Picrates - en gruppe af kemiske forbindelser - salte af picrinsyre (2,4,6-trinitrophenol C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OH). Traditionelt omfatter denne gruppe også forbindelser af picrinsyre med nogle organiske stoffer, som som regel ikke er salte. Picrinsyre danner pikrater med næsten alle metaller undtagen tin . Picrater bruges oftest som initierende sprængstoffer eller komponenter i sammensætninger, der øger deres følsomhed .
Formodentlig blev salte af picrinsyre (picrater af bly og kalium) opdaget af Glauber ved at behandle uld og horn med salpetersyre (som han udviklede metoder til at fremstille) . Det menes, at de første trykte rapporter om pikrater blev offentliggjort i 1795 , men i lang tid var deres sammensætning og egenskaber ikke præcist bestemt. Den første brug af en blanding af kaliumpicrat, kaliumnitrat og kul som sprængstof blev foreslået af Designolle i 1869 . Samme år foreslog Fountaine en blanding af kaliumpicrat og kaliumchlorat, og Abel foreslog en blanding af ammoniumpicrat og kaliumnitrat. De første systematiske undersøgelser af metalpicrater blev udført i 1901 af Dupre (Dupre), videreført af Will (Will) i 1906 , Silberrad (Silberrad) og Phillips (Phillips) i 1908 , Cast (Kast) i 1911 .
En fælles egenskab for alle picrater er at danne krystallinske hydrater med forskellige antal vandmolekyler . Følsomhed afhænger i høj grad af mængden af restvand, jo mere det er, jo mindre følsomme materialer.
I serien af pikrater med forskellige kationer falder følsomheden i serien: Pb>Fe>Co>Ni>Ba>Cu>Mn>Zn>Ca, Na, NH 4
Picrater kan opnås ved indvirkning af hydroxider eller carbonater af de tilsvarende metaller på picrinsyre, såvel som ved andre metoder.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Al, molekylvægt 711,31 a. e. m. Nitrogenindhold 17,73 %. Smelter over 100 °C, eksploderer ved yderligere opvarmning. Kan opnås ved langvarig opvarmning fra dets hydrater (f.eks. di-, tetra-, deca- eller hexadecahydrat) under 100 °C. Stødfølsomhed ved testet ved Arsenal Picattini- metoden med en belastning på 2 kg - 40,6 cm (for TNT - 35,6 cm).
Aluminiumpicratdihydrat [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Al*2H 2 O opnås fra decahydratet, når det opvarmes til +80 °C. I følsomhed er det sammenligneligt med vandfrit salt, og decahydratet har lav følsomhed. Aluminiumspicratdihydrat eksploderer ved omkring 360 °C.
Basisk aluminiumpicrat [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 AlOH 7H 2 O, molekylvægt 530,35 a.u. m. Rødlige eller lysegule nåleformede krystaller, når de opvarmes til +80 ° C, bliver til et gult tetrahydrat, som eksploderer ved yderligere opvarmning.
Andre navne: ammoniumtrinitrophenolat , sprængstof D og dannit ( en: dunnite ) (i amerikansk militær brug).
Kemisk formel C6H2 ( NO2 ) 3ONH4 , molekylvægt 246,14 . Nitrogenindholdet er 22,77%. Iltbalance med oxidation til CO 2 : −52%. To former: stabil gul og metastabil rød. Opnået ved neutralisationsreaktion i en vandig opløsning af picrinsyre med ammoniak i form af en gas eller en vandig opløsning.
Et af de første højsprængstoffer, der begyndte at blive brugt i det 19. århundrede til at udstyre ammunition, ammoniumpicrat modtog navnet dannit fra navnet på US Army Major Dunn, som foreslog at bruge det i granater. Under navnet Explosive D blev meget brugt og bruges i USA. Inkluderet i flere eksplosive blandinger (for eksempel picratol ).
Med hensyn til eksplosive egenskaber er det lidt ringere end TNT, følsomheden er mindre end TNT.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ba, molekylvægt 594,64 a. e. m. Nitrogenindhold 14,14%. Gult krystallinsk pulver, eksploderer ved 333-337°C med moderat kraft. Kan opnås ved at opvarme pentahydrat [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] Ba·5H 2 O . Pentahydrat - gule prismatiske nålelignende krystaller, opnås fra en koncentreret vandig opløsning. Vandfrit salt eksploderer ved 403°C, men er ufølsomt over for stød og friktion.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Cd, molekylvægt 569,70 a. e. m. Nitrogenindhold 14,76%. Gult krystallinsk pulver. Eksploderer ved 336-341°C. Det opnås ved at opvarme krystallinske hydrater til 80-150 °C. (penta-, hepta- eller octohydrat). Slagfølsomhed for vandfrit salt ifølge Arsenal Picatinny-metoden med en belastning på 2 kg er 30,5 cm (TNT - 35,6 cm). Følsomheden af octahydrat er 88,9 cm, det er mindre følsomt end sortkrudt .
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ca, molekylvægt 497,38 a. e. m. Nitrogenindhold 16,90%. Gult krystallinsk pulver. Eksploderer ved 323-328°C. Opnået ved at opvarme decahydratet til +80 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ce, molekylvægt 824,45 a. e. m. Nitrogenindhold 15,29%. Brunt krystallinsk pulver. Eksploderer ved 306-313°C. Det opnås ved at opvarme krystallinske hydrater (tri- eller undecahydrat).
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OCs, molekylvægt 361,01 a. e. m. Nitrogenindhold 11,64%. Gule nålelignende krystaller. Eksploderer ved 277-287 °C. Det blev brugt i USA til at udløse en eksplosion i hexogenladninger i magnetohydrodynamiske generatorer (MHD-generatorer).
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 5 Cr 27H 2 0, molekylvægt 1695,09 a. e. m. Nitrogenindhold 12,04%. Grønt krystallinsk pulver. Opnået ved vekselvirkning af ækvivalente mængder bariumpicrat og violet modifikation af chromsulfat (den grønne modifikation reagerer ikke fuldt ud med bariumpicrat). Vandfrit salt opnås ved dehydrering ved 150 °C. Tridecahydrat og monohydrat eksploderer ved 330°C. Stødfølsomhed ved testet efter Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg for tridecahydrat 91,4 cm3, for monohydrat 20,3 cm3 (for TNT - 35,6 cm3).
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Co, molekylvægt 371,03 a. e. m. Nitrogenindhold 22,66%. Brunt krystallinsk pulver. Eksploderer ved 320-325 °C. Opnået ved opvarmning af krystallinske hydrater ved 150 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Cu, molekylvægt 520,85 a. e. m. Nitrogenindhold 16,14%. Gulgrønt krystallinsk pulver, meget hygroskopisk. Eksploderer ved 282-287 °C, ifølge andre kilder ved 373 °C. Det opnås ved at opvarme krystallinske hydrater til 80-150 °C. Stødfølsomhed ved testet ved Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg - 30,5 (for TNT - 35,6 cm). Trihydratet eksploderer ved 300°C og har en stødfølsomhed på 48,3 cm.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 3 Fe 11 H 2 O, molekylvægt 938,4 a. e. m. Nitrogenindhold 13,44%. Rød-gul nåleformet krystallinsk pulver. Opnået af Custom i 1911 ved at behandle en varm mættet opløsning af jernsulfat med bariumpicrat. Det har flere krystallinske hydrater, der eksploderer ved 295 °C. Stødfølsomhed ved test i henhold til Picatinny Arsenal-metoden med en belastning på 2 kg - fra 15,2 cm for materiale tørret ved 150 ° C til 91,4 cm for materiale tørret ved +25 ° C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Fe, molekylvægt 513,15 a. e. m. Nitrogenindhold 16,38%. Mørkegrønt krystallinsk pulver. Eksploderer ved 315-320°C. Opnået ved at tørre octahydratet i en vakuumekssikkator over svovlsyre. Octahydratet blev opnået ved at behandle en varm mættet opløsning af jern(II)sulfat med bariumpicrat. Octahydratets gule sekskantede prismer bliver brune under opbevaring. Stødfølsomhed ved test af Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg - 91,4 cm.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Pb, molekylvægt 663,41 a. e. m. Nitrogenindhold 12,67%. Gult krystallinsk pulver. Eksploderer ved 270-281 °C. Opnået ved tørring af monohydratet eller tetrahydratet ved 150 °C. Tetrahydratet blev opnået ved at behandle en opløsning af picrinsyre med blycarbonat. Følsomhed over for stød fra vandfrit salt ved test med en belastning på 500 g - 4 cm (for kviksølvfulminat - 24 cm). Stødfølsomhed ved test efter Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg - 5 cm Friktionsfølsomheden er også høj.
Blypicratmonohydrat blev patenteret i Frankrig i 1872 til brug i primere og detonatorer. Anvendes i Tyskland til fremstilling af brandblandinger.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OLi, molekylvægt 235,05 a. e. m. Nitrogenindhold 17,88%. Gult krystallinsk pulver. Meget hygroskopisk, danner et monohydrat. Eksploderer ved 318-323°C. Opnået ved at tørre hydrater. Massefylde 1,724 - 1,740 g/cm3.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Mg, molekylvægt 481,60 a. e. m. Nitrogenindhold 17,45%. Eksploderer ved 367-372 °C. Opnået ved tørring af hydrater ved 150 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Mn, molekylvægt 512,23 a. e. m. Nitrogenindhold 16,41%. Gult krystallinsk pulver. Eksploderer ved 325-330°C. Opnået ved tørring af hydrater ved 150 °C.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Ni, molekylvægt 516,01 a. e. m. Nitrogenindhold 16,29%. Grønt krystallinsk pulver. Eksploderer ved 335-340°C, hexahydrat eksploderer ved 390°C. Opnået ved at tørre hydrater. Stødfølsomhed ved test efter Arsenal Picattini-metoden med en belastning på 2 kg for vandfrit salt - 10,1 cm.
Platin danner komplekse forbindelser indeholdende picrinsyreionen:
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OK, molekylvægt 267,20 a. e. m. Nitrogenindhold 15,73%. Rødgule eller grønne rombiske krystaller. Eksploderer ved 310-316 °C. Formentlig blev det først opnået af Glauber i det 17. århundrede ved at opløse træ i salpetersyre og neutralisere K2CO3 med potaske . Det opnås ved reaktionen af neutralisering af en varm vandig opløsning af kaliumcarbonat med en varm opløsning af picrinsyre og adskillelse af krystaller, når opløsningen afkøles. Opløselighed i vand ved +15 °C 0,5 g/100 g vand, ved 100 °C 25 g/100 g vand. Opløselighed i ethylalkohol 0,2 g / 100 g. Varmen fra eksplosiv nedbrydning ved konstant volumen er 621,8 kcal / mol. Eksploderer ved 370 °C.
Stødfølsomhed 2 tommer. Stabiliteten er tæt på ammoniumpicrat (sprængstof D), men brisancen er mindre. Detonerer ved kontakt med ild. Under alle eksplosionsforhold frigives sort røg af ikke-oxideret kulstof. Blandinger med oxidationsmidler (såsom kaliumnitrat ) kan brænde uden detonation, men er stødfølsomme og farlige at håndtere.
I 1869 udviklede Designol en eksplosiv sammensætning (en blanding af kaliumpicrat, kaliumnitrat og trækul ) ( Designol krudt ), samt Fountain krudt (en blanding af kaliumpicrat og kaliumchlorat ) . Kaliumpicrat er blevet brugt i pyrotekniske sammensætninger til signalfløjter (ved brug af den karakteristiske lyd, der produceres, når nogle pikrater brænder). Det er blevet brugt i ballistiske faste raketdrivmidler i forskellige initieringssammensætninger (for eksempel i blandinger af kaliumpicrat, blypicrat og kaliumchlorat).
En blanding af fint dispergeret kaliumpicrat og kaliumnitrat, 60:40 efter vægt, tæt pakket i papir- eller bambusrør med en diameter på ¼ til ¾ tomme, brænder med en høj fløjtende lyd. Under Anden Verdenskrig brugte den tyske hær sådanne fløjter som ekstra anordninger til bomber for at øge den psykologiske virkning. Fløjter blev brugt som signaludstyr under et gasangreb. Denne blanding er meget følsom og farlig at håndtere, så den blev erstattet af en blanding af gallussyre og kaliumchlorat.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 ORb, molekylvægt 313,58 a. e. m. Nitrogenindhold 13,40%. Gult nåleformet krystallinsk pulver. Eksploderer ved 300-315 °C. Eksploderer ved stød.
Sølv danner komplekse ammoniaksalte [Ag(NH 3 ) 2 ]· [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 , molekylvægt 682,23. Nitrogenindhold 28,75%. Gule krystaller, der eksploderer ved opvarmning.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 ONa, molekylvægt 251,10 a. e. m. Nitrogenindhold 16,74%. Gulligt nåleformet krystallinsk pulver. Eksploderer ved 310-315 °C. Opnået ved tørring af monohydratet ved 150 °C. Monohydratet blev opnået ved at neutralisere en vandig opløsning af picrinsyre med natriumcarbonat. Monohydratet eksploderer ved 360°C. Stødfølsomhed ved testet efter Picatinny Arsenal-metoden med en belastning på 2 kg for monohydrat 43,2 cm, for vandfrit salt 38,1 cm (for TNT 35,6 cm).
Natriumpicrat brænder ved kontakt med en flamme og giver disse egenskaber til blandinger med andre materialer. Det blev brugt i eksplosive og pyrotekniske sammensætninger, herunder i stedet for kaliumpicrat.
Dobbeltpicrater (f.eks. natriumpicrat og blypicrat produceret sammen) viser mindre stødfølsomhed end disse salte alene.
Kemisk formel C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OTl, molekylvægt 432,48 a. e. m. Nitrogenindhold 9,72%. Gult nåleformet krystallinsk pulver. Eksploderer ved 273-275°C. Opnået ved at behandle en opløsning af picrinsyre med thalliumcarbonat. Eksploderer ved varme og slag.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 4 Th, molekylvægt 1324,68 a. e. m. Nitrogenindhold 12,69%. Gult nåleformet krystallinsk pulver. Smeltepunkt +52- +53 °C. Eksploderer ved kontakt med flammer.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 2 Zn, molekylvægt 522,67 a. e. m. Nitrogenindhold 16,08%. Gulbrunt krystallinsk pulver. Eksploderer ved 350-355 °C. Opnået ved tørring af hydrater ved 150 °C. Stødfølsomhed på 60 cm ved en belastning på 2 kg, hvilket er tæt på picrinsyre.
Kemisk formel [C 6 H 2 (NO 2 ) 3 O] 4 Zr, molekylvægt 1032,66 a.u. e. m. Nitrogenindhold 16,75%. Gult nåleformet krystallinsk pulver. Eksploderer ved 317-322 °C. Det kan opnås ved indvirkning af zirconiumcarbonat på en opløsning af picrinsyre.
Picrinsyre danner forbindelser, der ligner picrater med mange organiske stoffer: kulbrinter, nitroforbindelser, aminer, phenoler osv. Som regel kan de opnås ved at koge alkoholopløsninger, efterfulgt af afkøling og udfældning af picratkrystaller. Nogle eksempler på sådanne forbindelser: