В розділі: Своїми руками
В розділі: Краса і Здоров'я
В розділі: Цікаво знати
В розділі: Своїми руками
В розділі: Психологія
В розділі: Цікаво знати
В розділі: Краса і Здоров'я
  • Цікаво знати
  • Сад і Город
  • Здоров'я
» » Історія винаходу - Динаміт

Історія винаходу - Динаміт

Категорія: Цікаво знати Переглядів: 2 144 Коментарів: 0 Додав: remohost Час:

Винахідник: Альфред Нобель 

Країна: Швеція 

Час винаходу: 1867

Протягом кількох століть людям була відома тільки одна вибухова речовина - чорний порох, що широко застосовувався як на війні, так і при мирних вибухових роботах. Але друга половина XIX століття ознаменувалася винаходом цілого сімейства нових вибухових речовин, руйнівна сила яких в сотні і тисячі разів перевершувала силу пороху.
Їх створенню передувало кілька відкриттів. Ще в 1838 році Пелузій провів перші досліди по нітрації органічних речовин. Суть цієї реакції полягає в тому, що багато вуглецеві речовини при обробці їх сумішшю концентрованих азотної та сірчаної кислот віддають свій водень, приймають замість нітрогрупу NO2 і перетворюються на потужну вибухівку.

Інші хіміки дослідили це цікаве явище. Зокрема, Шенбейн, нітруючи бавовну, в 1846 році, отримав піроксилін. У 1847 році, впливаючи подібним чином на гліцерин, Собреро відкрив нітрогліцерин - вибухова речовина, що володіла колосальною руйнівною силою. Спочатку нітрогліцерин нікого не зацікавив. Сам Собреро тільки через 13 років повернувся до своїх дослідів і описав точний спосіб нітрації гліцерину.

Після цього нова речовина знайшла деяке застосування в гірничій справі. Спочатку його вливали в свердловину, затикали її глиною і підривали за допомогою занурюваного в нього патрона. Однак найкращий ефект досягався при займанні капсуля з гримучою ртуттю.

Чим же пояснюється виняткова вибухова сила нітрогліцерину? Було встановлено, що при вибуху відбувається його розкладання, в результаті чого спочатку утворюються гази CO2, CO, H2, CH4, N2 і NO, які знову взаємодіють між собою з виділенням величезної кількості теплоти. Кінцеву реакцію можна виразити формулою: 2C3H5 (NO3) 3 = 6CO2 + 5H2O + 3N + 0, 5O2.

Розігріті до величезної температури ці гази стрімко розширюються, надаючи на навколишнє середовище колосальний тиск. Кінцеві продукти вибуху абсолютно нешкідливі. Все це, здавалося, робило нітрогліцерин незамінним при підземних вибухових роботах. Але незабаром виявилося, що виготовлення, зберігання і перевезення цієї рідкої вибухівки дуже небезпечне.

Взагалі, чистий нітрогліцерин досить важко запалити від відкритого вогню. Запалений сірник згасав в ньому без всяких наслідків. Проте його чутливість до ударів і струсів (детонації) була у багато разів вищою, ніж у чорного пороху. При ударі, часто зовсім незначному, в шарах, які зазнали струсу, відбувалося швидке підвищення температури до початку вибухової реакції. Міні-вибух перших шарів виробляв новий удар на більш глибокі шари, і так тривало до тих пір, поки не відбувався вибух всієї маси речовини.

Часом без жодного впливу ззовні нітрогліцерин раптом починав розкладатися на органічні кислоти, швидко темнів, і тоді досить було самого нікчемного струсу бутлі, щоб викликати жахливий вибух. Після цілого ряду нещасних випадків застосування нітрогліцерину було майже повсюдно заборонено. Тим промисловцям, які налагодили випуск цієї вибухівки, залишалося два виходи - або знайти такий стан, при якому нітрогліцерин буде менш чутливий до детонації, або згорнути своє виробництво.

Нобель за роботоюОдним з перших зацікавився нітрогліцерином шведський інженер Альфред Нобель, що заснував завод з його випуску. У 1864 році його фабрика злетіла на повітря разом з робітниками. Загинуло п'ять чоловік, у тому числі брат Альфреда Еміль, якому ледь виповнилося 20 років. Після цієї катастрофи Нобелю погрожували значні збитки - нелегко було переконати людей вкладати гроші в таке небезпечне підприємство.

Кілька років він вивчав властивості нітрогліцерину і зрештою зумів налагодити цілком безпечне його виробництво. Але залишалася проблема транспортування. Після багатьох експериментів Нобель встановив, що розчинений у спирті нітрогліцерин менш чутливий до детонації. Однак цей спосіб не давав повної надійності. Пошуки тривали, і тут несподіваний випадок допоміг блискуче вирішити проблему.

{google}

При перевезенні бутлів з нітрогліцерином, щоб пом'якшити тряску, їх поміщали в кизельгур - особливу інфузорну землю, що видобувається в Ганновері. Кизельгур складався з крем'яних оболонок водоростей з безліччю порожнин і канальців. І от якось раз при пересиланні один бутель з нітрогліцерином розбилася, і його вміст вилився на землю. У Нобеля виникла думка провести кілька дослідів з цим просоченим нітрогліцерином кізельгуром.

Виявилося, що вибухові властивості нітрогліцерину анітрохи не зменшувалися від того, що його ввібрала пориста земля, але зате його чутливість до детонації знижувалася в кілька разів. У цьому стані він не вибухав ні від тертя, ні від слабкого удару, ні від горіння. Проте при займанні невеликої кількості гримучої ртуті в металевій капсулі відбувався вибух тієї ж сили, яку давав у тому ж обсязі чистий нітрогліцерин. Іншими словами, це було якраз те, що потрібно, і навіть набагато більше того, що сподівався отримати Нобель. У 1867 році він взяв патент на відкрите ним з'єднання, яке назвав динамітом.

ДинамітВибухова сила динаміту настільки ж величезна, як і у нітрогліцерину: 1 кг динаміту в 1/50000 секунди розвиває силу в 1000000 кгм, тобто достатню для того щоб підняти 1000000 кг на 1 м. При цьому якщо 1 кг чорного пороху перетворювався на газ за 0,01 секунди, то 1 кг динаміту - за 0,00002 секунди. Але при всьому цьому якісно виготовлений динаміт вибухав тільки від дуже сильного удару. Запалений дотиком вогню, він поступово згорав, без вибуху, синюватим полум'ям.

Вибух наступав тільки при запалюванні великої маси динаміту (більше 25 кг). Підрив динаміту, як і нітрогліцерину, найкраще було проводити за допомогою детонації. Для цієї мети Нобель в тому ж 1867 році винайшов гримучертутний капсульний детонатор. Динаміт відразу знайшов найширше застосування при будівництві шосе, тунелів, каналів, залізниць та інших об'єктів, що багато в чому визначило стрімке зростання стану його винахідника. Першу фабрику з виробництва динаміту Нобель заснував у Франції, потім він налагодив його виробництво в Німеччині та Англії. За тридцять років торгівля динамітом принесла Нобелю колосальне багатство - близько 35 мільйонів крон.

Процес виготовлення динаміту зводився до кількох операцій. Перш за все, необхідно було отримати нітрогліцерин. Це було найбільш складним і небезпечним моментом у всьому виробництві. Реакція нітрації відбувалася, якщо 1 частину гліцерину обробляли трьома частинами концентрованої азотної кислоти в присутності 6 частин концентрованої сірчаної кислоти. Рівняння мало наступний вигляд: C3H5 (OH) 3 + 3HNO3 = C3H5 (NO3) 3 + 3H2O.

Динаміт-2Сірчана кислота в з'єднанні не брала участь, але її присутність була необхідна, по-перше, для поглинання води, що виділялася в результаті реакції, яка в іншому випадку, розріджуючи азотну кислоту, тим самим перешкоджала б повноті реакції, а, по-друге, для виділення нітрогліцерину, що утворюється з розчину в азотній кислоті, так як він, будучи добре розчинний у цій кислоті, не розчиняється у її суміші з сірчаною.

Нітрація супроводжувалася сильним виділенням теплоти. Причому якби внаслідок нагрівання температура суміші піднялася вище 50 градусів, то протягом реакції результат попрямував би в іншу сторону - почалося б окислення нітрогліцерину, яке супроводжується бурхливим виділенням окислів азоту і ще більшим нагріванням, яке б призвело до вибуху.

Тому нітрацію потрібно було вести при постійному охолодженні суміші кислот і гліцерину, додаючи останній потроху і постійно розмішуючи кожну порцію. Утворений безпосередньо при зіткненні з кислотами нітрогліцерин, володіючи меншою щільністю порівняно з кислою сумішшю, спливав на поверхню, і його можна було легко зібрати, коли реакція закінчилася.Vzriv-динаміт

Приготування кислотної суміші на заводах Нобеля відбувалося у великих циліндричних чавунних посудинах, звідки суміш надходила в так званий нітраціонний апарат. У такій установці можна було за раз обробити близько 150 кг гліцерину. Впустивши необхідну кількість кислотної суміші і охолодивши її (пропускаючи холодне стиснене повітря і холодну воду через змійовики) до 15-20 градусів, починали вбризгувати охолоджений гліцерин. При цьому стежили, щоб температура в апараті не піднімалася вище 30 градусів. Якщо температура суміші починала швидко підніматися і наближалася до критичної, вміст чана можна було швидко випустити у велику посудину з холодною водою.

Операція утворення нітрогліцерину тривала близько півтори години. Після цього суміш надходила в сепаратор - свинцевий чотирикутний ящик з конічним дном і двома кранами, один з яких знаходився в нижній частині, а інший - збоку. Як тільки суміш відстоювалася і розділялася, нітрогліцерин випускали через верхній кран, а кислотну суміш - через нижній. Отриманий нітрогліцерин кілька разів промивали від надлишку кислот, оскільки кислота могла вступити з ним в реакцію і викликати його розкладання, що неминуче вело до вибуху.

Щоб уникнути цього в герметичний чан з нітрогліцерином подавали воду і перемішували суміш за допомогою стисненого повітря. Кислота розчинялася у воді, а так як щільності води і нітрогліцерину сильно відрізнялися, відокремити їх потім один від одного не становило великої праці. Для того щоб видалити залишки води, нітрогліцерин пропускали через кілька шарів повсті і кухонної солі.

У результаті всіх цих дій виходила масляниста рідина жовтуватого кольору без запаху і дуже отруйна (отруєння могло відбуватися як при вдиханні парів, так і при попаданні крапель нітрогліцерину на шкіру). При нагріванні понад 180 градусів вона вибухала з жахливою руйнівною силою.

Приготований нітрогліцерин змішували з кизельгуром. Перед цим кизельгур промивали і ретельно подрібнювали. Просочування його нітрогліцерином відбувалося в дерев'яних ящиках, викладених всередині свинцем. Після змішування з нітрогліцерином динаміт протирали через решето і набивали в пергаментні патрони.

У кизельгуровому динаміті у вибуховій реакції брав участь тільки нітрогліцерин. Надалі Нобель придумав просочувати нітрогліцерином різні сорти пороху. У цьому випадку порох теж брав участь у реакції і значно збільшував силу вибуху.



Сподобалася стаття. Натисніть на кнопки соцмереж і поділіться нею зі своїми друзями:
Ще цікавих матеріалів з нашого сайту:

Додати коментар
Ім'я:*
E-Mail:
b
i
u
s
|
left
center
right
|
emo
url
leech
color
|
hide
quote
translit
Введіть код: *