Содержание:

Что общего у гремучей ртути, перекиси водорода и загадочного вещества с громоздким названием гексаметилентрипероксиддиамин (ГМТД)? Все они — взрывчатые вещества, но ГМТД — словно хитрый фокусник на химической сцене: он и опасен, и капризен, и в то же время незаменим в лабораторных экспериментах. Сегодня мы разберёмся, что это за зверь, почему его так боятся, как он себя ведёт при нагревании и влажности, и почему с ним нужно обращаться, словно с хрупким стеклом.

Что такое ГМТД и почему он важен

ГМТД — инициирующее взрывчатое вещество, которое часто сравнивают с гремучей ртутью. Его химическая формула — N(CH2—O—O—CH2)3N, а молярная масса — 208,17 г/моль. Это белые мелкие ромбические кристаллы, практически нерастворимые в воде и большинстве органических растворителей.

Но вот в чём загвоздка: ГМТД очень чувствителен к нагреванию, удару и трению. Он может разлагаться при температуре выше 60 °C, выделяя метиламин, а при 100 °C полностью разлагается за сутки. При этом вещество способно взрываться от малейшего удара или искры.

Почему ГМТД так опасен

Только представьте: вы берёте в руки вещество, которое при нагревании выше 149 °C вспыхивает через 3 секунды, а при 200 °C взрывается мгновенно. При этом даже влажный ГМТД не теряет своей взрывчатости — он детонирует от луча огня и искры.

Чувствительность к удару у ГМТД ниже, чем у гремучей ртути, но всё равно очень высока. Например, при падении груза с высоты 60 см взрыв происходит в 15% случаев для сухого вещества и 5% для влажного. При 75 см — уже в 50% и 35% случаев соответственно.

Высота падения груза (см) % взрывов сухой навески % взрывов влажной навески
60 15 5
70 25 30
75 50 35

Как ГМТД взаимодействует с металлами и кислотами

ГМТД — настоящий враг металлов. Он вызывает сильную коррозию, особенно во влажном состоянии. Вот таблица потери веса металлов при контакте с влажным ГМТД за 40 дней:

Металл Потеря веса (г/м²)
Алюминий 10
Олово 18
Цинк 37
Латунь 105
Медь 122
Свинец 405
Железо 180

Кроме того, концентрированная серная кислота и бром могут вызвать взрыв при контакте с ГМТД, а азотная кислота выделяет кислород, что усиливает реакцию.

Как получают ГМТД

Процесс получения ГМТД — это химический танец с перекисью водорода и кислотами. Обычно используют 20-50% перекись водорода в присутствии уксусной, лимонной или азотной кислоты при температуре до 30 °C. Наибольший выход (почти 100%) достигается при использовании 30% перекиси и ледяной уксусной кислоты.

Способ получения Выход ГМТД
30% H₂O₂ + ледяная уксусная кислота, 20 °C, ночь 100% (количественный)
30% H₂O₂ + лимонная кислота, 25-30 °C, 17 ч 66-71%
3% H₂O₂ + (NH4)2SO4 + формалин 37%, 55 °C, 24 ч ---

После реакции кристаллы фильтруют, отжимают и промывают водой до нейтральной реакции. Хранят в сухом и прохладном месте, чтобы избежать разложения.

Почему ГМТД разлагается и как это проявляется

ГМТД — не вечный герой. Он постепенно разлагается при хранении, особенно во влажной среде и при повышенной температуре. При разложении появляется запах формалина — верный признак, что вещество теряет свои свойства.

В воде ГМТД полностью разлагается за 4 месяца. При температуре выше 60 °C разложение ускоряется, а при 100 °C вещество исчезает за сутки.

Чувствительность ГМТД к внешним воздействиям

ГМТД очень чувствителен к трению и удару. Его чувствительность к удару по методу BAM составляет 0.6-1.5 Дж, что выше, чем у гремучей ртути (0.1-0.2 Дж). При слабом растирании в ступке он может взорваться.

Добавление 15% минерального масла снижает чувствительность к трению, но не к удару. Крупные кристаллы опасны при прессовании — они могут взорваться даже при 200 кгс/см².

Энергетические характеристики и инициирующая способность

ГМТД обладает высокой теплотой взрыва — 3.29 МДж/кг, что делает его мощным инициатором. Его бризантность по песочной пробе в 2.5 раза выше, чем у гремучей ртути.

Навеска (г) Бризантность ГМТД (г песка) Бризантность гремучей ртути (г песка)
0.10 6.6 —
0.50 42.5 16.5
1.00 86.7 36.6

Инициирующая способность ГМТД выше, чем у гремучей ртути, и близка к азиду свинца. Для детонации тротила требуется всего 0.1 г ГМТД, тогда как гремучей ртути — 0.26 г.

Практические советы по работе с ГМТД

  • Храните в сухом и прохладном месте. Влажность и тепло ускоряют разложение и повышают риск взрыва.
  • Избегайте трения и ударов. Даже слабое трение может инициировать взрыв.
  • Используйте минеральное масло для снижения чувствительности к трению. Но помните, это не спасёт от ударов.
  • Не прессуйте крупные кристаллы. Они могут взорваться при давлении.
  • Промывайте кристаллы водой перед использованием, если вещество хранилось долго. Это поможет удалить продукты разложения.
  • Не храните более 2-3 месяцев без специальных условий. При хранении в сухом виде и низкой температуре срок может увеличиться до года.

Таблица сравнения чувствительности ГМТД и других веществ

Вещество Верхний предел удара (см) Навеска (мг) Размер зёрен (мм)
ГМТД 10 12 0.05
Гремучая ртуть 10.5 64 0.07
Азид свинца 36-40 25 0.05
Тетразен 10 21 0.09

Итог

ГМТД — это химический эквивалент гремучей ртути, но с собственным характером. Он опасен, капризен и требует бережного обращения. Его высокая чувствительность к нагреванию, трению и удару делает его одновременно мощным и непредсказуемым. Но если соблюдать правила хранения и использования, ГМТД становится незаменимым помощником в инициировании взрывов в лабораторных условиях.

Помните: с ГМТД шутки плохи. Это вещество — как дикий зверь, который может проснуться от малейшего прикосновения. Уважайте его силу, и он послужит вам верой и правдой.

Теперь вы знаете, что такое ГМТД, как он себя ведёт, почему его боятся и как с ним работать. Химия — это не только формулы и таблицы, это ещё и искусство понимания опасностей и возможностей. Берегите себя и будьте осторожны!