Nitrogvanidin - ponekad skraćeno NGu, takođe nazvan pikrit - je bezbojno eksplozivno hemijsko jedinjenje, kristalna čvrsta supstanca koja nije direktno zapaljiva, koja ima veoma nisku eksplozivnu osetljivost i topi se na i raspada na , ali zato ima veliku brzinu detonacije. Nitrogvanidin je izuzetno neosetljiv, ali moćan eksploziv, takođe se koristi u bezdimnom barutu gde smanjuje plamen na izlazu iz cevi i smanjuje eroziju cevi i burenceta. Vlaženje sa > 20 tež.% vode utiče na desenzibilizaciju sa HD 1.1 na HD 4.1 (zapaljiva čvrsta supstanca).United Nations, Transport of Nitroguanidine, wetted, (UN 1336) in flexible IBCs, ST/SC/AC.10/C.3/2006/52, Geneva, 13 April 2006. Accessed at https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/doc/2006/ac10c3/ST-SG-AC10-C3-2006-52e.pdf Nitrogvanidin se koristi kao energetski materijal, odnosno pogonsko gorivo ili visoko eksplozivno sredstvo, prekurzor za insekticide i za druge svrhe.
Nitrogvanidin je takođe organsko jedinjenje, koje sadrži 1 atom ugljenika i ima molekulsku masu od 104,068 -{Da}-.
Istorija
Nitrogvanidin je prvi izumeo L. Jousselin 1877. godine. Oko Drugog svetskog rata počeo je da se koristi kao barut.
Proizvodnja
Nitrogvanidin je sintetisan po prvi put 1877. godine nitracijom gvanidina, a zatim je sa velikim poteškoćama dobijen ekstrakcijom gvana. Od 1930-ih, industrijski se proizvodi dehidratacijom sumpornom kiselinom samog gvanidin nitrata dobijenog reakcijom cijanamida ili dicijandiamida i amonijum nitrata. Gvanidin nitrat se takođe može proizvesti iz ureje i amonijum nitrata sa silicijum-dioksidnim katalizatoromali u laboratoriji se može pripremiti od uree i sulfaminske kiseline da bi se dobio gvanidin sulfat koji je naknadno nitrovan u nitrogvanidin.
Nitrogvanidin se proizvodi širom sveta u velikim razmerama počevši od reakcije dicijandiamida (DCD) sa amonijum nitratom da bi se dobila so gvanidinijum nitrata, koja se zatim nitrira tretmanom sa koncentrovanom sumpornom kiselinom na niskoj temperaturi.E.-C. Koch, Insensitive High Explosives: III. Nitroguanidine – Synthesis – Structure – Spectroscopy – Sensitiveness, Propellants Explos. Pyrotech. 2019, 44, 267-292.
[C(NH2)3]NO3 → (NH2)2CNNO2 + H2O
Nitrogvanidin se takođe može dobiti tretiranjem uree amonijum nitratom (preko BMA procesa). Međutim, zbog problema pouzdanosti i sigurnosti, ovaj proces nikada nije komercijalizovan uprkos svojim atraktivnim ekonomskim karakteristikama.
Osobine
Osobina Vrednost Broj akceptora vodonika 3 Broj donora vodonika 3 Broj rotacionih veza 2 Particioni koeficijent (-{ALogP)}- 1,2 Rastvorljivost (-{logS, log(mol/L}-)) -0,3 Polarna površina (-{PSA}-, Å2) 107,7
Karakteristike
Nitrogvanidin je veoma neosetljiv i detonira tek nakon iniciranja detonatorom. Važni indikatori eksplozije su:
Toplota eksplozije: 3062 kJ kg−1.E.-C. Koch: 2., vollständig überarbeitete Auflage. de Gruyter, Berlin, . Temperatura detonacije: pri maksimalnoj gustini R. Doherty, R. L. Simpson: Comparative Evaluation of several insensitive high explosives, 28th International Annual ICT Conference, June 1997, Karlsruhe, Germany. V-32. Brzina detonacije: pri maksimalnoj gustini −1 Normalna zapremina gasa: 1075 l·kg−1.J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: 10., vollständig überarbeitete Auflage. Wiley-VCH, Weinheim . Specifična energija: 932 kJ·kg−1. Detonacioni pritisak: 29 GPa Temperatura detonacije: Olovni blok: 305 cm3/10 g Osetljivost na udar: do 50 Nm bez reakcije Osetljivost na trenje: do 353 N opterećenje igle bez reakcije Kritični prečnik pri gustini: pri gustini od 1,52 g/cm 3 < 14 mm Ispitivanje čeličnog kućišta: sa graničnim prečnikom od 1 mm bez paljenja.
Kao i kod svih eksploziva, brzina detonacije, vD, nitrogvanidina raste sa njegovom gustinom. vD sledi sledeći zakon u opsegu od 0,3 do 1,78 g·cm−3: vD = 1,44 + 4,015 gustina [mm·µs−1]}} (pogledajte i sledeću grafiku)
mini|hochkant=2|ohne|Brzina detonacije nitrogvanidina kao funkcija gustine
Nitrogvanidin je jedan od jakih, ali teško detonirajućih eksploziva. Ovo objašnjava snažnu zavisnost brzine detonacije od prečnika. Punjenje gustine 0,95 g/cm3 ima brzinu detonacije od u cevi unutrašnjeg prečnika 20 mm.
Sinteza
Nitrogvanidin se može dobiti dehidratacijom gvanidin nitrata koncentrovanom sumpornom kiselinom.
-C(=NH)-· → -C(-)=N- +
Reaktivnost
Nitrogvanidin postoji u vodenoj sredini u dva oblika u tautomernoj ravnoteži jedan sa drugim, naime nitroimino oblik (1-nitrogvanidin) i nitroaminski oblik (2-nitrogvanidin). I u čvrstoj fazi i u rastvoru preovlađuje imin oblik..
350px|none
-C(-)=N- ⇄ HN=C(-)-NH-
Upotreba
Eksplozivi
Nitrogvanidin je u upotrebi od 1930-ih kao sastojak pogonskih goriva sa trostrukom bazom u kojima smanjuje temperaturu plamena, bljesak otvora i eroziju cevi pištolja, ali zadržava pritisak u komori zbog visokog sadržaja azota. Njegova ekstremna neosetljivost u kombinaciji sa niskom cenom učinila ga je popularnim sastojkom u neosetljivim visokoeksplozivnim formulacijama (npr. AFX-453, AFX-760, IMX-101, AL-IMX-101, IMX-103, itd.).E.-C. Koch, Insensitive High Explosives: IV. Nitroguanidine - Initiation & detonation, Def. Tech. 2019, 15, 467-487.
Eksplozivno raspadanje nitrogvanidina je dato sledećom jednačinom:
H4N4CO2 (s) → 2 H2O (g) + 2 N2 (g) + C (s)
Bezdimni prah (barut)
Nitrogvanidin se koristi kao komponenta u prahovima sa trostrukom bazom, odnosno na bazi nitroceluloze, nitroglicerina i amino derivata kao što je nitrogvanidin. Tamo se koristi za smanjenje temperature blica bez uticaja na pritisak detonacije. Nitrogvanidin se ugrađuje kao fina suspenzija u bezdimni prah koji sadrži nitrocelulozu, nitroglicerin i često centralit.ARMY RESEARCH LABORATORY
Extraction of Nitroguanidine (NQ)
From Triple-Base Gun Propellant
by Jeffrey B. Morris
February 2002
lire en ligne Ovi prahovi su manje energetski gusti od prahova sa dvostrukom bazom, ali manje erodiraju cev pištolja..
Pod ovim uslovima, dodatak nitrogvanidina u prahu omogućava smanjenje plamena na otvoru cevi uprkos povećanom stvaranju dima..
Nitrogvanidin se takođe koristi u sastavu specifičnih takozvanih pudera niske osetljivosti (LOVA). Ova goriva ne deflagriraju ili detoniraju kada su podvrgnuta toploti ili udaru ili pogođena oblikovanim punjenjem i stoga su bezbednija. Nitrogvanidin zatim zamenjuje eksplozive kao što je HMX i vezuje se za vezivo kao što je nitroceluloza ili polivinil nitrat i plastifikatori.
Pesticidi
Derivati nitrogvanidina se koriste kao insekticidi, koji imaju uporedivo dejstvo sa nikotinom. Derivati uključuju klotianidin, dinotefuran, imidakloprid i tiametoksam.
Biohemija
Nitrozoilovani derivat, nitrozogvanidin, se često koristi za mutageizaciju bakterijskih ćelija za biohemijske studije.
Struktura
Nakon nekoliko decenija debate, NMR spektroskopijom i difrakcijom rendgenskih zraka i neutrona moglo bi se potvrditi da nitrogvanidin postoji isključivo kao nitroimin tautomer i u čvrstom stanju i u rastvoru.S. Choi, Refinement of 2-Nitroguanidine by Neutron Powder Diffraction, Acta Crystallogr. B 1981, 37, 1955-1957.
Reference
Literatura
Spoljašnje veze
Категорија:Нитро једињења Категорија:Хидразини Категорија:Гванидини Категорија:Експлозивне хемикалије Категорија:Експлозиви Категорија:Барут Категорија:Бездимни барут