Нитромочевина — белый порошок, образующийся при нитровании мочевины, взрывчатое вещество.
|
Нитромочевина
|
|
|---|---|
 |
|
|
Общие
|
|
| Традиционные названия | нитрокарбамид |
| Хим. формула | CH₃N₃O₃ |
|
Физические свойства
|
|
| Состояние | белый порошок |
| Плотность | 1,73 г/см³ |
|
Термические свойства
|
|
| Т. плав. | 153—155 °C разл. |
|
Химические свойства
|
|
| Растворимость в воде | 20±2 мг/мл |
| Растворимость в этаноле | 17,2±0,6 мг/мл |
| Растворимость в метаноле | 43±8 мг/мл |
| Растворимость в ацетоне | 41±5 мг/мл |
|
Классификация
|
|
| Номер CAS | 556-89-8 |
| PubChem | 62372 |
| ChemSpider | 56160 |
| Номер EINECS | 209-144-0 |
|
SMILES
|
|
|
C(=O)(N)N[N+](=O)[O-]
|
|
|
InChI
|
|
|
1S/CH3N3O3/c2-1(5)3-4(6)7/h(H3,2,3,5)
|
|
| Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное. | |
Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям
Нагревание: t пл. 158 — 159°С (с разл.). При нагревании на сплаве Вуда до 360°С не вспыхивает.
Чувствительность к удару: При падении груза массой 10 кг с высоты 20 см наблюдалось 2 взрыва из 6 падений. Чувствительность к удару чуть меньше чем у тротила. Восприимчивость к детонации аналогична тротилу.
Чувствительность к трению: при растирании в неглазурованной фарфоровой ступке не наблюдается никакого эффекта (тетрил слабо потрескивает, тринитрофенол дает запах горения, ТНТ так же не дает никакого эффекта).
Восприимчивость к детонации: (в картонной гильзе) при p=0.65 детонирует от 0.25 г гремучей ртути, при p=0.90 не детонирует от 2 г гремучей ртути (КД №8).
Энергетические характеристики
По мощности взрыва превосходит тротил и нитрогуанидин. Фугасность ~310 мл. Теплота образования –55.9ккал/моль. Энтальпия образования -642.5ккал/кг. Теплота взрыва 3.86 МДж/кг. Работоспособность в баллистической мортире 105% от тротила. Скорость детонации 4700 м/с при плотн. 1.0 г/см3. Объем продуктов взрыва 853л/кг.
| Вещество | мм |
|---|---|
| Нитромочевина | 5.8 |
| ТНТ | 5.9 |
| NH4NO3 | 0.2 |
*Тест на обжатие медных столбиков проводился с ВВ запресованных до плотности 1.0 в цинковых гильзах диаметром 30 мм, с толщиной стенок 0.5 мм; детонатор — 10 г пресованного ТНФ.
Испытания в Pb-блоке: Pb-блок — свинцовый блок размером 200 250 мм, столбик ВВ высотой 25 мм, диаметром 20.5 мм, p 0.9; пересчет расширения в мл на 10 г заряда в таблице ниже:
| Вещество | мл |
|---|---|
| Нитромочевина | 320 |
| Нитрат мочевины | 275 |
| Нитрогуанидин | 240 (3051) |
| Нитрат аммония | 130 (1601) |
| ТНТ | 315 |
1 При подрыве капсюлем-детонатором №8 с ТЭНом.
| плотность | Скорость детонации, м/сек | Оболочка | Детонатор |
|---|---|---|---|
| 0.65 | 3600 | Картонная трубка диаметром 20 мм | 10 г пресованной пикриновой кислоты |
| 1.00 | 4700 | 20 мм | |
| 1.1 | 5480 | Железная трубка диаметром 32 мм с толщиной стенок 3.5 мм | |
| ТНТ с p 1.1 | 5240 | То же | То же |
Получение
Нитромочевина образуется при растворении нитрата мочевины в концентрированной, охлажденной ниже 0 °С серной кислоте или олеуме с последующей кристаллизацией продукта из воды. Описан также метод с использованием уксусного ангидрида в качестве водоотнимающего агента.
Физические и химические свойства
Нитромочевина представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, практически не растворимое в холодной воде, но растворимое в этаноле и диэтиловом эфире. При температуре выше 60 °С в присутствии воды легко разлагается с выделением N2O. Для стабилизации вводят кислые добавки (сульфокислоты, щавелевую кислоту, бисульфаты и др.). Нитромочевина разлагается аммиаком и щелочами.
Нитромочевина обладает сильнокислой реакцией: она вытесняет уксусную кислоту и образует соли, имеющие среднюю реакцию. Её калиевая соль выпадает в осадок при смешении спиртовых растворов нитромочевины и гидроксида калия. Серебряная соль образуется в виде микроскопических призм при прибавлении раствора нитрата серебра к концентрированному водному раствору нитромочевины.
Установлено, что нитромочевина разлагается по следующему механизму. Первоначально она распадается на изоциановую кислоту и нитрамид. Затем нитрамид разлагается на воду и оксид азота(I). Также происходит гидролиз изоциановой кислоты с образованием аммиака и углекислого газа.
Спектральные характеристики
В инфракрасном спектре нитромочевина даёт множество полос в области 3400—2700 см-1, а также полосу колебания карбонильной группы при 1694 см-1 и полосы поглощения при 1605 и 1305 см-1 (колебание NO). В протонном ЯМР-спектре наблюдается два сигнала: пик протона, расположенного рядом с нитрогруппой, при 12 м. д. и пик протонов амидной группы при 7,12 м. д. (ацетон-d6). В спектре ЯМР на ядрах 13С присутствует лишь сигнал при 151 м. д. (ДМСО-d6), относящийся к единственному атому углерода в молекуле.
Применение
В 1915 году нитромочевина была предложена для применения в смесевых промышленных взрывчатых веществах. Самостоятельно не используется из-за низкой химической устойчивости, но является исходным продуктом для получения некоторых других взрывчатых веществ и продуктов химического синтеза. Наряду с нитрогуанидином дает при взрыве относительно «холодное пламя».
