Pikraatit - ryhmä kemiallisia yhdisteitä - pikriinihapon suolat ( 2,4,6-trinitrofenoli C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OH). Perinteisesti tähän ryhmään kuuluvat myös pikriinihapon yhdisteet joidenkin orgaanisten aineiden kanssa, jotka eivät yleensä ole suoloja. Pikriinihappo muodostaa pikraatteja lähes kaikkien metallien , paitsi tinan , kanssa . Pikraatteja käytetään useimmiten sytytysräjähteinä tai koostumusten komponentteina, jotka lisäävät niiden herkkyyttä .
Oletettavasti Glauber löysi pikriinihapon suolat (lyijyn ja kaliumin pikraatit) käsittelemällä villaa ja sarvea typpihapolla (jonka hän kehitti valmistusmenetelmiä) . Uskotaan, että ensimmäiset painetut raportit pikraateista julkaistiin vuonna 1795 , mutta pitkään aikaan niiden koostumusta ja ominaisuuksia ei määritetty tarkasti. Designolle ehdotti vuonna 1869 kaliumpikraatin, kaliumnitraatin ja hiilen seoksen ensimmäistä käyttöä räjähteenä . Samana vuonna Fountaine ehdotti kaliumpikraatin ja kaliumkloraatin seosta, ja Abel ehdotti ammoniumpikraatin ja kaliumnitraatin seosta. Ensimmäiset järjestelmälliset metallipikraattien tutkimukset suoritti vuonna 1901 Dupre (Dupre), jatkoi Will (Will) vuonna 1906 , Silberrad (Silberrad) ja Phillips (Phillips) vuonna 1908 , Cast (Kast) vuonna 1911 .
Kaikkien pikraattien yhteinen ominaisuus on muodostaa kiteisiä hydraatteja , joissa on eri määrä vesimolekyylejä . Herkkyys riippuu suurelta osin jäännösveden määrästä, mitä enemmän sitä on, sitä vähemmän herkkiä materiaalit ovat.
Eri kationeja sisältävien pikraattien sarjassa herkkyys pienenee sarjassa: Pb>Fe>Co>Ni>Ba>Cu>Mn>Zn>Ca, Na, NH 4
Pikraatteja voidaan saada vaikuttamalla vastaavien metallien hydroksideja tai karbonaatteja pikriinihappoon sekä muilla menetelmillä.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] 3Al , molekyylipaino 711,31 a . e.m. Typpipitoisuus 17,73 %. Sulaa yli 100 °C:ssa, räjähtää lisäkuumentuessaan. Voidaan saada kuumentamalla pitkään sen hydraateista (esim. di-, tetra-, deka- tai heksadekahydraatti) alle 100 °C:ssa. Iskuherkkyys testattaessa Arsenal Picattini -menetelmällä 2 kg - 40,6 cm:n kuormalla ( TNT :lle - 35,6 cm).
Alumiinipikraattidihydraattia [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Al*2H 2 O saadaan dekahydraatista kuumennettaessa +80 °C:seen. Herkkyydessään se on verrattavissa vedettömään suolaan, ja dekahydraatilla on alhainen herkkyys. Alumiinipikraattidihydraatti räjähtää noin 360 °C:ssa.
Emäksinen alumiinipikraatti [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 AlOH 7H 2 O, molekyylipaino 530,35 a.u. m. Punertavat tai vaaleankeltaiset neulanmuotoiset kiteet muuttuvat +80 °C:seen kuumennettaessa keltaiseksi tetrahydraatiksi, joka räjähtää edelleen kuumennettaessa.
Muut nimet: ammoniumtrinitrofenolaatti , räjähdysaine D ja dannite ( en: dunnite ) (USA:n sotilaskäytössä).
Kemiallinen kaava C6H2 ( NO2 ) 3ONH4 , molekyylipaino 246,14 . Typpipitoisuus on 22,77 %. Happitasapaino hapettumalla CO 2 :ksi: −52 %. Kaksi muotoa: vakaa keltainen ja metastabiili punainen. Saatu neutralointireaktiolla pikriinihapon vesiliuoksessa ammoniakin kanssa kaasun tai vesiliuoksen muodossa.
Yksi ensimmäisistä voimakkaista räjähteistä, joita alettiin käyttää 1800-luvulla ammusten varustamiseen, ammoniumpikraatti sai nimen dannit Yhdysvaltain armeijan majuri Dunnin nimestä, joka ehdotti sen käyttöä kuorissa. Explosive D -nimellä käytettiin laajalti ja sitä käytetään Yhdysvalloissa. Sisältää useita räjähtäviä seoksia (esim. pikratoli ).
Räjähdysominaisuuksiltaan se on hieman TNT:tä huonompi, herkkyys on pienempi kuin TNT:n.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Ba , molekyylipaino 594,64 a . e.m. Typpipitoisuus 14,14 %. Keltainen kiteinen jauhe, räjähtää 333-337 °C:ssa kohtuullisella teholla. Voidaan saada kuumentamalla pentahydraattia [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] Ba · 5H20 . Pentahydraatti - keltaisia prismamaisia neulamaisia kiteitä saadaan väkevästä vesiliuoksesta. Vedetön suola räjähtää 403 °C:ssa, mutta on herkkä iskuille ja kitkalle.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Cd , molekyylipaino 569,70 a. e.m. Typpipitoisuus 14,76 %. Keltainen kiteinen jauhe. Räjähtää 336-341°C:ssa. Se saadaan kuumentamalla kiteisiä hydraatteja 80-150 °C:ssa. (penta-, hepta- tai oktohydraatti). Vedettömän suolan iskuherkkyys Arsenal Picatinny -menetelmän mukaan 2 kg:n kuormalla on 30,5 cm (TNT - 35,6 cm). Oktahydraatin herkkyys on 88,9 cm, se on vähemmän herkkä kuin musta jauhe .
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Ca , molekyylipaino 497,38 a . e.m. Typpipitoisuus 16,90 %. Keltainen kiteinen jauhe. Räjähtää 323-328°C:ssa. Saatu kuumentamalla dekahydraattia +80 °C:seen.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Ce , molekyylipaino 824,45 a. e.m. Typpipitoisuus 15,29 %. Ruskea kiteinen jauhe. Räjähtää 306-313°C:ssa. Sitä saadaan kuumentamalla kiteisiä hydraatteja (tri- tai undekahydraattia).
Kemiallinen kaava C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OCs, molekyylipaino 361,01 a. e.m. Typpipitoisuus 11,64 %. Keltaisia neulamaisia kiteitä. Räjähtää 277-287 °C:ssa. Sitä käytettiin Yhdysvalloissa magnetohydrodynaamisissa generaattoreissa (MHD-generaattoreissa) tapahtuvan heksogeenivarausten räjähdyksen herättämiseen .
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 5Cr 27H20 , molekyylipaino 1695,09 a . e.m. Typpipitoisuus 12,04 %. Vihreä kiteinen jauhe. Saatu ekvivalenttien määrien bariumpikraatin ja kromisulfaatin violetin muunnelman vuorovaikutuksessa (vihreä modifikaatio ei reagoi täysin bariumpikraatin kanssa). Vedetön suola saadaan kuivaamalla 150 °C:ssa. Tridekahydraatti ja monohydraatti räjähtävät 330 °C:ssa. Iskuherkkyys testattaessa Arsenal Picattini -menetelmällä 2 kg:n kuormalla tridekahydraatille 91,4 cm3, monohydraatille 20,3 cm3 (TNT:lle - 35,6 cm3).
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Co , molekyylipaino 371,03 a. e.m. Typpipitoisuus 22,66 %. Ruskea kiteinen jauhe. Räjähtää 320-325 °C:ssa. Saatu kuumentamalla kiteisiä hydraatteja 150 °C:ssa.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Cu , molekyylipaino 520,85 a . e.m. Typpipitoisuus 16,14 %. Kellanvihreä kiteinen jauhe, erittäin hygroskooppinen. Räjähtää 282-287 °C:ssa, muiden lähteiden mukaan 373 °C:ssa. Se saadaan kuumentamalla kiteisiä hydraatteja 80-150 °C:ssa. Iskuherkkyys testattaessa Arsenal Picattini -menetelmällä kuormalla 2 kg - 30,5 (TNT:lle - 35,6 cm). Trihydraatti räjähtää 300 °C:ssa ja sen iskuherkkyys on 48,3 cm.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] 3Fe11H2O , molekyylipaino 938,4 a . e.m. Typpipitoisuus 13,44 %. Puna-keltainen neulamainen kiteinen jauhe. Custom on hankkinut vuonna 1911 käsittelemällä kuumaa, kylläistä rautasulfaattiliuosta bariumpikraatilla. Siinä on useita kiteisiä hydraatteja, jotka räjähtävät 295 °C:ssa. Iskuherkkyys testattaessa Picatinny Arsenal -menetelmällä 2 kg:n kuormalla - 15,2 cm:stä 150 °C:ssa kuivatulle materiaalille - 91,4 cm +25 °C:ssa kuivatulle materiaalille.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Fe , molekyylipaino 513,15 a . e.m. Typpipitoisuus 16,38 %. Tummanvihreä kiteinen jauhe. Räjähtää 315-320°C:ssa. Saatu kuivaamalla oktahydraatti tyhjiöeksikkaattorissa rikkihapon päällä. Oktahydraatti saatiin käsittelemällä kuumaa, kylläistä rauta(II)sulfaatin liuosta bariumpikraatilla. Oktahydraatin keltaiset kuusikulmainen prismat muuttuvat ruskeiksi varastoinnin aikana. Iskuherkkyys testattaessa Arsenal Picattini -menetelmällä 2 kg - 91,4 cm:n kuormalla.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Pb , molekyylipaino 663,41 a. e.m. Typpipitoisuus 12,67 %. Keltainen kiteinen jauhe. Räjähtää 270-281 °C:ssa. Saatu kuivaamalla monohydraatti tai tetrahydraatti 150 °C:ssa. Tetrahydraatti saatiin käsittelemällä pikriinihapon liuosta lyijykarbonaatilla. Herkkyys vedettömän suolan iskuille testattaessa 500 g - 4 cm:n kuormalla (elohopeafulminaatilla - 24 cm). Iskuherkkyys testattuna Arsenal Picattini -menetelmällä kuormalla 2 kg - 5 cm. Myös kitkaherkkyys on korkea.
Lyijypikraattimonohydraatti patentoitiin Ranskassa vuonna 1872 käytettäväksi alukkeissa ja nallituksissa. Käytetään Saksassa sytytysseosten valmistukseen.
Kemiallinen kaava C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OLi, molekyylipaino 235,05 a. e.m. Typpipitoisuus 17,88 %. Keltainen kiteinen jauhe. Erittäin hygroskooppinen, muodostaen monohydraatin. Räjähtää 318-323°C:ssa. Saatu kuivaamalla hydraatteja. Tiheys 1,724 - 1,740 g / cm3.
Kemiallinen kaava [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Mg, molekyylipaino 481,60 a. e.m. Typpipitoisuus 17,45 %. Räjähtää 367-372 °C:ssa. Saatu kuivaamalla hydraatteja 150 °C:ssa.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Mn , molekyylipaino 512,23 a. e.m. Typpipitoisuus 16,41 %. Keltainen kiteinen jauhe. Räjähtää 325-330°C:ssa. Saatu kuivaamalla hydraatteja 150 °C:ssa.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Ni , molekyylipaino 516,01 a. e.m. Typpipitoisuus 16,29 %. Vihreä kiteinen jauhe. Räjähtää 335-340°C:ssa, heksahydraatti räjähtää 390°C:ssa. Saatu kuivaamalla hydraatteja. Iskuherkkyys testattaessa Arsenal Picattini -menetelmällä 2 kg:n kuormalla vedettömälle suolalle - 10,1 cm.
Platina muodostaa monimutkaisia yhdisteitä, jotka sisältävät pikriinihappo-ionin:
Kemiallinen kaava C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OK, molekyylipaino 267,20 a. e.m. Typpipitoisuus 15,73 %. Punertavankeltaisia tai vihreitä rombisia kiteitä. Räjähtää 310-316 °C:ssa. Oletettavasti Glauber sai sen ensimmäisen kerran 1600-luvulla liuottamalla puuta typpihappoon ja neutraloimalla K2CO3 potasalla . Se saadaan reaktiossa, jossa kaliumkarbonaatin kuuma vesiliuos neutraloidaan kuuman pikriinihappoliuoksen kanssa ja kiteet erotetaan liuosta jäähdytettäessä. Liukoisuus veteen +15 °C:ssa 0,5 g/100 g vettä, 100 °C:ssa 25 g/100 g vettä. Liukoisuus etyylialkoholiin 0,2 g / 100 g Räjähdysmäisen hajoamisen lämpö vakiotilavuudessa on 621,8 kcal / mol. Räjähtää 370 °C:ssa.
Iskuherkkyys 2 tuumaa. Stabiliteetti on lähellä ammoniumpikraatin (Explosive D) tasoa, mutta brisanssi on pienempi. Räjähtää joutuessaan kosketuksiin tulen kanssa. Kaikissa räjähdysolosuhteissa vapautuu hapettumattoman hiilen mustaa savua. Seokset hapettimien (kuten kaliumnitraatti ) kanssa voivat palaa ilman räjähdystä, mutta ovat iskuherkkiä ja vaarallisia käsitellä.
Vuonna 1869 Designol kehitti räjähtävän koostumuksen (kaliumpikraatin, kaliumnitraatin ja hiilen seos ) ( Designol-ruuti ) sekä Fountain- ruudin (kaliumpikraatin ja kaliumkloraatin seos ). Kaliumpikraattia on käytetty pyroteknisissä koostumuksissa signaalipilleihin (käytetään ominaista ääntä, joka syntyy, kun jotkut pikraatit palavat). Sitä on käytetty ballistisissa kiinteissä rakettien ponneaineissa , erilaisissa initiaatiokoostumuksissa (esimerkiksi kaliumpikraatin, lyijypikraatin ja kaliumkloraatin seoksissa).
Hienojakoisen kaliumpikraatin ja kaliumnitraatin seos, painosuhde 60:40, tiiviisti pakattuna halkaisijaltaan ¼–¾ tuuman paperi- tai bambuputkiin, palaa kovalla viheltävällä äänellä. Toisen maailmansodan aikana Saksan armeija käytti tällaisia pillejä pommien lisälaitteina parantaakseen psykologista vaikutusta. Pilliä käytettiin merkinantovälineenä kaasuhyökkäyksen aikana. Tämä seos on erittäin herkkä ja vaarallinen käsitellä, joten se korvattiin gallushapon ja kaliumkloraatin seoksella.
Kemiallinen kaava C 6 H 2 (NO 2 ) 3 ORb, molekyylipaino 313,58 a. e.m. Typpipitoisuus 13,40 %. Keltainen neulamainen kiteinen jauhe. Räjähtää 300-315 °C:ssa. Räjähtää törmäyksessä.
Hopea muodostaa kompleksisia ammoniakkisuoloja [Ag(NH3 ) 2 ] · [ C6H2 ( NO2 ) 3O ] 2 , molekyylipaino 682,23 . Typpipitoisuus 28,75 %. Keltaisia kiteitä, jotka räjähtävät kuumennettaessa.
Kemiallinen kaava C 6 H 2 (NO 2 ) 3 ONa, molekyylipaino 251,10 a. e.m. Typpipitoisuus 16,74 %. Kellertävä neulamainen kiteinen jauhe. Räjähtää 310-315 °C:ssa. Saatiin kuivaamalla monohydraatti 150 °C:ssa. Monohydraatti saatiin neutraloimalla pikriinihapon vesiliuos natriumkarbonaatilla. Monohydraatti räjähtää 360°C:ssa. Iskuherkkyys testattaessa Picatinny Arsenal -menetelmällä 2 kg:n kuormalla monohydraatille 43,2 cm, vedettömälle suolalle 38,1 cm (TNT:lle 35,6 cm).
Natriumpikraatti palaa joutuessaan kosketuksiin liekin kanssa ja antaa nämä ominaisuudet seoksille muiden materiaalien kanssa. Sitä käytettiin räjähdysaineissa ja pyroteknisissä koostumuksissa, mukaan lukien kaliumpikraatin sijasta.
Kaksoispikraatit (esimerkiksi yhdessä tuotettu natriumpikraatti ja lyijypikraatti) osoittavat vähemmän iskuherkkyyttä kuin nämä suolat yksinään.
Kemiallinen kaava C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OTl, molekyylipaino 432,48 a. e.m. Typpipitoisuus 9,72 %. Keltainen neulamainen kiteinen jauhe. Räjähtää 273-275°C:ssa. Saatu käsittelemällä pikriinihapon liuosta talliumkarbonaatilla. Räjähtää kuumuudesta ja iskusta.
Kemiallinen kaava [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 4 Th, molekyylipaino 1324,68 a. e.m. Typpipitoisuus 12,69 %. Keltainen neulamainen kiteinen jauhe. Sulamispiste +52- +53 °C. Räjähtää joutuessaan kosketuksiin liekkien kanssa.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 2Zn , molekyylipaino 522,67 a. e.m. Typpipitoisuus 16,08 %. Keltaisenruskea kiteinen jauhe. Räjähtää 350-355 °C:ssa. Saatu kuivaamalla hydraatteja 150 °C:ssa. Iskuherkkyys 60 cm 2 kg:n kuormalla, mikä on lähellä pikriinihappoa.
Kemiallinen kaava [ C6H2 ( NO2 ) 3O] 4Zr , molekyylipaino 1032,66 a.u. e.m. Typpipitoisuus 16,75 %. Keltainen neulamainen kiteinen jauhe. Räjähtää 317-322 °C:ssa. Se voidaan saada vaikuttamalla zirkoniumkarbonaattia pikriinihappoliuokseen.
Pikriinihappo muodostaa pikraattien kaltaisia yhdisteitä monien orgaanisten aineiden kanssa: hiilivedyt, nitroyhdisteet, amiinit, fenolit jne. Niitä voidaan yleensä saada keittämällä alkoholiliuoksia, minkä jälkeen jäähdytetään ja saostetaan pikraattikiteitä. Joitakin esimerkkejä tällaisista yhdisteistä: