Пентаэритриттетранитрат

Пентаэритриттетранитрат
Пентаэритриттетранитрат
Общие
Сокращения	PETN
Традиционные названия	Тэн, тетранитропентаэритрит, пентаэритрита тетранитрат, пентрит, ниперит
Хим. формула	(CH2ONO2)4C
Рац. формула	C5H8N4O12
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	316,25 г/моль
Плотность	1,773 г/см³
Термические свойства
	Температура
• плавления	141,3 °C
• кипения	180 °C
• разложения	150 °C
• вспышки	215 °C
• самовоспламенения	200 °C
	Энтальпия
• образования	-541,65 кДж/моль
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	не растворим
• в ацетоне (при 50 °C)	58,76
• в диметилформамиде (при 100 °C)	70
Классификация
Рег. номер CAS	78-11-5
PubChem	6518
Рег. номер EINECS	201-084-3
SMILES	C(C(CO[N+](=O)[O-])(CO[N+](=O)[O-])CO[N+](=O)[O-])O[N+](=O)[O-]
InChI	InChI=1S/C5H8N4O12/c10-6(11)18-1-5(2-19-7(12)13,3-20-8(14)15)4-21-9(16)17/h1-4H2 TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	25879
ChemSpider	6271
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

Пентаэритриттетранитрат (пентаэритрита тетранитрат, тетранитропентаэритрит, тэн, пентрит, ниперит) — химическое соединение (CH₂ONO₂)₄C. Мощное бризантное взрывчатое вещество. Чувствителен к удару. В чистом виде используется для снаряжения капсюлей-детонаторов, а во флегматизированном виде — для снаряжения кумулятивных припасов, детонирующего шнура. Химически стоек. Представляет собой белый порошок кристаллического вида.

Физико-химические свойстваПравить

Бесцветное кристаллическое вещество практически не растворимое в воде (0,01 г/100 г при 20 °С), трудно растворимое в спирте и эфире, но хорошо растворимое в ацетоне (24,8 г/100 г при 20 °С и 58,8 г/100 г при 50 °С) и диметилформамиде (70 г/100 г при 100 °С). Твердость по Моосу - 1,9.

Растворимость ТЭНа в различных растворителях:

Растворитель	Температура	В 100 г растворителя
Этилацетат	19 °С 50 °С	6,322 г 17,868 г
Ацетон	13 °С 50 °С	25,632 г 57,960 г
Этанол (96 %)	19 °С	0,042 г
Этанол абс.	21,5 °С	0,129 г
Безводный эфир	19 °С	0,165 г
Толуол	17,5 °С	0,623 г
Диметилформамид	100 °С	70,0 г
Пиридин	19 °С 50 °С	5,436 г 8,567 г
Вода	19 °С 50 °С 100 °С	0,010 г 0,010 г 0,035 г

Разлагается при продолжительном кипячении с водой, а также со слабыми кислотами и щелочами с образованием динитропентаэритрита. В свою очередь, в щелочной среде может быть использован как мягкий нитрующий агент, по эффективности эквивалентный тетранитрометану. Воспламеняется с трудом, в малых количествах сгорает спокойно с шипением, при горении плавится. При медленном разложении на проволочной сетке в пламени газовой горелки сильно взрывается. Плотность кристаллов - 1,77 г/см³ . Легко прессуется до плотности 1,6 г/см³.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиямПравить

Т_пл 141 °С с разложением; t_всп около 205 °С. При нагревании разлагается с сильным самоускорением, часто со взрывом. При плавлении переходит в густое бесцветное масло, при охлаждении которого закристаллизовывается снова. Чувствителен к электрической искре, способен наэлектризовываться, поэтому на производстве его рекомендовано покрывать антистатиками. Максимальная электростатическая энергия, при которой ТЭН ещё не детонирует, составляет около 0,2 Дж.

Чувствительность к удару: Детонирует безотказно при грузе 2 кг и высоте падения 17 см. Нижний порог — 10 см. Для груза 2,5 кг при 50%-й вероятности детонации 13-16 см (тротил — 148 см, гексоген — 28 см, октоген — 32 см).
Чувствительность к трению: 4,5 кгс (тротил — 29,5 кгс, гексоген — 11,5 кгс, октоген — 10 кгс).
Восприимчивость к детонации: 0,17 г для гремучей ртути, 0,05 г ТА и 0,03 г для азида свинца. Детонирует от детонатора № 8 даже при 40%-м содержании воды (влажности).

Взрывчатые свойстваПравить

ТЭН — Мощное ВВ:

Теплота взрыва: 5,76 МДж/кг (1300 ккал/кг при 0,9 г/см³, 1350 ккал/кг при 1,7 г/см³).
Теплота образования: −125,0 ккал/моль.
Энтальпия образования: −407,4 ккал/кг.
Температура взрыва: 4200 Кельвинов (примерно 3926°С).
Скорость детонации: 6110 м/с при плотности 1,17 г/см³, 7520 м/с при плотности 1,51 г/см³, 8350 м/с при плотн. 1,72 г/см³ и 8590 м/с при плотности 1,77 г/см³.
Бризантность: 129—141 % от тротила (песочная проба), 130 % (PDT).
Фугасность в Pb-блоке: 500 мл при песочной забивке и 560 мл при водной (Нитроглицерин: 550 и 590 соответственно).
Работоспособность в баллистической мортире: 137—145 % от тротила.
Объём продуктов взрыва: 768 л/кг, (по другим данным 790 л/кг).
Метательная способность: по октогену 93,7 % (плотн. 1,738 г/см³, торцевое метание), для гексогена 97 % (1,76 г/см³).
Критический диаметр: 1 мм при плотности 1,0 г/см³ (по другим данным - 1,5 мм), при повышении плотности — уменьшение критического диаметра.

ПрименениеПравить

Semtex-H разновидность ПВВ, содержит 38,9 % ТЭНа

Впервые был получен в Германии в 1894 г. Интерес как к мощному ВВ был проявлен после 1-й мировой войны, ограниченно производился в 20-е и 30-е годы XX века. Крупномасштабное промышленное производство началось незадолго до 2-й мировой войны, когда ацетальдегид и формальдегид стали доступными и дешевыми. Больше всего производился в Германии. В СССР промышленно начал изготавливаться в 1940 г. К концу второй мировой войны и после начал вытесняться из смесей более стойким и безопасным гексогеном. Применялся для снаряжения капсюлей-детонаторов (вторичный заряд), промежуточных детонаторов, детонирующих шнуров, в боеприпасах в смесях и сплавах с флегматизаторами, пластификаторами (ПВВ), тротилом (пентолит), алюминием и т. п., а также в медицине. Однако ТЭН не теряет важности в тех случаях, когда необходимо обеспечить малый критический диаметр (промышленные и военные детонаторы, детонирующие шнуры, промышленные пластичные ВВ и др.). Компонент взрывчатых пенопластов, использующихся для взрывной сварки и штамповки.

ПолучениеПравить

ТЭН-сырец. До перекристаллизации в ацетоне

Получают нитрованием пентаэритрита пятикратным количеством 93-99 % азотной кислоты, свободной от окислов азота. В лабораторной практике часто используют азотную кислоту с добавлением мочевины, способствующей обесцвечиванию кислоты. Нитрование проходит энергично, поэтому необходимо следить, чтобы температура не превысила 20°С, иначе образуется смесь малостабильных и чувствительных нитроэфиров, к тому же возможно развитие опасных самоускоряющихся процессов окисления. ТЭН находится частично в растворенном состоянии, смесь выливают в воду со льдом, кристаллы отфильтровывают, промывают водой, затем теплым 1%-м раствором гидрокарбоната натрия и перекристаллизовывают из ацетона с добавкой гидрокарбоната натрия или карбоната аммония. Выход обычно 90-96 %. ТЭН, как и все другие нитроэфиры, необходимо тщательнейшим образом очищать от кислот. Любые примеси кислоты приводят к медленному самопроизвольному разложению продукта в процессе хранения, которое может носить самоускоряющийся характер. При хранении в значительных количествах это может привести к вспышке или взрыву. При этом обычной содовой промывки недостаточно, так как следы кислоты находятся внутри кристаллов, и необходима перекристаллизация из ацетона с добавкой карбоната натрия либо аммония. Производство ТЭНа в промышленности опасно, некристаллизованный продукт термически неустойчив, так как содержит некоторое количество кислоты, не поддающейся нейтрализации при содовой промывке. Однако некоторые сорта ТЭНа, предназначенного для изготовления детонационных шнуров, вместо перекристаллизации измельчают в присутствии воды и добавляют мел. Это позволяет удалить большую часть внутрикристаллической кислоты и обеспечить более низкую стоимость продукта из-за отсутствия операции перекристаллизации.

До 2-й Мировой войны ТЭН также получали по двухстадийному методу: на первой стадии к 90-95 % серной кислоте (бóльшая концентрация вызывает обугливание) добавляют пентаэритрит. На второй стадии добавляют концентрированную азотную кислоту и нитруют при 60°С образовавшиеся сульфоэфиры пентаэритрита. Этот способ в целом более безопасен, чем нитрование одной азотной кислотой, однако требует вдвое большего расхода кислот и специальной очистки ТЭНа от смешанных cульфоэфиров (кипячение в автоклаве в течение часа), поэтому по экономическим соображениям в настоящее время не используется.

ТЭН можно получать нитрованием серно-азотными нитросмесями в одну стадию при 10°С. При этом побочно образуются примеси сульфоэфиров, и необходимо продолжительное кипячение в 1%-м содовом растворе. Этот метод также не нашел широкого применения в промышленности.

Медицинское применениеПравить

Подобно нитроглицерину и другим органическим нитратам, применяется в качестве вазодилаторного средства^[2]^[3].

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ [www.xumuk.ru/spravochnik/721.html XuMuK.ru - Пентаэритриттетранитрат. Мини-справочник по химическим веществам (3340 веществ)]
↑ New Drugs (англ.) // CMAJ. — 1959. — Vol. 80, no. 12. — P. 997—998. — PMID 20325960.
↑ Пентаэритритила тетранитрат (Pentaerithrityl tetranitrate): инструкция, применение и формула (неопр.). Дата обращения: 30 января 2014. Архивировано 2 февраля 2014 года.

СсылкиПравить

https://exploders.info/sprawka/88.html Архивная копия от 16 октября 2016 на Wayback Machine
http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=shtetbaher-a&book=1936 Архивная копия от 12 июля 2017 на Wayback Machine
https://exploders.info/books/14.html Архивная копия от 31 июля 2016 на Wayback Machine
http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=chemvvisost&author=hmelnickiy-li&book=19622 Архивная копия от 12 июля 2017 на Wayback Machine
http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf Архивная копия от 12 июля 2017 на Wayback Machine

[xumuk-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ [www.xumuk.ru/spravochnik/721.html XuMuK.ru - Пентаэритриттетранитрат. Мини-справочник по химическим веществам (3340 веществ)]

[med-2] New Drugs (англ.) // CMAJ. — 1959. — Vol. 80, no. 12. — P. 997—998. — PMID 20325960.

[mnn-3] Пентаэритритила тетранитрат (Pentaerithrityl tetranitrate): инструкция, применение и формула (неопр.). Дата обращения: 30 января 2014. Архивировано 2 февраля 2014 года.

[1]

[2]

[3]