид свинцю, гарантує заряд довжиною 25 міліметрів і більше, а також довгий заряд з зволоженого азид свинцю. Саме тому з малогабаритними виробами декстриновий азид свинцю не працює. Існує, наприклад, в Англії так званий англійський службовий азид, де кристали окружаются карбонатом свинцю, це речовина містить 98% Pb(N 3 ) 2 і не в приклад декстриновому термостойко та ініціативно вибуховою здатністю. Однак при багатьох операціях воно значно більш небезпечно.Промислове виробництво
Азид свинцю в промислових масштабах отримують таким же чином, як в домашніх умовах: зливаються розбавлені розчини азиду натрію та ацетату свинцю (але частіше - нітрату свинцю), потім перемішуються з присутністю водорозчинних полімерів, декстрину наприклад). У цього способу є переваги і недоліки. Декстрин сприяє отриманню частинок контрольованого розміру (менше 01 міліметра), які мають гарну сипучість і не таку високу сприйнятливість до тертя. Це все плюси. До мінусів відноситься те, що у отриманого таким способом речовини підвищена гігроскопічність, а иницииативность знижена. Є методи, при яких уже після утворення кристалів декстринового азиду в розчин додають для зниження гігроскопічності і чутливості стеарат кальцію в кількості 025%. Тут дотримується підвищена обережність і застосовуються точні дози. Якщо розчини нітрату (ацетату) свинцю з азидом натрію будуть мати концентрацію більше десяти відсотків, при кристалізації дуже можливий мимовільний вибух. А якщо припиняється перемішування, вибух відбувається абсолютно завжди. Раніше хіміки припускали, що вибухають утворилися кристали форми ?, детонуючи від внутрішнього напруги. Однак тепер, після багатьох і ретельних досліджень, стало ясно, що форма ? теж може вийти в чистому вигляді, і чутливість її аналогічна формі ?.
Чому відбувається вибух
У вісімдесятих роках минулого століття було авторитетно підтверджено, що причинами вибухів є електрична природа: електричний заряд перерозподіляється в шарах розчину і провокує таку реакцію речовини. Саме тому додаються водорозчинні полімери і проводиться постійне перемішування. Це не дозволяє електричним зарядам локалізуватися, і тому мимовільний вибух запобігається. Щоб азид свинцю випадав в осад, замість декстрину найчастіше використовують желатин в розчині 04-05%, додавши в нього трохи солі Рохеля. Після того як утворюються округлі агломерати, в цей розчин потрібно ввести одновідсотковий суспензію стеарату цинку або алюмінію, або (що частіше) сульфіду молібдену. Відбувається адсорбация на поверхні кристалів, що служить хорошою твердої мастилом. Такий спосіб робить азид свинцю менш чутливим до тертя.