Александр Артеменко - Удивительный мир органической химии

Динамит обычно применяют при прокладке туннелей, в горном деле и в строительстве. Для подземных работ очень важным оказалось то, что при взрыве динамита не образуется токсичный оксид углерода (II):

И все же из-за высокой чувствительности к взрыву и токсичности производство динамита в СССР было прекращено в начале 60-х гг. XX в.

Конечно, снаряды и мины динамитом не начиняют, но нитроглицериновый порох (баллистит) использовали во время Первой и Второй мировых войн. Применяют его и сейчас.

На производстве динамита А. Нобель нажил огромное состояние. Умирая, он распорядился создать из этого состояния специальный фонд для премирования выдающихся работ в области физики, химии, медицины и физиологии, экономики, а также за литературные произведения, за деятельность по укреплению мира. Эти ежегодные премии называются Нобелевскими и являются высшими международными наградами.

Итак, нитроглицерин — разрушительная сила. В то же время это вещество является незаменимым лекарственным средством. Оно эффективно помогает при острых сердечных приступах, связанных со спазмом коронарных сосудов сердца (стенокардией). Нитроглицерин спасает ежегодно в мире миллионы человеческих жизней.

В военных целях используют тротил, или тол (2,4,6-тринитротолуол), получают его нитрованием толуола. Тротил малочувствителен к удару, трению и даже к горению, но взрывается при детонации (от запала). Изготавливают тротил обычно в виде шашек (внешне напоминающих куски хозяйственного мыла). Используют тротил для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, авиабомб) и для взрывных работ. Производство тротила в годы Второй мировой войны превысило 1 млн т. Тротил выступает в качестве тротилового коэффициента для энергетической характеристики ящерного и термоядерного заряда.

В 1771 г. П. Вульф, действуя азотной кислотой на индиго, получил пикриновую кислоту. Известно, что эта жидкость желтого цвета использовалась как краситель для шелка и шерсти. Позже установили, что пикриновая кислота — это тринитрофенол. Ровно через сто лет эта кислота «обнаружила» свои коварные свойства: она могла взрываться. О взрыве красильной фабрики в 1887 г. недалеко от Манчестера мы уже говорили. Учитывая взрывчатые свойства, французский инженер 3. Тюрпен на основе этой кислоты создал взрывчатое вещество (с добавкой 2-3% тринитрокрезола), которое в разных странах называлось по-разному: милинит (Россия, Франция), луддит (Англия), шимоза (Япония).

Одним из мощных бризантных взрывчатых веществ является гексоген. Он получается при нитровании гексаметилентетрамина (уротропина):

Гексоген применяется для снаряжения боеприпасов. Инициатором взрыва служит взрыватель. В последнее время гексоген на вооружение взяли террористы и банды различных наемников.

Во второй половине XIX в. химики многих стран начали исследования по замене черного дымного пороха на бездымный. Дело в том, что обычный черный порох давал много дыма при стрельбе и тем самым демаскировал стреляющих, уменьшал видимость на поле боя, а сажа загрязняла пушки и стрелковое оружие. Но история бездымного пороха началась несколько раньше. Так, в первой половине XIX в. была получена нитроцеллюлоза, которая, как известно, представляет собой эфир целлюлозы и азотной кислоты:

В зависимости от количества нитрогрупп в молекуле нитроцеллюлозы различают коллоксилин (низконитрованная целлюлоза) и пироксилин (вы-соконитрованная целлюлоза). Было обнаружено, что пироксилин в несколько раз превосходит по мощности взрыва черный порох. Однако многие попытки применять его для стрельбы заканчивались неудачей. Получаемый пироксилин был неоднороден и горел с непостоянной скоростью, а при прессовании часто взрывался. И только в 1884 г. было получено французским химиком Ж. Вьелем монолитное вещество на основе пироксилина. Это был первый бездымный порох. Он почти на 90% состоял из массы, которая образуется при набухании пироксилина в смеси этилового эфира и этилового спирта. Образующуюся студенистую массу можно было прессовать и готовить из нее ленты или пластины, а потом их сушить. При этом большая часть растворителя испаряется, а та, что остается, служит пластификатором. Такой порох сгорает с постоянной скоростью. Это обязательное требование к любому пороху. Пироксилиновый порох до сих пор применяют для стрелкового оружия.

Основой другого бездымного пороха — нитроглицеринового (баллистита) — также служит нитроцеллюлоза (56-57%), но в качестве пластификатора используют нитроглицерин. Впервые такой порох получил в 1888 г. А. Нобель. До сих пор этот порох используют не только в стрелковом оружии, но и в артиллерии и ракетных установках.

Производство пороха — очень сложный и небезопасный процесс. К основной, горючей части пороха вводят различные добавки. Одни из них (стабилизаторы) связывают продукты распада, препятствуя самопроизвольному разложению нитроцеллюлозы. Другие, например сульфат калия, уменьшают пламя при выстреле. Третьи (графит) служат для покрытия зерен пороха, чтобы при перемешивании они не электризовались.

Многие органические вещества используют в качестве боевых отравляющих веществ (БОВ). Это самое чудовищное изобретение химиков. Одним из БОВ является иприт, который вызывает поражение органов дыхания, кожи и глаз.

Иприт называют горчичным газом, так как в больших концентрациях он обладает запахом, напоминающим горчицу. Токсическая концентрация этого вещества в воздухе составляет всего 0,0001%. Иприт был получен в 1886 г. Тридцать лет это вещество не находило применения. Но летом 1917 г. при наступлении на реке Ипр (во Фландрии) немцы неожиданно для французов применили его на поле боя. Это страшное отравляющее вещество, которое принесло мучительную смерть тысячам солдат, было названо ипритом. Во время 1914-1918 гг. иприт использовался в артиллерийских снарядах, которые при разрывах заражали местность. За время Первой мировой войны было изготовлено 7 млн таких снарядов.

В 1915 г. в качестве отравляющего вещества был применен другой газ — фосген СОCl 2, Он стал причиной почти 80% всех смертельных случаев при отравлении газами в Первую мировую войну. Смертельная концентрация фосгена составляет около 1 мг/л. Он в 6 раз более ядовит, чем хлор. Причиной такой токсичности является то, что в легких он гидролизуется с образованием хлороводорода, который действует разъедающе: