Этиленгликольдинитрат

Этиленгликольдинитра́т (динитроэтиленгликоль, нитрогликоль, сокр. ЭГДН) — органическое соединение с формулой C₂H₄O₆N₂ ((CH₂ONO₂)₂), сложный эфир азотной кислоты и двухатомного спирта этиленгликоля, представляет собой маслянистую жидкость. ЭГДН — мощное взрывчатое вещество (ВВ). Изредка встречаются иные наименования: динитрогликоль, гликольдинитрат. Пары весьма токсичны при вдыхании, может проникать через неповрежденную кожу. При попадании в организм вызывает отравления вплоть до летального исхода. Весьма чувствителен к удару, трению, нагреванию. Летуч.

Этиленгликольдинитрат
Общие
Систематическое наименование	1,2-​динитроксиэтан
Сокращения	ЭГДН, НГЛ
Традиционные названия	этиленгликольдинитрат, нитрогликоль
Хим. формула	C2H4N2O6
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	152,063 ± 0,0041 г/моль
Плотность	1,49 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	-22,3 °C
• кипения	387 ± 1 ℉[1]
• разложения	114 °C
• вспышки	419 ± 0 ℉[1]
• самовоспламенения	217 °C
Давление пара	0,05 ± 0,01 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,56[источник не указан 657 дней]
Оптические свойства
Показатель преломления	1,4452
Классификация
Рег. номер CAS	628-96-6
PubChem	40818
Рег. номер EINECS	211-063-0
SMILES	O=N(=O)OCCON(=O)=O
InChI	InChI=1S/C2H4N2O6/c5-3(6)9-1-2-10-4(7)8/h1-2H2 UQXKXGWGFRWILX-UHFFFAOYSA-N
RTECS	KW5600000
ChemSpider	37281
Безопасность
ЛД50	540 мг/кг (мыши, перорально), 460 мг/кг (крысы, перорально), 3800 мг/кг (крысы, подкожно)
Токсичность	токсичен, особенно при вдыхании
NFPA 704	1 2 4
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Физико-химические свойства

Прозрачная маслообразная довольно летучая жидкость. Плотность при 20 °C 1,489 г/см³, температура затвердевания −21,7 °C. Малогигроскопичен, растворим в этаноле, метаноле, диэтиловом эфире, нитробензоле, ацетоне и многих других растворителях. Растворимость в воде 0,5 % при 25 °C. Вязкость при 20 °C — 0,421 сПа·с. Летучесть значительно выше, чем у нитроглицерина (2,2 мг/(см²·ч) — в 20 раз больше (по другим данным — в 8 раз и в 13 раз по Штетбахеру). Легко желатинирует коллоксилин при обычной температуре и сравнительно быстро, в то время как для желатинизации нитроглицерина требуется нагревание. При нагревании со щелочами ЭГДН омыляется. Образует с нитроглицерином эвтектические смеси с очень низкой^{[какой?]} температурой плавления.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям

t пл. –22.5°С. t кип. 197.5°С. В вакууме ЭГДН кипит без разложения при 95°С и может быть легко перегнан с водяным паром.

Отношение к нагреванию: При осторожном нагревании небольших количеств, ЭГДН можно довести до испарения без взрыва или вспышки. Быстро нагретый на металлической пластинке вспыхивает с легким взрывом. Нагретый до 150°C начинает выделять желтые пары – Оксиды азота. При нагревании до 170°C, в небольших количествах быстро разлагается с легкой вспышкой, в больших количествах взрывается.

Химическая стойкость: ЭГДН значительно более стойкий, нежели нитроглицерин. При температуре 72°C он выдерживает пробу Абеля в течение часа (НГЦ в течение 10-15 мин). Кажущаяся изначально более низкой стойкость ЭГДН объясняется небольшой диссоциацией его паров.

Чувствительность к удару: ~20 см (по другим данным 7-10 см) для груза 2 кг (нитроглицерин – 4 см, ТЭН – 17 см).

Восприимчивость к детонации: ЭГДН детонирует намного легче чем нитроглицерин. Его расширение (при водной забивке), сравнительно с другими гомологичными эфирами в бомбе Трауцля представлено ниже:

Капсюли с ГР	ЭГДН	Нитроглицерин	Метилнитрат
№1 (0,3 г.)	465 мл (71%)	190 мл (32%)	520 мл (84%)
№3 (0,54 г.)	–	225 мл (38%)	–
№6 (1,0 г.)	–	460 мл (78%)	–
№8 (2,0 г.)	650 мл (100%)	590 мл (100%)	620 мл (100%)

*В этих опытах не учитывалась разница в действиях самих капсюлей, т.к. она незначительна.

Из таблицы можно видеть, что ЭГДН детонирует значительно легче и полнее даже от самого маленького капсюля. Предположительно, это объясняется более низкой вязкостью. Высокая скорость детонации возможна при диаметре заряда более 2.7 мм.

Взрывчатые свойства

• Теплота взрыва: 6,8 МДж/кг.
• Теплота образования: -358,2 ккал/кг.
• Энтальпия образования: -381,6 ккал/кг.
• Температура взрыва: 4503 К (примерно 4230°C).
• Скорость детонации: 7200 м/с. По другим данным 8300 м/c – в стальной трубе диаметром 35 мм. Может детонировать в низкоскоростном режиме (1500-2000 м/с).
• Бризантность: 129% (61,9 г. песка) от тротила (песочная проба), по Гессу 115% (18,9 мм) от тротила.
• Фугасность в Pb-блоке: ЭГДН обладает очень высокой работоспособностью: 620 мл при песочной забивке (650 мл при водной).
• Работоспособность в баллистической мортире: 127-137% от тротила.
• Объём продуктов взрыва: 737 л/кг, (НГЦ 713 л/кг, тол 730 л/кг).
• Критический диаметр: 2 мм, притом детонация низкоскоростная и распространяется не более чем на 100 диаметров (20 см)

Получение

Впервые получен Генри в 1870 году. Основные способы получения:

• этерификация этиленгликоля
• нитрование этилена

Для получения нитрогликоля применяется этиленгликоль марки «динамитный», которого берут 20 весовых частей на 100 весовых частей нитрующей смеси состава 50 % азотной кислоты крепостью 90…98 % и 50 % серной кислоты крепостью 90-98%.
Нитрация этиленгликоля ведётся на оборудовании и по технологии (температурные и прочие условия) для получения нитроглицерина (см.).
Сепарация нитрогликоля производится так же, как сепарация нитроглицерина с той разницей, что отсепарированный нитрогликоль принимают в ёмкость с 2-х кратным количеством холодной воды, причем вследствие меньшей по сравнению с нитроглицерином вязкости нитрогликоля сепарация проходит быстрее чем у нитроглицерина.
Промывка нитрогликоля производится так же, как и нитроглицерина, с тем отличием, что используют только холодные промывные жидкости вследствие большой летучести нитрогликоля. Промывную жидкость на каждую промывку берут в количестве равном количеству нитрогликоля по объёму. Промытый нитрогликоль фильтруют через фильтр.
Получение нитрогликоля представляет большую опасность. Но меньшую чем производство нитроглицерина.

Применение

Впервые был получен Генри в 1870 году^{[источник не указан 1724 дня]}. В 1914 году был применён в Германии в качестве антифриза к динамиту^{[источник не указан 1724 дня]}. Во время Второй мировой войны вследствие нехватки глицерина использовался как заменитель нитроглицерина в бездымных порохах^{[источник не указан 1724 дня]}. Нитрогликолевые пороха имели малые сроки хранения из-за летучести ЭГДН, однако в условиях военного времени это было оправдано. Пороха на ЭГДН горят приблизительно в 2 раза медленнее чем на нитроглицерине^{[источник не указан 1724 дня]}. Применяется в смесях с нитроглицерином в производстве незамерзающих динамитов для применения при низких температурах (обычно в соотношении 50:50).

Взрывчатые вещества (ВВ) с применением этиленгликольдинитрата: GOMA 2 ECO; он также нашёл широкое применение во многих нитроглицериновых (нитрогликолевых) ВВ: желатиндинамитах, гремучем студне, угленитах, детонитах, как добавка в АСВВ и пр.^{[источник не указан 1724 дня]}

В январе 2003 года на Раушской набережной около здания ГУП Мосгортранс произошёл теракт с применением этого вещества^{[источник не указан 1724 дня]}.

Токсичность ЭГДН

При остром отравлении — головная боль, гипотония, тахикардия, тошнота, рвота. Описаны десятки случаев внезапной смерти сравнительно молодых и здоровых рабочих, длительно соприкасавшихся с ЭГДН и нитроглицерином в производстве взрывчатых веществ. ЭГДН более летуч, чем нитроглицерин, и быстрее всасывается через кожу; считают поэтому, что ему принадлежит главная роль. Гибель обычно наступала через 30—60 ч после прекращения работы (в воскресенье или в понедельник утром) при явлениях стенокардии и острой сердечной недостаточности^[2].

У рабочих, занятых изготовлением ЭГДН, был выявлен ряд других неврологических нарушений: бессонница, брадикардия, депрессия, обмороки, не зависящие от сосудистой недостаточности^[2]. Существует мнение, что под влиянием действия ЭГДН нарушается синаптическая передача и процессы обмена в головном мозге — в промежуточном его отделе^[3].

ЭГДН легко проникает через кожу. Всасывание через кожу способствует развитию отравления ЭГДН у рабочих и даже является его главной причиной. У рабочих, пользовавшихся защитными резиновыми перчатками, находили на коже кистей рук 0,1—1 мг ЭГДН^[4]. Минимальная доза, вызывающая боль у человека при нанесении на кожу, 1,8—3,5 мл 1% спиртового раствора ЭГДН^[5]. ПДК в рабочей зоне не установлена, рекомендуется 3 мг/м^3[2].

При попадании ЭГДН внутрь с пищей или питьём моментально возникает сильнейшая головная боль, обморочное состояние и через несколько минут смерть от остановки сердца^{[источник не указан 1724 дня]}.

Ссылки

1. http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf Архивная копия от 12 июля 2017 на Wayback Machine
2. https://exploders.info/articles/0/33.html Архивная копия от 15 октября 2016 на Wayback Machine
3. https://exploders.info/books/14.html Архивная копия от 31 июля 2016 на Wayback Machine
4. http://chemistry-chemists.com/N6_2011/P16/ChemistryAndChemists_6_2011-P16-5.html Архивная копия от 11 июля 2017 на Wayback Machine
5. https://exploders.info/sprawka/90.html Архивная копия от 2 ноября 2016 на Wayback Machine
6. http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=shtetbaher-a&book=1936 Архивная копия от 12 июля 2017 на Wayback Machine
7. https://exploders.info/books/14.html Архивная копия от 31 июля 2016 на Wayback Machine
8. https://exploders.info/books/18.html Архивная копия от 31 июля 2016 на Wayback Machine

Примечания

1. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0273.html
2. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / Под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной. — Изд. 7-е, пер. и доп.. — Ленинград: Химия, 1977. — Т. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. — 608 с.
3. Stýblová V. [The neurotoxic effects of explosives] (чешск.) // Ceskoslovenska neurologie. — 1966. — Sv. 29, č. 6. — S. 378—381. — PMID 5979126.
4. Einert C., Adams W., Crothersab R., Moorea H., Ottoboni F. Exposure to Mixtures of Nitroglycerin and Ethylene Glycol Dinitrate (англ.) // American Industrial Hygiene Association Journal. — 1963. — Vol. 24, no. 5. — P. 435—447. — doi:10.1080/00028896309343245.
5. Polson C. J., Tattersall R. N. Clinicals Toxicology. — English Universities Press, 1959. — P. 589.