Подготовлено Отделом консервации Университета Кейс Вестерн Резерв

Кертисом Вейантом и командой онлайн-корректоров Distributed Proofreading Team

НИТРО-ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

[Иллюстрация: ОПАСНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ЗДАНИЕ С ЗАЩИТНЫМИ ВАЛАМИ. (См. стр. 6.)]

НИТРО-ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

ПО

СВОЙСТВАМ, ПРОИЗВОДСТВУ И АНАЛИЗУ НИТРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ, ВКЛЮЧАЯ ФУЛЬМИНАТЫ, БЕЗДЫМНЫЕ ПОРОХА И ЦЕЛЛУЛОИД

АВТОР:

П. ДЖЕРАЛЬД СЭНФОРД, F.I.C., F.C.S.

Государственный аналитик боро Пензанс; бывший химик-консультант компании Cotton Powder Company Limited; ранее штатный химик на заводах в Стоумаркете компании New Explosives Company Limited и на заводах в Хейле компании National Explosive Company Limited

~Второе издание, переработанное и дополненное~

ПРЕДИСЛОВИЕ.

При составлении настоящего руководства моей целью было дать краткий, но всесторонне практический обзор свойств, производства и методов анализа различных нитро-взрывчатых веществ, которые в настоящее время широко используются для горных и взрывных работ, а также в качестве метательных средств; есть основания полагать, что описание производства нитроглицерина и желатин-динамитов окажется более полным, чем в любой другой подобной работе, опубликованной в этой стране.

Многими фактами и цифрами, содержащимися в главе о бездымных порохах, я обязан (среди прочих) покойному г-ну Дж. Д. Дугаллу и г-нам А. К. Понсонби и Г. М. Чепмену, F.C.S.; а сведениями относительно робурита — г-нам Г. А. Крону и У. Дж. Орсману, F.I.C. Этим джентльменам я приношу свою искреннюю благодарность. Среди авторитетных источников, к которым я обращался при подготовке работы в целом, можно упомянуть журналы Химического общества, Общества химической промышленности, Военно-морского института США и Института королевской артиллерии. Я также ссылался на несколько томов периодического издания «Arms and Explosives»; на различные статьи сэра Фредерика Абеля, баронета, F.R.S., и генерала Уорделла, R.A., о пироксилине; на «Современную артиллерию» капитана Ллойда, R.N., и А. Г. Хэдкока, R.A.; на «Словарь взрывчатых веществ» покойного полковника Кандилла; а также на труды г-д Эйсслера, Бертело и других.

Иллюстрации были подготовлены преимущественно по моим собственным чертежам. Однако некоторые из них были взяты (с разрешения) со страниц «Arms and Explosives» или из других источников, указанных в тексте.

П. Г. С.

ЛАБОРАТОРИЯ,

20 КАЛЛУМ-СТРИТ, E.C.

Май 1896 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ.

При подготовке второго издания этой работы я в основном использовал текущие технические журналы, особенно «Журнал Общества химической промышленности». Источник моей информации был указан в каждом случае.

Я также признателен нескольким производителям взрывчатых веществ за информацию об их специальных продуктах — среди прочих компании New Explosives Company Ltd.; г-дам Curtis's and Harvey Ltd.; компании The Schultze Gunpowder Company Ltd.; и г-ну У. Д. Борланду, F.I.C., из компании E.C. Powder Company Ltd.

Моему другу г-ну А. Стэнли Фоксу, F.C.S., из Фавершама, я также приношу свою глубокую благодарность за помощь во многих разделах и за его любезность в указании ряда ссылок.

Глава о бездымных порохах была значительно расширена и (насколько это возможно) дополнена актуальными сведениями; однако не всегда удавалось привести процесс производства или даже состав, поскольку в ряде случаев эти детали не были преданы огласке.

П. ДЖЕРАЛЬД СЭНФОРД.

ЛОНДОН, Июнь 1906 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ГЛАВА I. — ВВЕДЕНИЕ.

Нитро-взрывчатые вещества — Вещества, подвергшиеся нитрованию — Опасная зона — Системы профессоров Лоджа, Зенгера и Мельсенса для защиты зданий от молний и т. д.

ГЛАВА II. — НИТРОГЛИЦЕРИН.

Свойства нитроглицерина — Производство — Нитрование — Сепарация — Промывка и фильтрация — Сушка, хранение и т. д. — Отработанные кислоты — Их обработка — Установки для производства азотной кислоты

ГЛАВА III. — НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗА И Т. Д.

Свойства целлюлозы — Открытие пироксилина — Свойства пироксилина — Разновидности растворимых и нерастворимых пироксилинов — Производство пироксилина — Погружение и выдержка — Удаление кислоты центрифугированием — Промывка, варка, измельчение в пульпу, прессование — Процесс Уолтем-Эбби — Процесс Ле-Буше — Грануляция пироксилина — Коллодионный хлопок — Производство — Используемая кислотная смесь — Используемый хлопок и т. д. — Нитрированный пироксилин — Тонит — Опасности при производстве пироксилина — Огнетушащий состав Тренча — Применение коллодионного хлопка — Целлюлоид — Производство и т. д. — Нитрокрахмал, нитро-джут и нитроманнит

ГЛАВА IV. — ДИНАМИТ.

Кизельгуровый динамит — Классификация динамитов — Свойства и эффективность обычного динамита — Другие формы динамита — Желатин и желатин-динамиты, подходящий пироксилин для них и его обработка — Другие используемые материалы — Состав гелигнита — Гремучий желатин — Желатин-динамит — Абсорбирующие материалы — Древесная пульпа — Нитрат калия и т. д. — Производство и т. д. — Используемое оборудование — Свойства желатиновых соединений

ГЛАВА V. — НИТРОБЕНЗОЛ, РОБУРИТ, БЕЛЛИТ, ПИКРИНОВАЯ КИСЛОТА И Т. Д.

Взрывчатые вещества, производные бензола — Толуол и нитробензол — Ди- и тринитробензол — Робурит: свойства и производство — Беллит: свойства и т. д. — Секурит — Тонит № 3 — Нитротолуол — Нитронафталин — Аммонит — Взрывчатые вещества Спренгеля — Пикриновая кислота — Пикраты — Пикриновые пороха — Мелинит — Смесь Абеля — Пороха Брюгера — Фульминаты — Состав, формула, приготовление, опасность и т. д. — Детонаторы: размеры, состав, производство — Запалы и т. д.

ФУЛЬМИНАТЫ.

Состав, формула, приготовление, опасность и т. д. — Детонаторы: размеры, состав, производство — Запалы и т. д.

ГЛАВА VI. — БЕЗДЫМНЫЕ ПОРОХА В ОБЩЕМ.

Кордит — Аксит — Баллистит — Порох ВМС США — Порох Шульце, порох E.C. — Индурит — Порох Вьеля — Пороха Вальроде и Куппаля — Амберит — Тройсдорф — Порох B.N. — Веттерин — Нормальный порох — Максимит — Пороха на основе пикриновой кислоты и т. д.

ГЛАВА VII. — АНАЛИЗ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.

Кизельгуровый динамит — Желатиновые соединения — Тонит — Кордит — Вазелин — Ацетон — Схема анализа взрывчатых веществ — Нитрохлопок — Испытание на растворимость — Нитрированный хлопок — Щелочность — Зола и неорганические вещества — Определение азота — Методы Лунге, Шампиона и Пелле, Шульце-Тимана и Кьельдаля — Целлюлоид — Пикриновая кислота и пикраты — Смолистые и дегтярные вещества — Серная, соляная и щавелевая кислоты — Азотная кислота — Неорганические примеси — Общие примеси и фальсификации — Пикрат калия и т. д. — Пикраты алкалоидов — Анализ глицерина — Остаток — Серебряная проба — Нитрование — Общий кислотный эквивалент — Нейтральность — Свободные жирные кислоты — Связанные жирные кислоты — Примеси — Олеиновая кислота — Хлорид натрия — Определение глицерина — Отработанные кислоты — Нитрат натрия — Фульминат ртути — Состав капсюлей — Таблица для приведения объемов газов к нормальным температуре и давлению

ГЛАВА VIII. — ТЕМПЕРАТУРА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, ТЕПЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ И Т. Д.

Аппарат Хорсли — Таблица температур воспламенения — Правительственный аппарат для тепловых испытаний и т. д. для динамитов, нитроглицерина, пироксилина и бездымных порохов — Тепловое испытание Гуттмана — Испытания на разжижение и выпотевание — Регулятор Пейджа для аппарата тепловых испытаний — Удельные веса взрывчатых веществ — Испытание Вилля для нитроцеллюлозы — Таблица температуры детонации, чувствительности и т. д.

ГЛАВА IX. — ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СИЛЫ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.

Эффективность взрывчатого вещества — Бризантные и метательные взрывчатые вещества — Теоретическая эффективность — Результаты М. М. Ру и Сарро — Абеля и Нобеля — Баллистическое испытание Нобеля — Мортира — Давление или крешерный манометр — Расчет объема выделяющегося газа и т. д. — Свинцовые цилиндры — Машина для измерения футо-фунтов — Манометр Нобеля — Результаты лейтенанта Уолка — Расчет давления, развиваемого динамитом и пироксилином — Результаты Макнаба и Ристори по теплоте, выделяющейся при взрыве различных взрывчатых веществ — Состав некоторых взрывчатых веществ, широко используемых для взрывных работ и т. д.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ.

ФРОНТИСПИС — Опасное производственное здание с защитными валами. 1. Сечение нитроглицеринового трубопровода 2. Система молниеотводов Мельсенса 3. Французская система 4a и 4b. Система английского правительства 5. Верхняя часть нитратора для нитроглицерина 6. Малый нитратор 7. Нитратор Натана 8. Сепаратор нитроглицерина 9. Аппарат для фильтрации нитроглицерина 10. Сушилка для хлопковых отходов 11. Бак для погружения 12. Охлаждающие ямы 13. Бак для выдержки пироксилина 14. Гидроэкстрактор или центробежная сушилка 15a и 15b. Мешалка для пироксилина 16a. Почер для измельчения пироксилина 16b. План того же 16c. Другая форма почера 17 и 18. Прессованный пироксилин 19. Гидравлический пресс 20. Аппарат Томсона — Вид сбоку 21. План вида сбоку 22. Предохранительный патрон Тренча 23. Сосуд, используемый при нитровании бумаги 24. Клетка для того же — Аппарат Уайта и Шуппхауса 25. То же 26 и 27. Нитрационный бак для целлюлоида 28 и 29. Погружной бак в плане и разрезе 30. Смесительная машина г-д Вернера, Пфлейдерера и Перкинса 31. Смесительная машина М. Робертса для гремучего желатина 32. План той же 33. Патронная машина для желатинов 34. Патрон, снаряженный запалом и детонатором 35. Пироксилиновый детонатор 36. Электрический запальный аппарат 37. Металлический барабан для намотки кордита 38. Десятижильное плетение 39. Кривая, показывающая соотношение между давлением кордита и черного пороха, по профессору Вивиану Льюису 40. Аппарат Маршалла для определения влажности в кордите 41. Нитрометр Лунге 42. Модифицированный нитрометр 43. Нитрометр Хорна 44. Аппарат Шульце-Тимана для определения азота в пироксилине 45. Колба для разложения для метода Шульце-Тимана 46. Аппарат Абеля для тепловых испытаний 47. Аппарат для отделения нитроглицерина от динамита 48. Пробирка, подготовленная для теплового испытания 49. Регулятор Пейджа 50. То же, с байпасом и отсечным устройством 51. Аппарат Вилля 52 и 53. Полученные кривые 54. Динамитная мортира 55. Манометр Куинана 56. Стальной пуансон и свинцовый цилиндр для использования с манометром 57. Микрометрический штангенциркуль для измерения толщины свинцовых цилиндров 58. Сечение свинцовых цилиндров до и после взрыва 59. Манометр Нобеля 60. Крешерный манометр

НИТРО-ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА.

ГЛАВА I.

ВВЕДЕНИЕ.

Нитро-взрывчатые вещества — Вещества, подвергшиеся нитрованию — Опасная зона — Системы профессоров Лоджа, Зенгера и Мельсенса для защиты зданий от молний и т. д.

Производство различных нитро-взрывчатых веществ за последние годы значительно продвинулось вперед, и различные формы нитросоединений постепенно вытесняют старые виды взрывчатых веществ как для взрывных работ, так и в качестве метательных средств в виде бездымных порохов. Нитро-взрывчатые вещества относятся к так называемым бризантным взрывчатым веществам и могут быть определены как любое химическое соединение, обладающее взрывчатыми свойствами или способное соединяться с металлами с образованием взрывчатого соединения, которое получается в результате химического воздействия азотной кислоты, взятой отдельно или в смеси с серной кислотой, на любое углеродсодержащее вещество, независимо от того, смешано ли такое соединение механически с другими веществами или нет.[A]

[Сноска A: Определение, данное в Приказе Совета № 1, Закон о взрывчатых веществах 1875 г.]

Количество соединений и смесей, подпадающих под это определение, очень велико, и они имеют весьма различный химический состав. Среди веществ, которые подвергались нитрованию, можно назвать: целлюлозу в различных формах, например, хлопок, лигнин и т. д.; глицерин, бензол, крахмал, джут, сахар, фенол, древесину, солому и даже такие вещества, как патока и конский навоз. Некоторые из них не производятся в больших масштабах, другие используются мало. Наиболее важными являются нитроглицерин и нитроцеллюлоза. Первый входит в состав всех динамитов и нескольких бездымных порохов; а вторая включает пироксилин, коллодионный хлопок, нитрированную древесину и большинство бездымных порохов, которые обычно состоят из нитрохлопка, нитролигнина, нитро-джута и т. д. вместе с металлическими нитратами или нитроглицерином.

Нитро-взрывчатые вещества обычно состоят из некоторого органического вещества, в котором группа NO_{2}, известная как нитрил, была замещена вместо водорода.

Так, в глицерине,

|OH C_{3}H_{5}|OH, |OH

который является трехатомным спиртом и широко распространен как спиртовой или основной компонент жиров, атомы водорода замещаются группой NO_{2} с образованием высоко взрывчатого соединения — нитроглицерина. Если замещается только один атом, образуется мононитрат, таким образом,

|ONO_{2} C_{3}H_{5}|OH; |OH

а если замещаются три атома, образуется C_{3}H_{5}(ONO_{2})_{3}, или тринитрат, который представляет собой коммерческий нитроглицерин.

Другой класс, нитроцеллюлозы, образуется из целлюлозы C_{6}H_{10}O_{5}, которая составляет основу всех растительных тканей. Целлюлоза обладает некоторыми свойствами спиртов и при обработке азотной и серной кислотами образует эфирные соли. Гексанитрат, или пироксилин, имеет формулу C_{12}H_{14}O_{4}(ONO_{2})_{6}; а коллодионный хлопок, пироксилин и т. д. образуют низшие нитраты, т. е. тетра- и пентанитраты. Последние растворимы в различных растворителях, таких как эфиро-спирт и нитроглицерин, в которых гексанитрат нерастворим. Однако все они растворяются в ацетоне и уксусном эфире.

Раствор растворимых разновидностей в эфиро-спирте известен как коллодий, который находит множество применений в технике. Углеводород бензол C_{6}H_{6}, получаемый из легкого масла, добываемого из каменноугольной смолы, при нитровании образует нитробензолы, такие как мононитробензол C_{6}H_{5}NO_{2} и динитробензол C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2}, в которых один и два атома замещены группой NO_{2}. Последнее из этих соединений используется в качестве взрывчатого вещества и входит в состав таких известных взрывчатых веществ, как робурит и т. д. Присутствие нитрогрупп в веществе затрудняет дальнейшее нитрование, и в любом случае в ароматическое соединение или фенолы можно ввести не более трех нитрогрупп. Однако все ароматические соединения с общей формулой C_{6}H_{4}X_{2} дают три ряда. Они называются орто-, мета- или пара-соединениями в зависимости от положения введенных групп NO_{2}.

При образовании нитросоединений наблюдались определенные закономерности. Если, например, вещество содержит алкильные или гидроксильные группы, получаются большие количества пара-соединения и очень мало орто-соединения. Однако замещение происходит почти полностью в мета-положении, если присутствует нитро-, карбоксильная или альдегидная группа. Обычный фенол C_{6}H_{5}.OH дает пара- и орто-нитрофенол; толуол дает пара- и орто-нитротолуол; но нитробензол образует мета-динитробензол и бензойную кислоту, мета-нитробензойную кислоту.[A]

[Сноска A: «Органическая химия», проф. Хьельт. Перевод Дж. Б. Тингла, Ph.D.]

Если графическую формулу бензола представить таким образом (№ 1), то положения 1 и 2 представляют орто-, 1 и 3 — мета-, а 1 и 4 — пара-соединения. Когда вещество фенол C_{6}H_{5}.OH нитруется, образуется соединение, известное как тринитрофенол, или пикриновая кислота C_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}OH, которая очень широко используется в качестве взрывчатого вещества, как в виде пикриновой кислоты, так и в форме пикратов. Еще одно нитросоединение, используемое в качестве взрывчатого вещества, — это нитронафталин C_{10}H_{6}(NO_{2})_{2}, входящий в состав робурита, секурита и других взрывчатых веществ этого класса. Гексанитроманнит C_{6}H_{8}(ONO_{2})_{6} образуется

[Иллюстрация: № 1]

[Иллюстрация: МЕТА-ДИНИТРОБЕНЗОЛ № 2]

путем обработки вещества, известного как маннит C_{6}H_{8}(OH)_{6} — спирта, образующегося при молочнокислом брожении сахара и тесно связанного с сахарами, — азотной и серной кислотами. Это твердое вещество, очень взрывоопасное; оно содержит 18,58% азота.

Нитрокрахмал также использовался для производства взрывчатых веществ. Мюльхауэр описал (Ding. Poly. Jour., 73, 137-143) три азотнокислых эфира крахмала: тетранитрокрахмал C_{12}H_{16}O_{6}(ONO_{2})_{4}, пента- и гексанитрокрахмал. Они образуются при воздействии на картофельный крахмал, высушенный при 100° C, смесью азотной и серной кислот при температуре от 20° до 25° C. Рисовый крахмал также использовался в его производстве. Мюльхауэр предлагает использовать это вещество в качестве бездымного пороха и нитровать его отработанными смешанными кислотами из производства нитроглицерина. Это вещество содержит от 10,96 до 11,09% азота. Это белое вещество, очень стабильное и растворимое даже в холодном нитроглицерине.

Взрывчатые вещества, образующиеся при нитровании джута, изучались г-дами Кроссом и Беваном, а также Мюльхауэром. Первые химики дают джуту формулу C_{12}H_{18}O_{9} и полагают, что его превращение в нитросоединение происходит согласно уравнению —

C_{12}H_{18}O_{9} + 3HNO_{3} = 3H_{2}O + C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{3}.

Это эквивалентно увеличению веса на 44% для тринитрата и на 58% для тетранитрата. Образование тетранитрата, по-видимому, является пределом нитрования джутового волокна. Г-да Кросс и Беван говорят: «Иными словами, если мы представим молекулу лигноцеллюлозы формулой C_{12}, она будет содержать четыре гидроксильные (OH) группы, или на две меньше, чем целлюлоза, представленная аналогичным образом». Он содержит 11,5% азота. Нитраты джута напоминают нитраты целлюлозы и во всех существенных отношениях являются нитратами лигноцеллюлозы.

Нитро-джут используется в составе известных бездымных порохов Куппаля. Кросс и Беван придерживаются мнения, что использование лигнифицированных текстильных волокон в качестве сырья для взрывчатых нитратов не дает особого преимущества, учитывая, что ряд видов сырья, содержащих целлюлозу (преимущественно хлопок), можно приобрести по цене от 10 до 25 фунтов стерлингов за тонну, и они также дают 150–170% взрывчатого материала при нитровании (тогда как джут дает только 154,4%) и во многих отношениях превосходят продукты, полученные из джута. Нитролигнин, или нитрированная древесина, однако, широко используется в составе многих бездымных порохов, таких как пороха Шульце, продукты компании Smokeless Powder Co. и другие.

~Опасная зона.~ — Та часть завода, которая отведена под непосредственное производство или смешивание взрывчатого материала, обычно обозначается термином «опасная зона», а возведенные на ней здания называются «опасными зданиями». Лучшим материалом для строительства этих зданий является дерево, так как в случае взрыва они окажут меньшее сопротивление и будут представлять гораздо меньшую опасность, чем кирпичные или каменные здания. Когда в одном из таких зданий происходит взрыв нитроглицерина или динамита, стены обычно вылетают, а крыша поднимается на значительную высоту и в конечном итоге опускается на выбитые стены. Если, с другой стороны, такой же взрыв произошел бы в прочном кирпичном или каменном здании, стены которого оказали бы гораздо большее сопротивление, крупные куски кирпичной кладки, вероятно, были бы отброшены на значительное расстояние и нанесли бы серьезный ущерб окружающим зданиям.

Также очень хорошим планом является окружение всех опасных зданий валами из песка или земли, которые должны быть покрыты дерном и иметь такую высоту, чтобы быть выше крыши зданий, которые они призваны защищать (см. фронтиспис).[A] Эти валы имеют большое значение для локализации силы взрыва, и стены зданий, отбрасываемые на них, не могут разлетаться на какое-либо расстояние. На пороховых заводах нередко окружают опасные здания деревьями или густым подлеском вместо валов. Это не принесло бы пользы при сдерживании силы взрыва бризантных взрывчатых веществ, но оказалось очень полезной мерой предосторожности в случае с порохом.

[Сноска A: На заводе в Белене, Бельгия, опасные здания возводятся по новому плану. Они имеют круглую форму в плане и освещаются полностью через крышу с помощью патентованного стекла, имеющего внутри проволочную сетку, которое, как утверждается, не позволит упасть ни одному осколку, даже если оно сильно треснет. Валы затем возводятся вплотную к стенам здания, превышая их по высоте на несколько метров. Для такого метода строительства утверждается, что сила, развиваемая взрывом, будет расширяться в вертикальном направлении («Отчет о посещении некоторых заводов взрывчатых веществ», инспекторы Ее Величества, 1905 г.).]

В Великобритании необходимо, чтобы все опасные здания находились на определенном расстоянии друг от друга; также должна быть получена лицензия. Заявка на получение лицензии должна содержать план (выполненный в масштабе) предлагаемого завода или склада, а также участка, его границ и окружения, расстояния здания от любых других зданий или сооружений и т. д., а также характер и конструкцию всех валов и характер процессов, которые будут проводиться на заводе или в здании.[A]

[Footnote A: Explosives Act, 38 Vict. ch. 17.]

[Иллюстрация: РИС. 1. — СЕЧЕНИЕ НИТРОГЛИЦЕРИНОВОГО ТРУБОПРОВОДА. a, крышка; b, свинцовая облицовка; c, шлак.]

Выбор участка для опасной зоны требует определенного внимания. Необходимо учитывать цель, для которой он требуется, то есть вид взрывчатого вещества, которое предполагается производить. Совершенно ровный участок земли, вероятно, вполне подошел бы для строительства завода по производству пироксилина или пороха и подобных материалов, но был бы более или менее непригоден для производства нитроглицерина, где требуется, чтобы ряд зданий находился на разных уровнях, чтобы обеспечить перетекание жидкого нитроглицерина из одного здания в другое через систему трубопроводов. Эти трубопроводы (рис. 1), которые обычно изготавливаются из дерева и облицовываются свинцом, причем пространство между деревянной конструкцией и свинцовой облицовкой, составляющее обычно около 4 или 5 дюймов, заполняется шлаком, соединяют различные здания и должны иметь небольшой уклон от одного к другому. Также желательно, чтобы, насколько это возможно, они были защищены земляными валами, так же как и сами опасные здания. Они также должны быть снабжены крышками, которые в жаркую погоду следует белить.

Этим трубопроводам следует уделять много внимания, и их необходимо очень часто осматривать. Всякий раз, когда обнаруживается, что часть свинцовой облицовки требует ремонта, перед тем как срезать свинец, его следует очень тщательно промыть на несколько футов с обеих сторон от участка, который предполагается удалить, раствором каустической соды или поташа, растворенного в метилированном спирте и воде, а затем одной водой. Это разлагает нитроглицерин, образуя глицерин и нитрат калия. Будет обнаружено, что смешанные кислоты довольно быстро воздействуют на свинец, образуя сульфат и нитрат свинца, но главным образом первый. Именно по этой причине было предложено использовать трубы из гуттаперчи, но большой недостаток их использования заключается в том, что в случае возникновения чего-либо внутри труб, например, замерзания нитроглицерина зимой, это труднее обнаружить, и состояние внутренней части нельзя увидеть, тогда как в случае деревянных трубопроводов легко поднять крышки по всей длине трубопровода.

Здания, которые необходимо соединять трубопроводами, — это, конечно, те, которые связаны с производством нитроглицерина. Эти здания: (1) нитрационное отделение; (2) сепарационное отделение; (3) фильтрационное отделение; (4) вторичный сепаратор; (5) отстойник промывных вод; (6) осадительное отделение; и каждое из этих зданий должно находиться на уровне ниже предыдущего, чтобы нитроглицерин или кислоты могли легко перетекать из одного здания в следующее. Эти здания, насколько это возможно, лучше всего располагать вместе и вдали от других опасных зданий, таких как патронные мастерские и цеха смешивания динамита, но это не является обязательным.

Все опасные здания должны быть защищены молниеотводом или покрыты колючей проволокой, как предлагали профессор сэр Оливер Дж. Лодж, F.R.S., профессора Зенгер из Праги и Мельсенс из Брюсселя, и необходимо сделать все возможное, чтобы поддерживать в них как можно более низкую температуру летом. С этой целью их следует делать двойными, а промежуточное пространство заполнять шлаком. Крышу также следует белить, а окна — тонко окрашивать белой краской. В каждом здании должен быть подвешен термометр. Очень важно, чтобы полы всех этих зданий мылись каждый день перед уходом рабочих. В случае, если на полы пролит нитроглицерин, после того как его по возможности вытерли губкой, пол следует промыть спиртовым раствором соды или поташа для разложения нитроглицерина, что происходит согласно уравнению[A]—

C_{3}H_{5}(NO_{3})_{3} + 3KOH = C_{3}H_{8}O_{3} + 3KNO_{3}.

[Сноска A: См. также Бертело, Comptes Rendus, 1900, 131[12], 519-521.]

Все работающие в зданиях должны носить обувь из тика или прошитой кожи, которую, конечно, следует носить только в зданиях. Различные здания должны быть соединены дорожками, выложенными шлаком или обшитыми досками, а любой рыхлый песок на территории завода должен быть покрыт дерном или шлаком, чтобы предотвратить его раздувание и попадание в здания. Также важно, чтобы на территории завода были установлены стояки с хорошим давлением воды, а необходимые шланги хранились в определенных известных местах, где их можно немедленно достать в случае пожара, таких как лаборатория опасной зоны, кабинет мастера и т. д. Также желательно, чтобы вышеуказанные меры предосторожности против пожара проверялись раз в неделю. Что касается отопления различных зданий зимой, следует использовать только паровые трубы, которые должны быть подведены от котельной за пределами опасной зоны и покрыты кизельгуром или ископаемой мукой и дегтярным брезентом. Эти трубы могут быть установлены на столбах. В углу каждого здания следует поместить печь какого-либо типа, но она должна быть полностью закрыта деревянной конструкцией, а длина паровых труб внутри здания должна быть как можно меньшей.

На заводе, где производятся нитроглицерин и динамит, необходимо, чтобы рабочие носили в опасной зоне одежду, отличную от обычной, так как она склонна пропитываться нитроглицерином, и поэтому ее нежелательно или небезопасно носить за пределами завода. Также необходимо, чтобы эта одежда не имела карманов, так как это уменьшает вероятность того, что спички или стальные инструменты будут пронесены в опасную зону. Также должны быть предусмотрены раздевалки: одна для мужчин и другая для женщин. Инструменты, используемые в опасной зоне, всякий раз, когда здание используется или содержит взрывчатые вещества, должны быть изготовлены из фосфористой бронзы или латуни, а при строительстве всех зданий следует использовать латунные гвозди или деревянные колышки.

[Иллюстрация: РИС. 2. — СИСТЕМА МОЛНИЕОТВОДОВ МЕЛЬСЕНСА.]

~Молниеотводы.~ — Закон о взрывчатых веществах, 38 Vict. ch. 17, пункт 10, гласит: «Каждый заводской склад и расходный склад на заводе, а также каждое опасное здание на складе должны иметь присоединенный к ним достаточный молниеотвод, если только по причине конструкции путем выемки грунта или расположения такого склада или здания, или иным образом, Государственный секретарь не сочтет молниеотвод ненужным, и каждое опасное здание на заводе должно, если того потребует Государственный секретарь, иметь присоединенный к нему достаточный молниеотвод».

Точная форма молниеотвода, наиболее подходящая для заводов и зданий по производству взрывчатых веществ, еще не определена окончательно. Инженеры по молниезащите отдают предпочтение так называемой системе Мельсенса, разработанной профессором Мельсенсом из Брюсселя и профессором Зенгером из Праги, но впервые предложенной покойным профессором Клерком-Максвеллом. В докладе, прочитанном перед Британской ассоциацией, Клерк-Максвелл предложил защищать пороховые склады от воздействия молнии путем полного окружения или заключения их в листовой металл или клетку из металлических проводников. Однако к его системе в том виде, в каком он ее оставил, было несколько возражений.

Профессор Мельсенс[A], используя эту идею, внес несколько важных изменений. Он увеличил количество терминалов, проводников и заземлений. Его терминалы очень многочисленны и принимают форму эгретки или щетки с пятью или семью точками, причем центральная точка немного выше остальных, которые образуют с ней угол 45°. Он использует по большей части проволоку из оцинкованного железа. Он помещает все металлические тела, если они имеют значительный размер, в соединение с проводящей системой таким образом, чтобы образовать замкнутые металлические цепи. Его система проиллюстрирована на рис. 2, взятом из «Arms and Explosives».

[Сноска A: Бельгийская академия наук.]

Эта система является близким приближением к клетке Дж. К. Максвелла. Система была действительно разработана для защиты пороховых складов или складских зданий, расположенных в очень открытых местах. Система Зенгера идентична системе Мельсенса и широко испытывалась австрийскими военными властями, и полковник Гесс сообщил об абсолютной безопасности этой системы.

[Иллюстрация: Рис. 3. — ФРАНЦУЗСКАЯ СИСТЕМА МОЛНИЕОТВОДОВ.]

Французская система защиты пороховых складов показана на рис. 3, где нет щеточных терминалов или эгреток. Французские военные власти также защищают склады путем установки двух или более молниеотводов на столбах достаточной высоты, расположенных близко к стенам склада, но не касающихся их. Эти проводники соединяются под фундаментами и заземляются обычным способом.

В инструкциях, изданных правительством, указано, что молниеотводы, установленные на пороховых мельницах, должны быть такой высоты и так расположены, чтобы не возникало опасности воспламенения пороховой пыли в воздухе при разряде молнии на заостренный стержень. В таком случае вместо одного острия следует неизменно использовать вилку или эгретку из пяти или более точек.

[Иллюстрация: РИС. 4a. — ПРАВИТЕЛЬСТВЕННАЯ СИСТЕМА МОЛНИЕОТВОДОВ ДЛЯ КРУПНЫХ ЗДАНИЙ.]

[Иллюстрация: РИС. 4b. — ПРАВИТЕЛЬСТВЕННАЯ СИСТЕМА МОЛНИЕОТВОДОВ ДЛЯ НЕБОЛЬШИХ ЗДАНИЙ.]

На рис. 4 (a и b) показан правительственный метод защиты зданий, в которых производятся или хранятся взрывчатые вещества. Множественные точки или эгретки были бы лучше. Лорд Кельвин и профессор Мельсенс отдают предпочтение точкам, и общепризнано, что молния не ударяет в здания в одной точке, а скорее в виде листа; следовательно, в таких случаях, или в случае принятия молнией шарообразной формы, эгретка будет представлять гораздо более эффективную защиту, чем одна точка. Что касается расположения проводников, они могут быть расположены с интервалами в 50 футов даже на самых важных зданиях. Тогда ни одна точка на здании не будет находиться на расстоянии более 25 футов от проводника. Это «правило 25 футов» можно с успехом соблюдать во всех наземных зданиях для взрывчатых веществ.

Подземные склады должны, по возможности, также быть защищены, потому что, хотя они менее подвержены воздействию, чем наземные здания, они часто содержат взрывчатые вещества, упакованные в металлические ящики, и поэтому представляют собой линию меньшего электрического сопротивления, чем та, которую окружающая земля предложила бы молнии. Проводник должен быть устроен по той же системе, что и для наземных зданий, но применен к поверхности земли над складами.

Во всех ситуациях, где несколько проводников соединены в одну систему, вертикальные проводники должны быть соединены как сверху, так и около линии земли. Поскольку углы и выступающие части здания наиболее подвержены ударам, проводники должны быть проложены поверх и вдоль этих выступов, а следовательно, вдоль коньков крыши. Проводники должны быть соединены с любым внешним металлом на крышах и стенах, и особенно с основанием водосточных труб.

Все молниеотводы должны периодически проверяться, чтобы убедиться, что они находятся в рабочем состоянии, по крайней мере каждые три месяца, согласно г-ну Ричарду Андерсону. Цель испытания — определить сопротивление заземления и локализовать любые дефектные соединения или части проводников. Лучшая система проверки проводников — это балансировка сопротивления каждого из заземлений относительно остальной части системы, из чего можно сделать вывод о состоянии заземлений с достаточной для всех практических целей точностью.

Капитан Бакнилл, R.E., разработал прибор для проверки сопротивления, который основан на модели катушки сопротивления почтового ведомства и способен проверять с приблизительной точностью до 200 Ом и грубо измерять до 2000 Ом. Аппарат г-на Р. Андерсона также очень удобен, он состоит из футляра, содержащего три элемента Лекланше, и гальванометра с «тангенциальной» шкалой и некоторыми стандартными сопротивлениями. Некоторые полезные статьи о защите зданий от молний можно найти в «Arms and Explosives» за июль, август и сентябрь 1892 г., а также в работах г-на Андерсона, Brit. Assoc., 1878-80.

~Нитроглицерин.~ — Одним из самых мощных современных взрывчатых веществ является нитроглицерин. Это взрывчатое вещество, содержащееся в динамите, и оно составляет большую часть различных форм гремучих желатинов, таких как желатин-динамит и гелигнит, оба из которых состоят из смеси пироксилина, растворенного в нитроглицерине, с добавлением различных пропорций древесной пульпы и селитры, причем последние вещества действуют как абсорбирующие материалы для вязкого желатина. Нитроглицерин также широко используется в производстве бездымных порохов, таких как кордит, баллистит и ряд других.

Нитроглицерин, или тринитрат глицерина, был открыт Собреро в 1847 году. В письме, написанном М. Пелузу, он говорит: «когда глицерин вливают в смесь серной кислоты с удельным весом 1,84 и азотной кислоты с удельным весом 1,5, которая была охлаждена охлаждающей смесью, образуется маслянистая жидкость». Эта жидкость — нитроглицерин, который в течение нескольких лет не находил важного применения в технике, до 1863 года, когда Альфред Нобель впервые основал завод в Стокгольме для его производства в больших масштабах; но из-за нескольких серьезных несчастных случаев его использование не стало всеобщим.

Только после того, как Нобелю пришла в голову идея (в 1866 году) абсорбировать жидкость в какой-либо абсорбирующей земле и таким образом сформировать материал, который сейчас известен как динамит, использование нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества стало всеобщим.

Среди тех, кто усовершенствовал производство нитроглицерина, был Моубрей, который, используя чистый глицерин и азотную кислоту, свободную от азотистой кислоты, добился очень больших успехов в производстве. Моубрей, вероятно, был первым, кто использовал сжатый воздух для того, чтобы поддерживать жидкости в состоянии хорошего перемешивания во время процесса нитрования, который он проводил в глиняных горшках, каждый из которых содержал заряд из 17 фунтов смешанных кислот и 2 фунтов глицерина.

Несколько лет спустя (1872 г.) М. М. Бутни и Фоше из Вонжа[A] предложили готовить нитроглицерин путем смешивания серной кислоты с глицерином, образуя таким образом сульфоглицериновую кислоту, которую затем смешивали со смесью азотной и серной кислот. Они утверждали, что при таком методе работы конечная температура намного ниже. Две смеси смешиваются в пропорциях: глицерин — 100, азотная кислота — 280 и серная кислота — 600. Они заявляют, что повышение температуры при смешивании ограничено от 10° до 15° C; но этот метод требует периода в двадцать четыре часа для завершения нитрования, что, учитывая опасность содержания нитроглицерина в контакте со смешанными кислотами в течение столь долгого времени, вероятно, более чем компенсирует несколько сомнительное преимущество возможности проводить нитрование при такой низкой температуре. Процесс Бутни некоторое время работал в Пембри-Барроуз в Уэльсе, но после серьезного взрыва процесс был заброшен.

[Сноска A: Comptes Rendus, 75; и Десортио, «Traité sur la Poudre», 684-686.]

Нитроглицерин в настоящее время обычно изготавливается путем добавления глицерина к смеси серной и азотной кислот. Серная кислота, однако, не принимает участия в реакции, но абсолютно необходима для связывания воды, которая образуется при разложении, и, таким образом, для поддержания концентрации азотной кислоты, иначе образовались бы низшие нитраты глицерина, которые растворимы в воде и были бы потеряны в последующем процессе промывки, которому подвергается нитросоединение, чтобы удалить избыток кислот, удержание которых в нитроглицерине очень опасно. Нитроглицерин, который ранее считался нитрозамещенным соединением глицерина, как полагали, образуется таким образом —

C_{3}H_{8}O_{3} + 3HNO_{3} = C_{3}H_{5}(NO_{2})_{3}O_{3} + 3H_{2}O;

но более поздние исследования скорее указывают на то, что его следует рассматривать как азотнокислый эфир глицерина, или глицерина, и что он образуется таким образом —

C_{3}H_{8}O_{3} + 3 HNO_{3} = C{3}H_{5}(NO_{3}){3} + 3H{2}O. 92 227

|OH Формула глицерина C_{3}H_{8}O_{3}, или C_{3}H_{5}|OH |OH

|ONO_{2} а мононитрата глицерина — C_{3}H_{5}|OH |OH

|ONO_{2} а тринитрата (нитроглицерина) — C_{3}H_{5}|ONO_{2} |ONO_{2}

то есть три атома водорода полумолекул гидроксила в глицерине были замещены группой NO_{2}.

При производстве в больших масштабах используется смесь из трех массовых частей азотной кислоты и пяти массовых частей серной кислоты. Из приведенного выше уравнения видно, что из каждого 1 фунта глицерина должно получиться 2,47 фунта нитроглицерина ((227+1)/92 = 2,47), однако на практике выход составляет лишь около 2–2,22 фунта. Потеря объясняется неизбежным образованием некоторого количества низшего нитрата, который растворяется в воде и, таким образом, вымывается, а также, возможно, отчасти присутствием небольшого количества воды (или другого не поддающегося нитрованию вещества) в глицерине, но главным образом — первым фактором, обусловленным тем, что кислоты становятся слишком слабыми.

ГЛАВА II.

ПРОИЗВОДСТВО НИТРОГЛИЦЕРИНА.

Свойства нитроглицерина — Производство нитроглицерина — Нитрование — Нитратор Нейтана — Сепарация — Фильтрация и промывка — Отработанные кислоты — Обработка отработанной кислоты после производства нитроглицерина и пироксилина.

~Свойства нитроглицерина.~ — Нитроглицерин представляет собой тяжелую маслянистую жидкость с удельным весом 1,6 при 15° C, в совершенно чистом виде бесцветную. Коммерческий продукт имеет бледно-соломенный цвет, но он сильно варьируется в зависимости от чистоты материалов, используемых при его производстве. Он нерастворим в воде, кристаллизуется при 10,5° C, однако различные коммерческие образцы ведут себя в этом отношении весьма по-разному, а мельчайшие примеси предотвращают или замедляют кристаллизацию. Твердый нитроглицерин[A] плавится при температуре около 12° C, но перед плавлением его необходимо выдержать при этой температуре некоторое время. Удельный вес твердой формы составляет 1,735 при +10° C; при затвердевании он сжимается на одну двенадцатую своего объема. Беккергейм[B] указывает удельную теплоемкость 0,4248 в интервале температур от 9,5° до 9,8° C, а Л. де Брюйн указывает температуру кипения выше 200°.

[Сноска A: Утверждается, что динитромонохлоргидрин при добавлении к нитроглицерину в количестве до 20 процентов предотвращает его замерзание.]

[Сноска B: Isb., Chem. Tech., 22, 481-487. 1876.]

Нитроглицерин имеет сладкий вкус и вызывает сильную депрессию и головокружение. Он растворим в эфире, хлороформе, бензоле, ледяной уксусной кислоте и нитробензоле, в 1,75 части метилированного спирта, почти нерастворим в воде и практически нерастворим в сероуглероде. Его формула C_{3}H_{5}(NO_{3})_{3}, молекулярный вес 227. В чистом виде он может храниться сколько угодно долго без разложения. Бертло хранил образец в течение десяти лет, а г-н Дж. МакРобертс с фабрики в Ардире — в течение девяти лет, и они не проявляли признаков разложения; но если в нем содержится малейший след свободной кислоты, разложение неизбежно начнется в скором времени. Обычно это проявляется в виде образования маленьких зеленых пятен в желатиновых составах или зеленого кольца на поверхности жидкого нитроглицерина. Солнечный свет часто может вызвать его взрыв; фактически, по нашему опыту, ведро с водой, которая использовалась для промывки нитроглицерина и была оставлена стоять на солнце, взрывалось с большой силой. Нитроглицерин в чистом виде вполне стабилен при обычных температурах, и образцы хранились годами без каких-либо следов разложения. Он очень чувствителен к нагреванию, и даже в совершенно чистом виде не выдерживает температуру 100° C в течение более чем нескольких часов, не подвергаясь разложению. Однако при температуре до 45° C правильно изготовленный и очищенный нитроглицерин остается неизменным почти бесконечно долго. Процентный состав нитроглицерина следующий:—

Найдено. Теория для C_{3}H_{5}(NO_{2})_{3}.

Углерод 15,62 15,86 процента. Водород 2,40 2,20 " Азот 17,90 18,50 " Кислород … 63,44 "

Приведенный выше анализ выполнен Беккергеймом. Зауэр и Аду указывают содержание азота от 18,35 до 10,54 процента по методу Дюма; но у меня никогда не возникало трудностей с получением значений до 18,46 процента при использовании нитрометра Лунге. Продукты разложения при взрыве показаны следующим уравнением—

2C_{3}H_{5}(NO_{3}){3} = 6CO{2} + 5H_{2}O + 6N + O;

то есть он содержит избыток кислорода в 3,52 процента сверх того, что требуется для полного сгорания; 100 г превратились бы в—

Углекислый газ (CO_{2}) 58,15 процента. Вода 19,83 " Кислород 3,52 процента. Азот 18,50 "

Объем газов, полученных при 0° и 760 мм, рассчитанный на основе вышеизложенного, составляет 714 литров на килограмм, при условии, что вода находится в газообразном состоянии. Нитроглицерин разлагается иначе, если его поджечь в виде динамита (т.е. кизельгурового динамита) и если газам позволено свободно улетучиваться при давлении, близком к атмосферному. Сарро и Вьей получили при этих условиях на 100 объемов газа—

NO 48,2 процента. CO 35,9 " CO_{2} 12,7 " H 1,6 процента. N 1,3 " CH_{4} 0,3 "

Эти условия аналогичны тем, при которых горный заряд, просто подожженный капсюлем, медленно сгорает при низком давлении (т.е. осечка). В недавнем сообщении П.Ф. Шалон (Engineering and Mining Journal, 1892) говорит, что на практике в результате детонации также образуются пары нитроглицерина, оксид углерода и оксид азота, но он приписывает их образование использованию слишком слабого детонатора.

Нитроглицерин взрывается очень сильно от сотрясения. Его можно сжигать в открытом сосуде, но при нагревании выше 250° C он взрывается. Профессор К.Э. Манро указывает температуру воспламенения 203°–205° C, а Л. де Брюйн[A] указывает температуру кипения 185°. Он использовал аппарат, разработанный Хорсли. Теплота образования нитроглицерина, выведенная из теплоты сгорания М. Лонгининым, составляет 432 калории на 1 г; а теплота сгорания равна 1576 кал. на 1 г. В случае нитроглицерина теплота полного сгорания и теплота полного разложения являются взаимозаменяемыми терминами, поскольку он содержит избыток кислорода. По данным д-ра У.Г. Перкина, члена Королевского общества[B], магнитное вращение нитроглицерина составляет 5,407, а триметиленнитрата — 4,769 (разница = 0,638). Д-р Перкин говорит: «Если бы нитроглицерин содержал азот в каком-либо ином соединении с кислородом, кроме -O-NO_{2}, как это могло бы быть, если бы его строение было представлено как C_{3}H_{2}(NO_{2}){3}(OH){3}, вращение по сравнению с пропилнитратом (4,085) было бы аномальным».

[Сноска A: Jour. Soc. Chem. Ind., июнь 1896, стр. 471.]

[Сноска B: Jour. Chem. Soc., У.Г. Перкин, 1889, стр. 726.]

Растворимость нитроглицерина в различных растворителях была исследована А.Г. Эллиотом; его результаты можно резюмировать следующим образом:—

Растворитель | Холодный | Теплый Вода | Нерастворим | Слабо растворим Спирт, абсолютный | Растворим | Растворим " 93% | " | " " 80% | Медленно растворим | " " 50% | Нерастворим | Слабо растворим Метиловый спирт | Растворим | Растворим Амиловый " | " | " Эфир, этиловый | " | " " уксусный | " | " Хлороформ | " | " Ацетон | " | " Серная кислота (1,845) | " | " Азотная кислота (1,400) | Медленно растворим | " Соляная кислота (1,200) | Нерастворим, разлагается | Медленно растворим Уксусная кислота, ледяная | Растворим | Растворим Карболовая кислота | " | " Астральное масло | Нерастворим | Нерастворим Оливковое " | Растворим | Растворим Стеариновое масло | " | " Минеральный вазелин | Нерастворим | Нерастворим Глицерин | " | " Бензол | Растворим | Растворим Нитробензол | " | " Толуол | " | " Сероуглерод | Нерастворим | Слабо воздействует Скипидар | Нерастворим | Растворим Нефтяная нафта, 71°-76° B. | Нерастворим | Нерастворим Каустическая сода (1:10 раствор) | Нерастворим. | Нерастворим. Бура, 5% раствор | " | " Аммиак (0,980) | " | " слегка воздействует. Аммоний сульфгидрат | Нерастворим, сера | Разлагается. | отделяется Раствор сульфата железа | Слабо воздействует | Воздействует. Хлорид железа (1,4 г Fe | Медленно воздействует | Разлагается. на 10 куб. см N_{2}O) | | Хлорид олова | Слабо воздействует | Воздействует.

Было предпринято много попыток получить нитроглицериновые взрывчатые вещества, способные выдерживать сравнительно низкие температуры без замерзания, но удовлетворительного решения проблемы найдено не было. Среди веществ, которые были предложены и использовались с большим или меньшим успехом, — нитробензол, нитротолуол, динитромонохлоргидрин; утверждается, что твердые нитропроизводные толуола[A] понижают температуру замерзания нитроглицерина до -20° C, не изменяя его чувствительности и стабильности. Этот вопрос исследовал С. Наукхофф[B], который утверждает, что нитроглицерин можно охладить до температур (от -40° до -50° C), значительно ниже его истинной температуры замерзания, без затвердевания, путем добавления различных веществ. При охлаждении смесью твердого диоксида углерода и эфира он превращается в стекловидную массу без заметной кристаллизации. При нагревании до 0° C масса сначала быстро разжижается, а затем начинает кристаллизоваться. Истинная температура замерзания чистого нитроглицерина оказалась равной 12,3° C. Технический продукт из-за присутствия динитроглицерина замерзает при 10,5° C. Согласно закону Рауля, понижение температуры замерзания, вызванное m г вещества с молекулярным весом M при растворении в 100 г растворителя, выражается формулой: [Delta] = E(m/M), где E — константа, характерная для данного растворителя. Значение E для нитроглицерина оказалось равным 70,5 при расчете по формуле Вант-Гоффа исходя из температуры плавления и скрытой теплоты плавления вещества. Определение понижения температуры замерзания нитроглицерина при добавлении бензола, нитробензола, динитробензола, тринитробензола, п-нитротолуола, о-нитротолуола, динитротолуола, нафталина, нитронафталина, динитронафталина, этилацетата, этилнитрата и метилового спирта дало результаты, довольно хорошо согласующиеся с формулой Рауля, за исключением метилового спирта, для которого расчетное понижение температуры замерзания было больше наблюдаемого, вероятно, из-за образования сложных молекул в растворе. Результаты показывают, что в целом способность вещества понижать температуру замерзания нитроглицерина зависит не от его температуры замерзания, химического состава или строения, а от его молекулярного веса. Наукхофф утверждает, что вещество, подходящее для растворения в нитроглицерине с целью понижения температуры замерзания последнего, должно иметь относительно низкий молекулярный вес, не должно заметно снижать взрывную силу и стабильность взрывчатого вещества и не должно быть легколетучим при относительно высоких атмосферных температурах; оно должно, по возможности, быть растворителем нитроцеллюлозы и ни в коем случае не оказывать вредного влияния на желатинизацию нитроцеллюлозы.

[Сноска A: Англ. пат. 25 797, ноябрь 1904 г.]

[Сноска B: Z. Angew. Chem., 1905, 18, 11-22, 53-60.]

~Производство нитроглицерина.~ — Нитроглицерин готовится в промышленных масштабах путем постепенного добавления глицерина к смеси азотной и серной кислот высокой концентрации. Смешанные кислоты находятся в свинцовом сосуде, который охлаждается потоком воды, постоянно проходящим через змеевики внутри нитратора, а глицерин постепенно добавляется в виде тонкой струи сверху. Производство можно разделить на три отдельные операции: нитрование, сепарацию и промывку, и целесообразно описать эти операции в указанном порядке.

~Нитрование.~ — Самым важным условием нитрования является правильный состав и концентрация смешанных кислот. Наилучшими пропорциями оказались три массовые части азотной кислоты с удельным весом от 1,525 до 1,530, содержащей как можно меньше оксидов азота, на пять массовых частей серной кислоты с удельным весом 1,840 при 15° C и около 97 процентов моногидрата. Чрезвычайно важно, чтобы азотная кислота была как можно более крепкой. Никогда не следует использовать кислоту с удельным весом ниже 1,52 даже для смешивания с более крепкой кислотой, и степень нитрования будет пропорциональна концентрации используемой кислоты, при условии, что серная кислота также достаточно крепкая. Также очень важно, чтобы содержание оксидов азота было низким и поддерживалось на уровне 1 процента или даже ниже. Также весьма желательно, чтобы азотная кислота содержала как можно меньше хлора. Ниже приведен анализ образца азотной кислоты, который дал очень хорошие результаты в промышленных масштабах: — удельный вес 1,525, N_{2}O_{4} 1,03 процента; азотная кислота (HNO_{3}) 95,58 процента.

Количество чистой азотной кислоты (моногидрата) и количество пероксида азота, присутствующего в любом образце, всегда следует определять перед использованием для целей нитрования. Удельный вес не является достаточным показателем концентрации кислоты, так как кислота с высоким удельным весом, обусловленным наличием 3 или 4 процентов оксидов азота в растворе, даст очень плохие результаты нитрования. Децинормальный раствор гидроксида натрия (NaOH) с фенолфталеином в качестве индикатора окажется наиболее удобным методом определения общего содержания кислоты. Следующий метод окажется очень быстрым и надежным: — взвесьте 100-кубовую колбу, содержащую несколько кубических сантиметров дистиллированной воды, затем добавьте пипеткой 1 куб. см азотной кислоты, подлежащей исследованию, и снова взвесьте (это даст вес взятой кислоты). Теперь доведите объем до 100 куб. см при 15° C; хорошо встряхните и отберите пипеткой 10 куб. см; слейте в маленькую колбу Эрленмейера, добавьте немного раствора фенолфталеина и титруйте децинормальным раствором соды.

Пероксид азота можно определить с помощью раствора перманганата калия децинормальной концентрации следующим образом: возьмите маленькую коническую колбу, содержащую около 10 куб. см воды, и добавьте из бюретки от 10 до 16 куб. см раствора перманганата; затем добавьте 2 куб. см испытуемой кислоты, осторожно встряхните и продолжайте добавлять раствор перманганата до тех пор, пока он обесцвечивается и пока не появится устойчивая слабая розовая окраска.

Пример. N/10 перманганат 3,16 г на литр, 1 куб. см = 0,0046 г N_{2}O_{4}, 2 куб. см образца кислоты с удельным весом 1,52 = 3,04 г, взятых для анализа. Взято 20 куб. см раствора перманганата, 0,0046 x 20 = 0,092 г N_{2}O_{4}, и (0,092 x 100)/3,04 = 3,02 процента N_{2}O_{4}. Удельный вес следует измерять ареометром, который дает удельный вес непосредственно, или, если предпочтительнее, 2 куб. см кислоты можно взвесить.

Очень хороший метод быстрого определения концентрации серной кислоты заключается в следующем: — отвесьте в маленьком бюксе как можно ближе к 2,45 г. Лучше всего это сделать, введя 1,33 куб. см кислоты (1,33 x 1,84 = 2,447). Слейте в большую колбу Эрленмейера, тщательно промыв бюкс, а также пробку и т.д. Добавьте каплю раствора фенолфталеина и титруйте полунормальным раствором гидрата натрия (используйте 100-кубовую бюретку). Тогда, если было взято ровно 2,45 г, показания на бюретке будут равны процентам H_{2}SO_{4} (моногидрата); если нет, рассчитайте так: — взвешено 2,444 г, потребовалось 95,4 куб. см NaOH. Тогда—

2,444 : 95,4 :: 2,45 : x = 95,64 процента H_{2}SO_{4}.

Предлагалось освобождать азотную кислоту от оксидов азота путем продувания через нее сжатого воздуха, тем самым вытесняя растворенные газы. Кислота находилась в закрытом свинцовом резервуаре, из которого выходящие пары отводились в дымовую трубу, а на дне которого находилась свинцовая труба, согнутая в форме круга и пробитая отверстиями, через которые пропускался сжатый воздух; но этот процесс не был признан вполне удовлетворительным, и, безусловно, лучше не допускать образования этих соединений при производстве кислоты в первую очередь. Другой план, однако, состоит в том, чтобы слегка нагреть кислоту и таким образом вытеснить азотистые газы. Оба процесса связаны с потерей азотной кислоты.

Получив азотную и серную кислоты как можно более чистыми, следующей операцией является их смешивание. Лучше всего это делать, взвешивая бутыли, в которых кислоты обычно хранятся до того, как их сливают из конденсаторов, и постоянно прикрепляя их вес к ним с помощью этикетки. Тогда просто взвесить столько бутылей кислоты, сколько может потребоваться для любого количества смешиваний, и вычесть вес бутылей. Две кислоты после взвешивания следует слить в резервуар и смешать, а затем дать им стечь в кислотный монжю, чтобы впоследствии перекачать в нитраторное отделение в опасной зоне. Монжю или кислотный монжю — это прочный чугунный резервуар, либо яйцевидной формы, либо цилиндр с круглым дном. Если он имеет первую форму, он будет лежать на боку, на поверхности земли, и иметь люк на одном конце, на который будет прочно привинчена крышка; но если он имеет вторую форму, крышка, конечно, находится сверху, а сам монжю врыт в землю. В любом случае принцип один и тот же. Одна труба, сделанная из толстого свинца, идет до дна, а другая — чуть внутрь для подачи сжатого воздуха, при этом кислоты вытекают при подаче давления, точно так же, как продувка одной трубки обычной промывалки заставляет воду подниматься по другой трубке к струе. Давление, конечно, будет сильно варьироваться и зависеть от высоты, на которую нужно поднять кислоту, и расстояния, которое нужно преодолеть.

Смешанные кислоты, будучи перекачанными в опасную зону и на уровень выше расположения нитраторного отделения, перед использованием должны быть охлаждены, а свинцовые резервуары достаточной емкости, чтобы вместить по крайней мере достаточно кислоты для четырех или пяти нитрований, должны быть помещены в деревянном здании на уровне не менее 6 или 7 футов над нитраторным отделением. В этом здании также должен быть меньший свинцовый резервуар, вмещающий при заполнении до определенной отметки как раз достаточно смешанных кислот для одного нитрования. Цель этого резервуара заключается в том, что как только ответственный рабочий узнает, что последнее нитрование закончено, он снова наполняет этот меньший резервуар (который содержит как раз достаточно смешанных кислот) и позволяет его содержимому стечь в нитраторное отделение и в нитратор, готовый к следующему нитрованию. Нитрование обычно проводится в сосуде, изготовленном из свинца, шириной около 4 футов внизу и немного меньше вверху, и высотой около 4 футов или около того. Размер, конечно, зависит от объема заряда, который предполагается нитровать за одну операцию, но всегда лучше, чтобы резервуар был заполнен только на две трети. Хороший заряд — 16 центнеров смешанных кислот в пропорции три к пяти; то есть 6 центнеров азотной кислоты, 10 центнеров серной кислоты и 247 фунтов глицерина.

При обращении к уравнению, показывающему образование нитроглицерина, видно, что на каждый 1 фунт глицерина должно получаться 2,47 фунта нитроглицерина[A], но на практике выход составляет лишь немногим более 2 фунтов, причем потеря объясняется неизбежным образованием некоторого количества низшего нитрата глицерина (мононитрата), который впоследствии растворяется в промывочных водах. Свинцовый резервуар (рис. 5) обычно обшит деревом, с платформой спереди для рабочего, ответственного за нитрование, чтобы стоять на ней и управлять различными кранами. Верх резервуара закрыт свинцовым куполом, в котором есть небольшое стеклянное окно, через которое можно наблюдать за ходом операции нитрования. Сверху этого купола отходит свинцовая труба, которая выводится через крышу здания. Она служит дымоходом для отвода кислотных паров, выделяющихся во время нитрования. Внутри этого резервуара находятся по меньшей мере три концентрические спирали из свинцовой трубы диаметром не менее 1 дюйма, через которые можно пропускать воду в течение всей операции нитрования. Другая свинцовая труба проведена через купол резервуара до самого дна, где она согнута в форме круга. Через эту трубу, пробитую маленькими отверстиями с интервалом около 1 дюйма, под давлением около 60 фунтов нагнетается сжатый воздух, чтобы поддерживать жидкости в состоянии постоянного перемешивания в течение всего периода нитрования. Также должна быть довольно широкая труба, скажем, 2 дюйма внутреннего диаметра, проведенная через купол резервуара, которая будет служить для подачи смешанной кислоты, используемой в операции, в резервуар. Есть еще одна труба, проходящая через купол, а именно для подачи глицерина в резервуар. Это не обязательно должна быть труба большого диаметра, так как глицерин обычно добавляется к смешанным кислотам тонкой струей (часто используется инжектор).

[Сноска A: Таким образом, если 92 фунта глицерина дают 227 фунтов нитроглицерина, (227 x 1)/92 = 2,47 фунта.]

[Иллюстрация: РИС. 5. — ВЕРХ НИТРАТОРА. A, Труба для отвода паров; B, Водяные трубы для охлаждения; C, Труба для смеси кислот; E, Сжатый воздух; G, Труба для глицерина и воронка; T, Термометр; W, Окно.]

Перед тем как аппарат будет готов к использованию, в нем необходимо закрепить два термометра: один длинный, чтобы доставал до дна резервуара, и один короткий, достаточно длинный, чтобы погружаться под поверхность кислот. Когда резервуар содержит свой заряд, первый показывает температуру дна, а второй — верха смеси. Глицерин должен находиться в небольшом баке, закрепленном в удобном месте на стене нитраторного отделения, и должен иметь трубу, врезанную заподлицо с дном и проходящую через купол нитратора. Он, конечно, должен быть снабжен краном или запорным клапаном, который следует разместить чуть выше точки, где труба проходит через свинцовый купол.

Необходимо принять какой-то метод измерения количества используемого глицерина. Градуированная в дюймах измерительная трубка — очень хороший план, но важно, чтобы деления были хорошо видны оператору на платформе перед аппаратом. Большой кран из керамики (и покрытый свинцом) закреплен в боковой части нитрационного резервуара чуть выше дна, чтобы сливать заряд после нитрования. Он должен быть устроен так, чтобы заряд можно было по выбору спустить по желобу в следующее здание или сбросить в резервуар для затопления, что иногда может потребоваться в случаях разложения. Резервуар для затопления обычно имеет длину 3 или 4 ярда и глубину несколько футов, выложен цементом и расположен близко снаружи здания.

После того как в аппарат загружена смесь кислот, пускают воду через трубы, свернутые внутри резервуара, и включают небольшое давление сжатого воздуха[A], чтобы хорошо перемешать кислоты перед началом. Нитрование не следует начинать, пока оба термометра не покажут температуру 18° C. Затем частично открывают кран глицерина, медленно впускают глицерин и полностью включают сжатый воздух, пока содержимое аппарата не придет в состояние очень энергичного перемешивания. Давление около 40 фунтов является минимальным (если в резервуаре 247 фунтов глицерина и 16 центнеров кислот). Если трубка глицерина оснащена инжектором, его можно включить почти сразу. Нитрование займет около тридцати минут, но сжатый воздух и воду следует оставить включенными еще на десять минут после этого, чтобы дать время всему глицерину пронитроваться. Температуру следует поддерживать как можно ниже (не выше 18° C).

[Сноска A: На фабрике в Халтоне, Германия, баллоны со сжатым диоксидом углерода соединены с воздушными трубами, так что в случае отказа подачи воздуха перемешивание при необходимости можно продолжать этим газом.]

Основные моменты, на которые следует обращать внимание во время процесса нитрования:—

1. Температура, регистрируемая двумя термометрами.

2. Цвет выделяющихся азотистых паров (как видно через маленькое окно в куполе аппарата).

3. Давление сжатого воздуха, как видно по манометру, закрепленному на воздушной трубе непосредственно перед входом в аппарат.

4. Манометр, показывающий количество использованного глицерина. Температура, показываемая любым из двух термометров, ни в коем случае не должна быть выше 25° C.

Если она поднимается значительно выше этой точки, подачу глицерина следует немедленно перекрыть, а давление воздуха увеличить на несколько минут, пока температура не упадет и не перестанут выделяться красные пары.

После завершения нитрования открывают большой керамический кран в нижней части резервуара, и заряд стекает по желобу в следующее здание, т.е. к сепаратору.

Нитраторное отделение лучше всего строить из дерева, и оно должно иметь плотный дощатый пол, который следует содержать в безупречной чистоте, без песка и гравия. В здании следует держать деревянное ведро и губку, чтобы рабочий мог немедленно убрать любой беспорядок, а также должна быть под рукой маленькая метла, чтобы можно было немедленно удалить песок и т.д. Хороший план для нитраторщика — вести книгу, в которой он записывает время начала каждого нитрования, температуру в начале и в конце, затраченное время, а также дату и номер заряда, так как это позволяет мастеру опасной зоны в любое время увидеть, сколько зарядов было пронитровано, и дает ему другую полезную информацию, способствующую безопасной работе. Эдвард Либерт разработал усовершенствование в обработке нитроглицерина. Он добавляет сульфат аммония или нитрат аммония к смешанным кислотам во время операции нитрования, что, по его утверждению, разрушает азотистую кислоту, образующуюся согласно уравнению—

(NH_{4}){2}SO_{4} + 2HNO_{3} = H_{2}SO_{4} + 2N_{2} + 4H_{2}O.

Мне не известно, чтобы эта модификация процесса нитрования использовалась в настоящее время.

Свежеприготовленный заряд нитроглицерина, покидая нитраторное отделение, стекает по желобу, сделанному либо из резиновых труб, либо, что еще лучше, из дерева, выложенного свинцом и покрытого деревянными крышками (короткими секциями), чтобы, подняв их в любой точке, можно было проверить состояние желоба, так как это имеет величайшее значение, и желоб требует частой промывки и удаления сульфата свинца. Этот сульфат всегда содержит нитроглицерин и поэтому должен сжигаться в месте, удаленном от любого опасного здания или склада, так как он часто взрывается с большой силой.

[Иллюстрация: РИС. 6. — МАЛЫЙ НИТРАТОР. N, Кран для слива; P, Водяные трубы; T, Термометр; W, Окна; P', Труба для глицерина.]

На заводах, где производство нитроглицерина имеет второстепенное значение и производится какое-то взрывчатое вещество, содержащее, возможно, только 10 процентов нитроглицерина, и где за один раз нитруется 50 или 100 фунтов глицерина, вероятно, потребуется гораздо меньший нитрационный аппарат, чем тот, который уже был описан. В этом случае форма аппарата, показанная на рис. 6, окажется очень удовлетворительной. Он должен быть изготовлен из толстого свинца (весь свинец, используемый для резервуаров и т.д., должен быть «химическим свинцом») и может быть рассчитан на 50 или 100 фунтов, как будет наиболее удобно. Этот нитратор вполне можно разместить в том же здании, что и сепаратор; фактически, там, где требуется такое небольшое количество нитроглицерина, весь ряд операций — нитрование, сепарация, промывка и т.д. — вполне может выполняться в одном здании. Конечно, необходимо будет разместить нитратор на более высоком уровне, чем сепаратор, но это легко сделать, имея платформы разной высоты, при этом нитрование выполняется на самой высокой. Конструкция этого нитратора по существу такая же, как и у большего, форма лишь несколько иная. Двух водяных змеевиков, вероятно, будет достаточно, и одного термометра. Эту форму не обязательно обшивать деревом.

~Нитратор Нейтана.~[A] — Этот нитратор является патентом подполковника Ф.Л. Нейтана и г-д Дж.М. Томсона и У. Ринтула из Уолтем-Эбби и, вероятно, вскоре полностью вытеснит все другие формы нитраторов благодаря своей эффективности и экономичности в работе. С этим нитратором можно получить от 2,21 до 2,22 частей нитроглицерина из каждой 1 части глицерина. Аппарат устроен так, что нитрование глицерина, сепарация полученного нитроглицерина, а также операция «послесепарации» выполняются в одном сосуде. Обычный нитрационный сосуд снабжен впускной трубой для кислоты внизу и стеклянным сепарационным цилиндром с боковой выходной или переливной трубой вверху. Этот цилиндр во время нитрования закрыт стеклянным колпаком или колоколом, чтобы направлять выходящий воздух и пары в трубу для отвода паров, где потоку последних может способствовать воздушный инжектор. Боковая труба в сепарационном цилиндре соединена с воронкой, ведущей в резервуар для предварительной промывки. На чертеже (рис. 7) показан вертикальный разрез аппарата; a — нитрационный сосуд обычной конструкции, имеющий внизу впускную трубу для кислоты с тремя ответвлениями: одно ведет к денитрационной установке, c ведет к резервуару для затопления, а d, которое направлено вверх и имеет два ответвления: e, ведущее к резервуару для нитрующих кислот, и f — к резервуару для отработанной кислоты. На наклонном дне нитрационного сосуда a лежит змеевик g из перфорированной трубы для продувки воздухом, и в сосуде есть несколько змеевиков h, три из которых показаны на чертеже, для циркуляции охлаждающей воды. В верхней части сосуда находится стеклянный цилиндр i, имеющий боковое выходное отверстие j, направленное в воронкообразное отверстие трубы k, ведущей к резервуару для предварительной промывки. Над цилиндром i находится стеклянный купол l, в который открывается труба m для отвода паров, что может способствовать струе сжатого воздуха из трубы r, работающей как инжектор. В отверстие стеклянного купола l вставлен сосуд n, который соединен гибкой трубой p с резервуаром для глицерина, и со дна n, которое перфорировано и закрыто диском, перфорированным отверстиями, совпадающими с отверстиями в дне, этот диск соединен стержнем с ручкой q, с помощью которой его можно поворачивать, чтобы регулировать или перекрывать проход глицерина через дно. s — термометр для указания температуры содержимого сосуда.

[Сноска A: Англ. пат. 15 983, август 1901 г.]

[Иллюстрация: РИС. 7. — НИТРАТОР НЕЙТАНА ДЛЯ НИТРОГЛИЦЕРИНА. (a) Нитрационный сосуд; (b) к сепарационному сосуду; (c) к резервуару для затопления; (e) вход нитрующих кислот; (f) к отработанным кислотам; (g) змеевики для сжатого воздуха; (h) трубы для охлаждающей воды; (i) стеклянный цилиндр; (j) выход к k; (k) ведущая к резервуару для предварительной промывки; (l) стеклянный купол; (m) труба для отвода паров; (n) сосуд; (p) труба, подающая глицерин; (q) ручка для перекрытия глицерина; (r) струя сжатого воздуха; (s) термометр.]

При работе с этим аппаратом нитрующая кислота вводится в нитрационный сосуд путем открытия крана трубы e. Затем впускается глицерин путем введения n и открытия клапана на его дне, при этом содержимое сосуда перемешивается воздухом, нагнетаемым через перфорации трубы g. Когда весь глицерин пронитрован и температура слегка упала, циркуляция воды через змеевики h и перемешивание воздухом прекращаются, а сосуд для подачи глицерина n удаляется. Нитроглицерин по мере отделения от кислот поднимается путем введения через трубу f отработанной кислоты от предыдущего заряда, это вытесняет нитроглицерин вверх и заставляет его течь через выходное отверстие j и трубу k в резервуар для предварительной промывки. Когда почти весь нитроглицерин был отделен таким образом, кислоты в аппарате могут быть слиты через трубу b в сосуд для послесепарации для дальнейшего отстаивания, тем самым освобождая аппарат для другого нитрования, или сам нитрационный сосуд может использоваться как бутыль для послесепарации, вытесняя нитроглицерин отработанной кислотой по мере его подъема к верху, или снимая его обычным способом. Когда сепарация нитроглицерина завершена, отработанная кислота сливается и денитрируется как обычно, при этом часть ее резервируется для вытеснения нитроглицерина в последующей операции.

В другом патенте (Англ. пат. 3 020, 1903 г.) авторы предлагают с целью предотвращения образования и сепарации нитроглицерина в отработанных кислотах, после того как нитроглицерин, первоначально образовавшийся в нитрационном сосуде, был отделен и удален, добавлять небольшое количество воды к отработанным кислотам; это выполняется следующим образом. Добавляется относительно небольшое количество воды, и это предотвращает любую дальнейшую сепарацию нитроглицерина, и в то же время концентрация отработанных кислот снижается настолько незначительно, что их сепарация и повторная концентрация не затрагиваются. Таким образом, «послесепарация» устраняется, а установка для нитроглицерина упрощается и ее производительность увеличивается. После нитрования сепарация начинается при такой температуре, чтобы, когда вся вытесняющая кислота была добавлена и сепарация нитроглицерина завершена, температура содержимого нитрационного сосуда была не ниже 15° C. Затем достаточное количество вытесняющей кислоты сливается через кран отработанной кислоты, чтобы позволить оставшимся кислотам перемешиваться воздухом без разбрызгивания через верх. Небольшое количество воды, от 2 до 3 процентов в зависимости от концентрации кислоты; если отработанная кислота состоит из серной кислоты (моногидрата) — 62 процента, азотной кислоты (безводной) — 33 процента и воды — 5 процентов; температура 15° C, тогда добавляется 2 процента воды; если отработанные кислоты содержат менее 4 процентов воды при температуре ниже 15° C, возможно, придется добавить от 3 до 5 процентов воды. Вода добавляется медленно через сепараторный цилиндр, а содержимое нитратора перемешивается воздухом, но не охлаждается, при этом температуре позволяют медленно и равномерно повышаться по мере добавления воды — обычно около 3° C на каждый процент добавленной воды. Когда перемешивание воздухом прекращено, кислоты оставляют в покое на короткое время, чтобы дать возможность любому небольшому количеству первоначально образовавшегося нитроглицерина, прилипшего к змеевикам и стенкам сосуда, подняться к верху. Когда он был отделен путем вытеснения, кислоты готовы к денитрации или могут быть безопасно сохранены без дальнейших мер предосторожности.

~Сепарация.~ — Нитроглицерин вместе со смешанными кислотами стекает из нитраторного отделения в сепарационное отделение, которое должно находиться на более низком уровне, чем первое. Сепарационное отделение содержит большой резервуар, выложенный свинцом, закрытый сверху деревянной крышкой, в которую вставлена свинцовая труба большого диаметра, выведенная через крышу здания и действующая как дымоход для отвода любых паров. В этой трубе должно быть закреплено небольшое стеклянное окно, чтобы можно было видеть цвет выходящих паров. Желоб, подающий нитроглицерин, входит в здание прямо под крышей и сбрасывает свое содержимое в резервуар через трубу G (рис. 8). Резервуар заполняется зарядом только на две трети. В боковой части резервуара есть небольшое окно из толстого листового стекла, которое позволяет рабочему видеть уровень заряда, а также наблюдать за ходом сепарации, которая занимает от тридцати минут до одного часа.

Резервуар должен быть соединен с резервуаром для затопления, так как заряд иногда становится очень опасным в этом здании. Он также должен быть соединен желобом с фильтрационным отделением, а также со вторичным сепаратором другим желобом. Резервуар также должен быть оснащен трубой для сжатого воздуха, согнутой в форме петли. Она должна лежать на дне чана. Цель этого — перемешать заряд в случае, если он станет слишком горячим из-за разложения. Термометр, конечно, должен быть закреплен в крышке резервуара, и его колба должна достигать середины нитроглицерина (который покоится на поверхности смешанных кислот, удельный вес нитроглицерина составляет 1,6, а отработанных кислот — 1,7; состав кислот теперь: 11 процентов HNO_{3}, 67 процентов H_{2}SO_{4} и 22 процента воды), и за температурой нужно тщательно следить.

[Иллюстрация: РИС. 8. — СЕПАРАТОР. A, Трубы для сжатого воздуха; G, Нитроглицерин поступает из нитратора; N, Нитроглицерин к P; L, Фонарное окно; W, Окно в боковой части; S, Отработанные кислоты ко вторичному сепаратору; T, Кран для удаления последних следов нитроглицерина; P, Свинцовый промывочный резервуар; A, Сжатый воздух; W, Водяная труба; N, Нитроглицерин из сепаратора.]

Если не происходит ничего необычного и не было необходимости использовать сжатый воздух, нарушая тем самым процесс сепарации, отработанные кислоты можно слить из-под нитроглицерина и дать им стечь во вторичный сепаратор, где любое дальнейшее количество нитроглицерина, которое они содержат, отделяется после отстаивания в течение нескольких дней. Сам нитроглицерин сливается в меньший резервуар в том же здании, где его промывают три или четыре раза его собственным объемом воды, содержащей около 3 фунтов карбоната соды для нейтрализации оставшейся кислоты. Этот меньший резервуар должен содержать свинцовую трубу, пробитую и свернутую на дне, через которую можно пропускать сжатый воздух, чтобы перемешать заряд с водой и содой. После этой предварительной промывки нитроглицерин сливается в резиновые ведра и выливается в желоб, ведущий в фильтрационное отделение. Промывочные воды можно направить по желобу в другое здание, чтобы дать возможность небольшому количеству нитроглицерина, которое было удержано в воде в виде мельчайших глобул, осесть, если это считается стоящим хлопот по сохранению. Это, конечно, будет зависеть от обычного дневного выхода нитроглицерина и общего масштаба операций.

[Иллюстрация: РИС. 9. — УСТАНОВКА ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ И ПРОМЫВКИ. W, свинцовый промывочный бак; WP, водопроводная труба; L, крышка; S, нитроглицерин из сепаратора; A, B, C, фильтрационные баки; B2, резиновое ведро.]

~Фильтрация и промывка.~ — Фильтр-цех (рис. 9), который, разумеется, должен располагаться на несколько более низком уровне, чем сепарационный цех, должен быть значительно более просторным зданием, чем цеха нитрования или сепарации, поскольку всегда необходимо промывать одновременно пять или шесть партий. По прибытии в этот цех нитроглицерин сначала поступает в деревянный бак, футерованный свинцом (W), в котором находится труба для сжатого воздуха, точно такая же, как в небольшом баке в сепарационном цехе. Этот бак наполовину заполнен водой, и через полчаса или четверть часа после загрузки продукта подается сжатый воздух. Затем воду сливают и добавляют свежую. Обычно требуется четыре или пять промывок. После этого нитроглицерин перепускают в следующий бак (A), верх которого находится на одном уровне с дном первого. Поперек верхней части этого бака натянута фланелевая рама, через которую нитроглицерин должен отфильтроваться. Это позволяет удалить любые твердые частицы, такие как грязь или накипь. Покинув этот бак, он проходит через аналогичную фланелевую раму над другим баком (B) и, наконец, через кран в дне бака сливается в резиновые ведра. Краны в этих баках лучше всего изготавливать из эбонита.

На этой стадии пробу следует доставить в лабораторию и испытать. Если проба не проходит испытания, что случается часто, партию необходимо промывать повторно в течение одного часа или иного времени, в зависимости от решения ответственного химика. В случае «упрямой» партии гораздо эффективнее промывать большое количество раз небольшими порциями воды в течение короткого времени, чем использовать много воды и промывать полчаса. Следует использовать достаточное количество сжатого воздуха, так как это позволяет избавиться от образующихся сложных азотных эфиров. Поскольку в этом цехе часто одновременно находятся пять или шесть партий, необходимо иметь соответствующее количество баков, расположенных ярусами, иначе одна или две труднообрабатываемые партии остановят работу нитрационного цеха и всей остальной установки по производству нитроглицерина. Основными причинами того, что промытый материал не проходит тепловую пробу, являются либо недостаточная чистота кислот, либо наличие в них нежелательных примесей, либо, что случается чаще, качество используемого глицерина. Глицерин, используемый для производства нитроглицерина, должен соответствовать следующим испытаниям, некоторые из которых, однако, имеют большее значение, чем другие. Глицерин должен:

1. Иметь минимальный удельный вес при 15° C, равный 1,261.

2. Хорошо нитроваться.

3. Разделение должно происходить четко в течение получаса, без выпадения хлопьевидного осадка; также не должен образовываться белый хлопьевидный осадок (обусловленный жирными кислотами) при добавлении нитрованного глицерина в воду и нейтрализации карбонатом натрия.

4. Не содержать извести и хлора, а также содержать лишь следы мышьяка, серной кислоты и т. д.

5. При выпаривании в платиновой чашке без кипения (около 160° C) или частичного разложения оставлять не более 0,25 процента неорганического и органического остатка в сумме.

6. Давать удовлетворительный результат при серебряной пробе.

7. Глицерин, разбавленный наполовину, не должен давать осадка или выделения жирных кислот при пропускании через него газообразного перекиси азота. (Пункты 1, 2, 3 и 5 являются наиболее существенными.)

Белый хлопьевидный осадок, иногда образующийся, доставляет массу неприятностей, и любой образец глицерина, дающий такой осадок при лабораторных испытаниях, должен быть немедленно отвергнут, так как он создаст бесконечные проблемы в сепарационном и фильтрационном цехах, а нитроглицерин будет крайне трудно заставить пройти тепловую пробу. Выход нитроглицерина также будет очень низким. Проблема проявится главным образом в процессе сепарации. Очень часто 2 или 3 дюйма [осадка] будут подниматься на поверхность или оставаться в нитроглицерине, а также в точке контакта между ним и смешанными кислотами, и впоследствии от них будет очень трудно избавиться путем фильтрации. Этот материал, по-видимому, представляет собой частично эмульсию глицерина, а частично состоит из жирных кислот, и поскольку, судя по всему, не существует действительно удовлетворительного метода предотвращения его образования или избавления от него, лучше всего не использовать для нитрования глицерин, который в ходе лабораторных экспериментов дал этот нежелательный осадок. Один из наиболее полезных методов испытания глицерина, помимо нитрования, заключается в разбавлении образца наполовину водой с последующим пропусканием через него тока газообразного перекиси азота, при этом образуется хлопьевидный осадок элаидиновой кислоты (менее растворимой в глицерине, чем исходная олеиновая кислота). Перекись азота, N2O4, лучше всего получать путем нагревания сухого нитрата свинца (см. Аллен, «Коммерческий органический анализ», том II, 301).

Когда образец нитроглицерина доставляют в лабораторию из фильтр-цеха, его следует сначала проверить на отсутствие кислоты.[A] Можно использовать слабый раствор конго красного или метилового оранжевого. Если он кажется явно щелочным, его следует перелить в делительную воронку и взболтать с небольшим количеством дистиллированной воды. Эту операцию следует повторить, а промывные воды (около 400 куб. см) слить в стакан, добавить каплю конго красного или метилового оранжевого и добавить каплю или около того N/2 соляной кислоты; при этом не более чем от двух-трех капель должен появиться синий цвет с конго красным или розовый с метиловым оранжевым и т. д. Цель этого испытания — показать, что нитроглицерин свободен от избытка соды, т. е. что сода была должным образом вымыта, иначе тепловая проба покажет, что образец лучше, чем он есть на самом деле. Также необходимо провести тепловую пробу.

[Сноска A: А. Леру, Bul. Soc. Chim. de Bel., XIX, август 1905 г., утверждает, что опыт не дает оснований полагать, что свободная кислота является источником опасности в нитроглицерине или нитроцеллюлозе; свободная щелочь, по его словам, способствует их разложению.]

По выходе из фильтр-цеха, где он был промыт и отфильтрован и успешно прошел тепловую пробу, нитроглицерин сливают из самого нижнего бака в резиновые ведра и переливают в трубопровод, ведущий в осадительный цех, где его оставляют отстаиваться на день или, иногда, дольше, чтобы дать остаткам воды подняться на поверхность. Для этого достаточно оставить его в закрытых баках конической формы высотой около 3 или 4 футов. На многих заводах его предварительно фильтруют через поваренную соль, которая, разумеется, поглощает последние следы воды. После этого он приобретает бледно-желтый цвет, должен быть совершенно прозрачным, и его можно слить через кран (из эбонита), закрепленный в дне баков, в резиновые ведра; он готов к использованию при производстве динамита или любых других видов желатиновых составов, бездымных порохов и т. д., таких как кордит, баллистит и многие другие.

Миколайчак (Chem. Zeit., 1904, Rep. 174) заявляет, что он получил моно- и динитроглицерин и полагает, что последнее соединение станет ценной основой для взрывчатых веществ, поскольку оно не замерзает. Утверждается, что это масло без запаха, не замерзающее, менее чувствительное к ударам, трению и повышению температуры, обладающее большей растворяющей способностью по отношению к коллодионному хлопку, чем обычный нитроглицерин. Таким образом, его можно использовать для приготовления высокостабильных взрывчатых веществ, которые сохраняют свою пластичность даже зимой. Динитроглицерин является растворителем для тринитроглицерина, поэтому его можно смешивать с этим веществом в различных желатиновых взрывчатых веществах для снижения температуры замерзания.

~Отработанные кислоты.~ — Отработанные кислоты из сепарационного цеха, из которых нитроглицерин был отделен настолько полно, насколько это возможно, направляются по трубопроводу во вторичный сепаратор для извлечения последних следов нитроглицерина, которые они содержат. Состав отработанных кислот обычно примерно следующий: удельный вес 1,7075 при 15° C; серная кислота — 67,2 процента; азотная кислота — 11,05 процента; вода — 21,7 процента, возможно, до 2 процентов оксида азота и, конечно, переменные количества нитроглицерина, который необходимо отделить, так как эту жидкость невозможно слить (если только ее нельзя слить в море) или регенерировать кислоты путем дистилляции, пока она содержит это вещество. Поэтому смесь обычно сливают в большие круглые баки, футерованные свинцом, закрытые крышками и по конструкции очень похожие на нитрационный аппарат, то есть они содержат змеевики внутри, чтобы можно было пропускать воду для охлаждения смеси, и трубу для сжатого воздуха, чтобы при необходимости перемешивать смесь. Верхняя часть также должна иметь окно, чтобы можно было видеть внутреннее пространство, и свинцовую вытяжную трубу для отвода паров, которые могут возникнуть при разложении. Также полезно заменить около фута свинцовой вытяжной трубы стеклянной трубкой диаметром 3 или 4 дюйма, чтобы дежурный мог в любое время видеть цвет паров, поднимающихся от жидкости. Также должны быть два термометра: один длинный, достигающий дна бака, и один, погруженный всего на несколько дюймов ниже поверхности жидкости.

Нитроглицерин, разумеется, скапливается на поверхности, и его можно слить через кран, расположенный на удобной для этой цели высоте. Крышка бака обычно коническая и соединена со стеклянным цилиндром, который прицементирован к верху этой свинцовой крышки, а также к свинцовой вытяжной трубе. В этом стеклянном цилиндре есть отверстие, в которое вставляется притертая стеклянная пробка, через которую можно сливать нитроглицерин. Вероятно, его никогда не будет больше дюйма, а чаще и того меньше. Его следует доставить в фильтр-цех и обработать вместе с другой партией. Сами кислоты можно либо слить в отходы, либо, что лучше, обработать на какой-либо установке денитрации. Этот цех, вероятно, требует больше внимания, чем любой другой в опасной зоне, из-за опасности разложения небольших количеств нитроглицерина, который, будучи смешанным с таким большим количеством кислот и воды, очень склонен к нагреванию, а разложение, которое начинается в местах, где плавает маленькая капля нитроглицерина, окруженная постепенно нагревающимися кислотами, выделяет нитрозные пары и, возможно, взрывается, вызывая внезапный взрыв всей массы. Единственный способ предотвратить это — часто проверять термометры и цвет выходящих паров, и если рабочий заметит повышение температуры или появление красных паров, он должен включить воду и воздух и перемешать смесь, после чего температура, вероятно, внезапно упадет, а выделение паров прекратится.

Причиной взрывов в этом здании является либо невнимательность дежурных рабочих, либо разрыв одной из водопроводных труб, из-за чего вода, попадая в кислоты, вызывает внезапное повышение температуры. Если произойдет последнее из этих двух событий, воду следует немедленно перекрыть, а воздух включить на полную мощность, но если видно, что взрыв неизбежен, бак следует немедленно опорожнить, направив его содержимое в затопляемый бак, расположенный рядом с цехом снаружи, который должен быть глубиной около 4 футов и размером около 16 футов в длину и 6 футов в ширину; по сути, достаточно большой, чтобы вместить значительное количество воды. Но к этому последнему средству следует прибегать только в крайнем случае, так как крайне затруднительно извлечь небольшое количество нитроглицерина со дна этого бака, который обычно представляет собой выложенный кирпичом и цементированный котлован в нескольких ярдах от здания.

Было предложено обрабатывать эти отработанные кислоты, содержащие нитроглицерин, в реторте для азотной кислоты г-на М. Прентиса. В этом случае их вместе с нитратом натрия подавали бы в реторту тонкой струей, и небольшое количество нитроглицерина, соприкасаясь с горячей смесью, уже находящейся в реторте, вероятно, немедленно разлагалось бы. Этот процесс, хотя еще не опробованный, обещает быть успешным. Для денитрации этих кислот использовалось несколько процессов.

~Обработка отработанной кислоты от производства нитроглицерина и пироксилина.~ — Состав этих кислот следующий:

Отработанная кислота от производства нитроглицерина и пироксилина.

Серная кислота 70 процентов 78 процентов; Азотная кислота 10 процентов 12 процентов; Вода 20 процентов 10 процентов.

Отработанная кислота от производства пироксилина обычно используется непосредственно для производства азотной кислоты, так как она содержит довольно большое количество серной кислоты, а небольшое количество нитроцеллюлозы, которое она также обычно содержит, разлагается постепенно и без взрыва в реторте. Азотную кислоту можно сначала отогнать, а полученную серную кислоту затем добавить к эквивалентному количеству нитрата натрия. Затем азотную кислоту отгоняют и конденсируют обычным способом. Очень часто, однако, отработанную кислоту добавляют непосредственно к загрузке нитрата без предварительного удаления азотной кислоты. Обработка отработанной кислоты от производства нитроглицерина несколько иная. Небольшое количество нитроглицерина в этой кислоте должно быть обязательно удалено. Это достигается либо путем выдерживания отработанной кислоты не менее двадцати четырех часов в большом сосуде с конической крышкой, где весь нитроглицерин, отделившийся на поверхности, удаляется путем снятия, либо, что еще лучше, может быть применен «процесс разбавления водой» полковника Натана. В нитраторе Натана каждый след нитроглицерина отделяется от кислот через несколько часов после нитрования, а дальнейшее образование нитроглицерина предотвращается добавлением около 2 процентов воды к отработанным кислотам, которые во время добавления перемешиваются. Отработанная кислота, теперь свободная от нитроглицерина, но все еще содержащая органические вещества, денитрируется путем приведения ее в контакт со струей пара. Отработанная кислота пропускается небольшой струей вниз через башню из кислотоупорной керамики (вольвикский камень), которая плотно заполнена керамическим материалом и в нижней части которой находится паровая струя. Разложение происходит по мере того, как кислота встречается с паром; азотная и азотистая кислоты высвобождаются и проходят через верхнюю часть башни по трубе в серию конденсаторов и башен, где собирается азотная кислота. Азотистую кислоту можно превратить в азотную путем введения струи горячего сжатого воздуха в газы перед их поступлением в конденсаторы. Слабая серная кислота с уд. весом 1,6 собирается в поддоне, в котором стоит башня, а затем проходит через охлаждающий змеевик. Слабая серная кислота, теперь полностью свободная от азотной и азотистой кислот, может быть сконцентрирована до уд. веса 1,842 и 96 процентов H2SO4 любым из хорошо известных процессов, например, Кесслера, Уэбба, Бенкера, Дельпласа и т. д., и может быть снова использована в производстве нитроглицерина или пироксилина.

Два момента в производстве нитроглицерина имеют величайшее значение, а именно: чистота используемого глицерина и крепость и чистота кислот, используемых при нитровании. Что касается первого, следует проявлять большую осторожность, и всегда следует проводить полный анализ и тщательное исследование, включая предварительное экспериментальное нитрование. Что касается второго, серная кислота должна быть не только крепкой (96 процентов), но и максимально свободной от примесей. При работе с азотной кислотой, которая обычно производится на самих взрывчатых заводах, где она используется, необходимо следить за тем, чтобы она была максимально крепкой (97 процентов и выше). Этого легко достичь, если использовать установку, разработанную г-ном Оскаром Гуттманном[A]. Проработав на установке г-на Гуттманна некоторое время, я могу засвидетельствовать ее ценность и эффективность.

[Сноска A: «Производство азотной кислоты», Jour. Soc. Chem. Ind., март 1893 г.]

Другой формой установки для производства азотной кислоты, которая обещает быть весьма полезной для производителя азотной кислоты для целей нитрования, является изобретение покойного г-на Мэннинга Прентиса из Стоумаркета. Благодаря любезности г-на Прентиса я посетил его завод, чтобы увидеть установку в действии. Она состоит из перегонного куба, разделенного на отсеки или камеры таким образом, что жидкость может непрерывно переходить из одного в другой. Поскольку азотная кислота непрерывно отделяется путем дистилляции, содержимое каждого отделения различается — первое содержит полную пропорцию азотной кислоты, а каждое последующее — меньше азотной кислоты, пока из перелива последнего бисульфат натрия не вытекает без какой-либо азотной кислоты. Нитрат натрия помещается в отмеренных количествах в бункер, откуда он поступает в питатель. Питатель представляет собой миниатюрную горизонтальную мешалку, которая принимает потоки серной кислоты и нитрата и, тщательно перемешав их, подает в перегонный куб, где под воздействием тепла они быстро превращаются в однородную жидкость, из которой непрерывно отгоняется азотная кислота.

Г-н Прентис говорит: «Я могу отметить, что в то время как обычный процесс производства азотной кислоты — это фракционная дистилляция по времени, мой — это фракционная дистилляция в пространстве». «Вместо того чтобы операция всегда происходила в одной и той же точке пространства, но различалась по последовательным моментам времени, я устраиваю так, чтобы различия происходили в разных точках пространства, и эти различия существуют в один и тот же момент времени». С помощью этой установки можно получить полный продукт азотной кислоты с удельным весом 1,500 или получить кислоту различной крепости из разных шлемов перегонных кубов. Один из таких кубов, способный производить около 4 тонн азотной кислоты в неделю, весит менее 2 тонн. Утверждается, что при их использовании достигается экономия более двух третей топлива и четырех пятых конденсационного оборудования. Дополнительные подробности и иллюстрации можно найти в статье г-на Прентиса (Journal of the Society of Chemical Industry, 1894, стр. 323).

ГЛАВА III.

НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗА И Т. Д.

Свойства целлюлозы — Открытие пироксилина — Свойства пироксилина — Разновидности растворимых и нерастворимых пироксилинов — Производство пироксилина — Погружение и пропитка — Отжим кислоты — Промывка — Варка — Размол в пульпу — Прессование — Процесс Уолтем-Эбби — Процесс Ле-Буше — Грануляция пироксилина — Коллодионный хлопок — Производство — Используемая кислотная смесь — Используемый хлопок и т. д. — Нитрованный пироксилин — Тонит — Опасности при производстве пироксилина — Огнетушащий состав Тренча — Использование коллодионного хлопка — Целлулоид — Производство и т. д. — Нитрокрахмал, нитроджут и нитроманнит.

~Нитроцеллюлозы.~ — Вещество, известное как целлюлоза, составляет основу растительных тканей. Целлюлозу древесных частей растений одно время считали отдельным телом и называли лигнином, но сейчас их считают идентичными. Формула целлюлозы — (C6H10O5)X, и обычно предполагается, что молекулярная формула должна быть представлена кратной эмпирической формуле, причем C12H20O10 часто рассматривается как минимальная. Это предположение основано на существовании пентанитрата, а также на нерастворимой и коллоидной природе целлюлозы. Грин (Zeit. Farb. Text. Ind., 1904, 3, 97) считает эти причины недостаточными и предпочитает использовать простую формулу C6H10O5. Целлюлозу можно извлечь в чистом виде из молодых и нежных частей растений, сначала измельчив их, чтобы разрушить клетки, а затем последовательно экстрагируя разбавленной соляной кислотой, водой, спиртом и эфиром, пока ни один из этих растворителей не перестанет что-либо извлекать. Тонкая бумага или хлопковая вата дают почти чистую целлюлозу при аналогичной обработке.

Целлюлоза представляет собой бесцветную прозрачную массу, абсолютно нерастворимую в воде, спирте или эфире. Однако она растворима в растворе купраммония, приготовленном из основного карбоната или гидрата меди и водного аммиака. Удельный вес целлюлозы составляет от 1,25 до 1,45. Согласно Шульце, ее элементарный состав выражается следующими процентными числами:

Углерод 44,0 процента 44,2 процента; Водород 6,3 процента 6,4 процента; Кислород 49,7 процента 49,4 процента.

Эти числа представляют состав целлюлозы, свободной от золы. Однако почти все формы целлюлозы содержат небольшую долю минеральных веществ, и соединение их с органической частью волокна или ткани таково, что зола, остающаяся при прокаливании, сохраняет форму оригинала. «Только в точке роста некоторых молодых побегов целлюлозная ткань свободна от минеральных составляющих» (Гофмейстер).

Целлюлоза — очень инертное тело. Холодная концентрированная серная кислота заставляет ее набухать и, наконец, растворяет, образуя вязкий раствор. Соляная кислота почти не оказывает действия, но азотная кислота оказывает, образуя ряд тел, известных как нитраты или нитроцеллюлозы. Целлюлоза обладает некоторыми свойствами спиртов, среди них — способность образовывать эфирные соли с кислотами. Когда целлюлоза в любой форме, например, хлопок, приводится в контакт с крепкой азотной кислотой при низкой температуре, образуется нитрат или нитропродукт, содержащий нитрил или группу NO2. Более или менее полное замещение гидроксильного водорода группами NO2 зависит частично от концентрации используемой азотной кислоты, частично от продолжительности действия. Если используются самые концентрированные азотная и серная кислоты и действие продолжается в течение значительного времени, образуется высший нитрат, известный как гексанитроцеллюлоза или пироксилин, C12H14O4(O.NO2)6; но с более слабыми кислотами и более коротким воздействием образуются тетра-, пента- и более низкие нитраты.[A]

[Сноска A: Статья профессора Лунге, Jour. Amer. Chem. Soc., 1901, 23[8], 527-579, содержит ценную информацию по этому вопросу.]

Помимо нитрата, А. Лак[A] предложил использовать другие эфиры целлюлозы, такие как ацетат, бензоат или бутират. Установлено, что ацетат целлюлозы образует с нитроглицерином желатинообразное тело без необходимости добавления растворителя. Предложен спортивный порох, состоящий из 75 частей нитрата целлюлозы (13 процентов N), смешанного с 13 частями ацетата целлюлозы.

[Сноска A: Англ. пат. 24,662, 22 ноября 1898 г.]

Открытие пироксилина обычно приписывают Шёнбейну (1846), но Браконно (в 1832 г.) ранее нитровал крахмал, а шесть лет спустя Пелуз приготовил нитрохлопок и различные другие нитротела, а Дюма нитровал бумагу, но Шёнбейн, по-видимому, был первым химиком, использовавшим смесь крепких азотной и серной кислот. Многие химики, такие как Побер во Франции, Морин в России и Абель в Англии, изучали этот предмет; но наибольший прогресс был достигнут в Австрии под эгидой барона фон Ленка. Ленк использовал хлопок в виде пряжи, смотанной в мотки, которые он сначала промывал в растворе поташа, а затем водой, и после сушки погружал в кислоты. Использованная кислотная смесь состояла из 3 частей по весу серной кислоты на 1 часть азотной кислоты и готовилась за некоторое время до использования. Хлопок погружали по одному мотку за раз, перемешивали несколько минут, отжимали, пропитывали, а избыток кислоты удаляли промывкой водой, затем разбавленным поташом и, наконец, водой. Процесс фон Ленка использовался в Англии в Фавершаме (завод г-д Холла), но был прекращен из-за взрыва (1847).

Сэр Фредерик Абель, работая в Стоумаркете и Уолтем-Эбби, внес несколько очень важных улучшений в процесс, главным из которых является размол в пульпу. Проследив причину его нестабильности до присутствия веществ, вызванных действием азотной кислоты на смолистые или жирные вещества, содержащиеся в хлопковом волокне, он преуспел в их устранении путем варки нитрохлопка в воде и тщательной промывки после размола хлопка в голландерах.

Хотя пироксилины обычно называют нитроцеллюлозами, их правильнее описывать как нитраты целлюлозы, ибо, в отличие от нитротел других рядов, они не дают (или пока не дали) амидотел при восстановлении с помощью зарождающегося водорода.[A] Уравнение образования пироксилина следующее:

2(C6H10O5) + 6HNO3 = C12H14O4(NO3)6 + 6OH2. Целлюлоза. Азотная кислота. Пироксилин. Вода.

Используемая серная кислота не принимает участия в реакции, но ее присутствие абсолютно необходимо для связывания высвобождающейся воды и тем самым предотвращения ослабления азотной кислоты. Кислотная смесь, используемая в Уолтем-Эбби, состоит из 3 частей по весу серной кислоты с удельным весом 1,84 и 1 части азотной кислоты с удельным весом 1,52. Та же смесь используется и в Стоумаркете (завод New Explosive Company). Использование более слабых кислот приводит к образованию коллодионного хлопка и более низких нитратов в целом.

[Сноска A: «Целлюлоза», Кросс и Беван, под ред. У. Р. Ходжкинсона, стр. 9.]

Нитрат, который идет под названием пироксилин, обычно считается гексанитратом и содержит 14,14 процента азота; но более высокий процент, чем 13,7, не был получен ни из одного образца. Почти невозможно (во всяком случае, в производственном масштабе) сделать чистую гексанитроцеллюлозу или пироксилин; он обязательно будет содержать несколько процентов растворимых форм, т. е. более низких нитратов. Он часто содержит до 15 или 16 процентов и только от 13,07[A] до 13,6 процента азота.

[Сноска A: Г-н Дж. Дж. Сэйерс в своих показаниях перед судом по «Кордитному делу» говорит, что он обнаружил 15,2 и 16,1 процента растворимого хлопка и 13,07 и 13,08 процента азота в двух образцах пироксилина из Уолтем-Эбби.]

Предполагается, что существует целый ряд нитратов целлюлозы, высшим членом которого является гексанитрат, а низшим — монитрат. Пироксилин одно время рассматривался как тринитрат, а коллодионный хлопок — как динитрат и монитрат, их соответствующие формулы приводились следующим образом:

Монитроцеллюлоза C6H9(NO2)O5 = 6,763 процента азота. Динитроцеллюлоза C6H8(NO2)2O5 = 11,11 процента азота. Тринитроцеллюлоза C6H7(NO2)3O5 = 14,14 процента азота.

Но пироксилин теперь рассматривается как гексанитрат, а коллодионный хлопок — как смесь всех других нитратов. Фактически, химики теперь более склонны делить нитроцеллюлозу на растворимые и нерастворимые формы, причина в том, что довольно легко сделать нитроцеллюлозу, полностью растворимую в смеси эфира и спирта и при этом содержащую такой высокий процент азота, как 12,6; тогда как динитрат[A] теоретически должен содержать только 11,11 процента. С другой стороны, невозможно сделать пироксилин с более высоким содержанием азота, чем около 13,7, даже когда он не содержит нитрохлопка, растворимого в эфиро-спирте.[B] Дело в том, что в настоящее время невозможно сделать нитроцеллюлозу, которая была бы либо полностью растворимой, либо полностью нерастворимой, или которая содержала бы теоретическое содержание азота, соответствующее любой из вышеуказанных формул для нитратов целлюлозы. Профессор Г. Лунге дает следующий список продуктов нитрования целлюлозы:

[Сноска A: Пентанитрат C12H15O5(NO3)5 = 12,75 процента азота.]

[Сноска B: В ходе Кордитного процесса (1894) сэр Ф. А. Абель сказал: «До 1888 года существовало широкое различие между растворимой и нерастворимой нитроцеллюлозой, коллодионный хлопок был растворим (в эфиро-спирте), а пироксилин — нерастворим». Сэр Г. Э. Роско: «Что он не смог сделать нитрохлопок с содержанием азота выше 13,7». А профессор Г. Лунге сказал: «Пироксилин всегда содержал растворимый хлопок, и наоборот». Эти мнения были также в целом подтверждены сэром Э. Франклендом, сэром У. Круксом, д-ром Армстронгом и другими.]

Додеканитроцеллюлоза C24H28O20(NO2)12 = 14,16 процента азота. (= старая тринитроцеллюлоза); Эндеканитроцеллюлоза C24H29O20(NO2)11 = 13,50 процента азота; Деканитроцеллюлоза C24H30O20(NO2)10 = 12,78 процента азота; Эннеанитроцеллюлоза C24H31O20(NO2)9 = 11,98 процента азота; Октонитроцеллюлоза C24H32O20(NO2)8 = 11,13 процента азота. (= старая динитроцеллюлоза); Гептанитроцеллюлоза C24H33O20(NO2)7 = 10,19 процента азота; Гексанитроцеллюлоза C24H34O20(NO2)6 = 9,17 процента азота; Пентанитроцеллюлоза C24H35O20(NO2)5 = 8,04 процента азота; Тетранитроцеллюлоза C24H36O20(NO2)4 = 6,77 процента азота. (= старая монитроцеллюлоза)

Вполне вероятно, что существует длинный ряд нитратов. Во всяком случае, несомненно, что независимо от того, какая крепость кислот используется и какая температура или другие условия присутствуют во время нитрования, образующийся продукт всегда состоит из смеси растворимой и нерастворимой нитроцеллюлозы.

Теоретически 100 частей хлопка по весу должны давать 218,4 части пироксилина, но на практике выход значительно меньше, как в случае с пироксилином, так и с коллодионным хлопком. Говоря о растворимой и нерастворимой нитроцеллюлозе, имеют в виду их поведение при обработке раствором, состоящим из 2 частей эфира и 1 части спирта. Существует, однако, другое очень важное различие, а именно их различная растворимость в нитроглицерине. Более низкие нитраты или растворимая форма растворимы в нитроглицерине под воздействием тепла, требуется температура около 50° C. При более низких температурах растворение происходит очень неполно; и после того, как материалы оставляют в контакте на несколько дней, нити хлопка все еще можно различить. Нерастворимая форма или пироксилин совершенно нерастворима в нитроглицерине. Однако его можно заставить раствориться[A] с помощью ацетона или уксусного эфира. Оба, или, скорее, все формы нитроцеллюлозы могут быть растворены в ацетоне или уксусном эфире. Они также растворяются в концентрированной серной кислоте, а пентанитрат — в азотной кислоте при температуре около 80° или 90° C.

[Сноска A: Или, скорее, образовать прозрачное желе.]

Пентанитрат может быть получен в чистом виде с помощью следующего процесса, разработанного Эдером: пироксилин растворяют в концентрированной азотной кислоте при 90° C и переосаждают добавлением концентрированной серной кислоты. После охлаждения до 0° C и смешивания с большим объемом воды осажденный нитрат промывают водой, затем спиртом, растворяют в эфиро-спирте и снова осаждают водой, после чего он получается чистым. Этот нитрат растворим в эфиро-спирте и слегка в уксусной кислоте, легко в ацетоне, уксусном эфире и метиловом спирте, нерастворим в спирте. Крепкий раствор поташа (KOH) превращает его в динитрат C12H18O8(NO3)2. Гексанитрат нерастворим в уксусной кислоте или метиловом спирте.

Более низкие нитраты, известные как тетра- и тринитраты, образуются вместе, когда целлюлоза обрабатывается смесью слабых кислот и оставляется в контакте с ними на очень короткое время (двадцать минут). Их невозможно отделить друг от друга, так как они все одинаково растворяются в эфиро-спирте, уксусном эфире, уксусной кислоте, метиловом спирте, ацетоне, амилацетате и т. д.

Что касается производства взрывчатых тел, то используются и производятся две формы нитроцеллюлозы: пироксилин или гексанитрат (когда-то рассматривавшийся как тринитроцеллюлоза), который также известен как нерастворимый пироксилин, и растворимая форма пироксилина, которая также известна как коллодий и состоит из смеси нескольких более низких нитратов. Вероятно, однако, что он главным образом состоит из следующего по величине нитрата после пироксилина, так как теоретический процент азота для этого тела, пентанитрата, составляет 12,75 процента, а анализы коммерческого коллодионного хлопка, полностью растворимого в эфиро-спирте, часто дают такой высокий процент, как 12,6.

Мы опишем только производство двух форм, известных как растворимая и нерастворимая, и будем называть их под их более известными названиями: пироксилин и коллодионный хлопок. Однако ниже приведены формулы[A] и процентное содержание азота для полного ряда:

Гексанитроцеллюлоза C12H14O4(NO3)6 14,14 процента азота; Пентанитроцеллюлоза C12H15O5(NO3)5 12,75 процента азота; Тетранитроцеллюлоза C12H16O6(NO3)4 11,11 процента азота; Тринитроцеллюлоза C12H17O7(NO3)3 9,13 процента азота; Динитроцеллюлоза C12H18O8(NO3)2 7,65 процента азота; Монитроцеллюлоза C12H19O9(NO3) 3,80 процента азота.

[Сноска A: Бертло берет C24H40O20 в качестве формулы целлюлозы; а М. Вьей рассматривает высший нитрат как (C24H18(NO3H)11O9). Compt. Rend., 1882, стр. 132.]

~Свойства пироксилина.~ — Абсолютная плотность пироксилина составляет 1,5. В кусках его кажущаяся плотность составляет 0,1; если скручен в нить — 0,25; при подвергании в виде пульпы гидравлическому давлению — от 1,0 до 1,4. Пироксилин сохраняет внешний вид хлопка, из которого он сделан. Однако он более жесткий на ощупь; он лишь слегка гигроскопичен (сухой пироксилин поглощает 2 процента влаги из воздуха). Он обладает свойством электризоваться при трении. Он растворим в уксусном эфире, амилацетате и ацетоне, нерастворим в воде, спирте, эфире, эфиро-спирте, метиловом спирте и т. д. Он очень взрывоопасен и воспламеняется при контакте с горящим телом, или от удара, или при нагревании до температуры 172° C. Он горит желтоватым пламенем, почти без дыма, и оставляет мало или совсем не оставляет остатка. Объем образующихся газов велик и состоит из углекислого газа, оксида углерода, азота и водяного пара. Спрессованный пироксилин при воспламенении часто взрывается, если предварительно нагрет до 100° C.

Пироксилин, выдерживаемый при 80°–100° C, медленно разлагается, и солнечный свет заставляет его подвергаться медленному разложению. Однако его можно хранить годами, не подвергая никаким изменениям. Он очень восприимчив к взрывам под влиянием. Например, торпеда, даже помещенная на большом расстоянии, может взорвать линию торпед, заряженных пироксилином. Скорость распространения взрыва в металлических трубках, заполненных порошкообразным пироксилином, оказалась от 5000 до 6000 мм в секунду в оловянных трубках и 4000 в свинцовых трубках (Себер).

Пироксилин, свободно выставленный на открытом воздухе, горит в восемь раз быстрее, чем порох (Побер). В тонкий диск пироксилина можно выстрелить из винтовки без взрыва; но если толщину диска увеличить, может произойти взрыв. Эффект пироксилина в минах очень близок к эффекту динамита при равных весах. Однако он требует более сильного детонатора и приводит к образованию большего количества газа оксида углерода. Пироксилин должен быть нейтральным к лакмусу и должен выдерживать правительственную тепловую пробу — температура 150° F в течение пятнадцати минут (см. стр. 249). Во французском флоте пироксилин подвергается тепловой пробе при 65° C (= 149° F) в течение одиннадцати минут. Он должен содержать как можно меньший процент растворимого нитрохлопка и ненитрованного хлопка.

Продукты идеально детонированного пироксилина могут быть выражены следующим уравнением:

2C12H14O4(NO3)6 = 18CO + 6CO2 + 14H2O + 12N.

Поэтому он не содержит достаточного количества кислорода для полного сгорания своего углерода. Именно по этой причине при использовании для горных работ обычно добавляют нитрат, чтобы восполнить этот недостаток (как, например, в тоните). Он также имеет тенденцию предотвращать выделение ядовитого газа — оксида углерода. Успех различных желатиновых взрывчатых веществ объясняется этим фактом, а именно тем, что нитроглицерин имеет избыток кислорода, а нитрохлопок — слишком мало, и таким образом два взрывчатых вещества помогают друг другу.

На практике газы, образующиеся в результате взрыва пироксилина, следующие: оксид углерода — 28,55; углекислый газ — 19,11; болотный газ (CH4) — 11,17; оксид азота — 8,83; азот — 8,56; водяной пар — 21,93 процента. Покойный г-н Э. О. Браун из Вулвичского арсенала обнаружил, что совершенно влажный и невоспламеняющийся спрессованный пироксилин может быть легко детонирован детонацией запального заряда из сухого материала, находящегося в контакте с ним. Это сделало использование пироксилина гораздо более безопасным для применения в качестве военного или горного взрывчатого вещества.

В качестве горного взрывчатого вещества, однако, пироксилин сейчас в основном используется в форме тонита, который представляет собой смесь половины пироксилина и половины нитрата бария. Этот материал иногда называют «нитрованным пироксилином». Вес пироксилина, необходимый для получения равного эффекта как в тяжелой артиллерии, так и в стрелковом оружии, относится к весу пороха в пропорции 1 к 3, т. е. равный вес пироксилина произвел бы в три раза больший эффект, чем порох. Его скорость горения, однако, требует модификации для использования в огнестрельном оружии. Поэтому обычно используются более низкие нитраты или такие соединения, как нитролигноза, нитрованная древесина и т. д.

Начальное давление, создаваемое взрывом пироксилина, очень велико, равно 18 135 атмосферам и 8740 килограммам на квадратный сантиметр для 1 кг, выделяемое тепло составляет 1075 калорий (вода жидкая) или 997,7 кал. (вода газообразная), но количество выделяемого тепла меняется с уравнением разложения. Согласно Бертло[A], теплота образования коллодионного хлопка составляет 696 кал. на 1053 г или 661 кал. на 1 кг. Теплота, выделяемая при полном сгорании пироксилина свободным кислородом при постоянном давлении, составляет 2633 кал. на 1143 г, или на 1 кг пироксилина 2302 кал. (вода жидкая) или 2177 кал. (вода газообразная). Теплота разложения пироксилина в закрытом сосуде, найденная экспериментально при низкой плотности заряда (0,023), составляет 1071 кал. на 1 кг вещества, сухого и свободного от золы. Чтобы получить максимальный эффект от пироксилина, его необходимо использовать в спрессованном состоянии, так как начальные давления при этом увеличиваются. Влажный пироксилин гораздо менее чувствителен к ударам, чем сухой. Парафин также снижает его склонность к взрыву, так же как и камфора.

[Сноска A: «Взрывчатые вещества и их сила», пер. Хейка и Макнаба.]

Вещество, известное как целлулоид, разновидность нитроцеллюлозы, почти соответствующая формуле C_{24}H_{24}(NO_{3}H)_{8}O_{12}, в которую добавлены камфора и различные инертные вещества для придания ей нечувствительности к ударам, может подвергаться механической обработке и обточке на токарном станке так же, как слоновая кость, вместо которой целлулоид в настоящее время широко используется для изготовления таких изделий, как ручки ножей, гребни и т. д. Целлулоид становится очень пластичным при нагревании до 150° C и имеет тенденцию становиться очень чувствительным к ударам, а в больших количествах может стать взрывоопасным во время пожара из-за общего нагрева массы и последующего испарения камфоры. При хранении в воздушном термостате при 135° C целлулоид быстро разлагается. В одном эксперименте (проведенном М. Бертло) в закрытом сосуде при 135° C и плотности заряда 0,4 произошел взрыв, развивший давление 3000 кг. Несколько лет назад на одной из немецких железных дорог в багажном вагоне также взорвался большой пакет гребней из целлулоида. Хотя при обычных обстоятельствах или даже при использовании мощного детонатора он не является взрывчатым веществом, при его производстве следует проявлять значительную осторожность.

~Производство пироксилина.~ — Метод, используемый для производства пироксилина, — это метод Абеля (патент № 1102, 20.04.65). Он был разработан главным образом в Стоумаркете[A] и Уолтем-Эбби[B], но с течением времени претерпел несколько изменений. Однако эти модификации происходили преимущественно на континенте и касались скорее используемых аппаратов и оборудования, чем каких-либо изменений в самом процессе. В качестве формы целлюлозы используется хлопковый путанка[C], состоящий из обрезков и отходов хлопчатобумажных фабрик. После того как он очищен от жира, масла и других жировых веществ путем обработки щелочными растворами, его тщательно перебирают, удаляя каждый кусочек цветной хлопчатобумажной ветоши или веревки. Следующая операция, которой он подвергается, имеет целью разрыхление материала. Для этого его пропускают через чесальную машину, а затем через резательную машину, благодаря чему он приводится в состояние, пригодное для последующей обработки кислотами, то есть он разрезается на короткие отрезки, а волокна распушаются и отделяются друг от друга.

[Сноска A: Заводы компании The New Explosive Co.]

[Сноска B: Королевская пороховая фабрика.]

[Сноска C: Стоимость от 10 до 25 фунтов стерлингов за тонну. В своем описании «Подготовки хлопковой путанки для производства бездымного пороха» А. Герцог заявляет, что германские военные власти требуют хлопок, который при бросании в воду тонет за две минуты; при нитровании не разрушается; при обработке эфиром дает только 0,9 процента жира; и содержит лишь следы хлора, извести, магнезии, железа, серной кислоты и фосфорной кислоты. Если хлопок очень зажирен, его необходимо сначала прокипятить с содовым щелоком под давлением, промыть, отбелить хлором, промыть, обработать серной или соляной кислотой, снова промыть, центрифугировать и высушить; если он действительно очень зажирен, желательна предварительная обработка известковой водой. См. также «Инспекция хлопковой путанки для использования в производстве пироксилина», К. Э. Манро, Jour. Am. Chem. Soc., 1895, 17, 783.]

~Сушка хлопка.~ — Эта операция выполняется одним из двух способов. Хлопок можно либо разложить на полках в сушильной камере, через которую циркулирует поток горячего воздуха, либо высушить в цилиндрах с паровой рубашкой. Очень важно, чтобы хлопок был как можно более сухим перед погружением в кислоты, особенно если необходимо получить полностью «нерастворимую» нитроцеллюлозу. После сушки он должен содержать не более 0,5 процента влаги, а если возможно, то и меньше. Более распространенный метод сушки хлопка — в трубках с паровой рубашкой, т. е. двойных железных цилиндрах длиной около 5 футов и шириной 1,5 фута. Хлопок помещается в центральную камеру (рис. 10), в то время как пар циркулирует в окружающей рубашке и поддерживает высокую температуру во всем цилиндре (паровые трубы могут быть навиты вокруг внешней стороны железной трубы, и это будет работать так же хорошо). С помощью трубы, сообщающейся с резервуаром сжатого воздуха, поток воздуха поступает снизу, проходит вверх через хлопок и помогает удалить содержащуюся в нем влагу. Сырой хлопок обычно содержит около 10 процентов влаги и должен быть высушен до содержания 1/2 процента или менее. Для этого он обычно должен оставаться в сушильном цилиндре около пяти часов. По истечении этого времени следует взять пробу с верхней части цилиндра, высушить ее в водяном сушильном шкафу (100° C[A]) в течение часа — полутора часов, снова взвесить и рассчитать оставшуюся в нем влагу.

[Сноска A: В Уолтем-Эбби его сушат при 180° C в специально сконструированной сушильной камере.]

[Иллюстрация: РИС. 10. — СУШИЛКА ДЛЯ ХЛОПКА.]

Очень удобно иметь большой медный водяной сушильный шкаф, содержащий множество небольших отдельных отделений, достаточно больших, чтобы вместить около горсти хлопка, причем каждое отделение пронумеровано и соответствует одному из сушильных цилиндров. Весь аппарат должен быть закреплен на стене лаборатории и может нагреваться путем подвода небольшой паровой трубы от котельной. Полезно иметь набор медных лотков размером около 3 на 6 дюймов, пронумерованных в соответствии с отделениями в паровом шкафу и точно подходящих к ним. Эти лотки затем могут быть доставлены мальчиком к сушильным цилиндрам, в них помещается горсть хлопка из каждого, а затем они приносятся в лабораторию и взвешиваются (мальчик может делать это очень хорошо), помещаются в соответствующие отделения шкафа, оставляются на один — полтора часа и снова взвешиваются.

Когда хлопок оказывается сухим, дно сушильного цилиндра снимается, и хлопок выталкивается сверху с помощью куска плоского дерева, закрепленного на ручке метлы. Затем его упаковывают в герметичные ящики из оцинкованного железа, и он готов к следующей операции. На некоторых заводах хлопок сушат на полках в сушильном помещении, через которое циркулирует горячий воздух, причем полки сделаны из парусины или латунной проволочной сетки. Горячий воздух должен проходить под полками и через хлопок, иначе процесс будет очень медленным.

~Погружение и пропитка.~ — Сухой хлопок теперь должен быть нитрован. Это делается путем погружения его в смесь азотной и серной кислот. Используемые кислоты должны быть крепкими, то есть азотная кислота должна иметь плотность не менее 1,53–1,52 и содержать как можно меньше оксида азота. Серная кислота должна иметь удельный вес 1,84 при 15° C и содержать около 97 процентов моногидрата (H_{2}SO_{4}). Фактически, следует использовать самые крепкие кислоты, которые можно получить, когда требуется продукт пироксилин, т. е. высший нитрат.

Серная кислота не принимает участия в химической реакции, но необходима для связывания воды, выделяющейся в ходе реакции, и тем самым для поддержания концентрации азотной кислоты. Происходящая реакция выглядит следующим образом:—

2(C_{6}H_{10}O_{5}) + 6HNO_{3} = C_{12}H_{14}(NO_{3})_{6} + 6 H_{2}O. 324 378 = 594 108. Целлюлоза. Пироксилин.

Теоретически[A], следовательно, 1 часть целлюлозы должна образовывать 1,8 части пироксилина. На практике, однако, это никогда не достигается, и 1,6 фунта из 1 фунта целлюлозы — это очень хороший результат. Используемая смесь кислот обычно составляет 1 к 3, или 25 процентов азотной кислоты к 75 процентам серной кислоты.

[Сноска A: (594 x 1)/324= 1,83.]

[Иллюстрация: РИС. 11. — БАК ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ ХЛОПКА.]

[Иллюстрация: РИС. 12. — ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЯМЫ.]

Погружение производится в чугунных баках (рис. 11), ряд которых расположен в линию и охлаждается потоком холодной воды, протекающим вокруг них. Баки вмещают около 12 галлонов, и хлопок погружается порциями по 1 фунту за раз. Его бросают в кислоты, и рабочий перемешивает его около трех минут железной мешалкой. По истечении этого времени он поднимает его на железную решетку, расположенную прямо над кислотами в задней части бака, где с помощью подвижного рычага осторожно отжимает его, пока он не впитает около десятикратного веса кислот (1 фунт весит 10 фунтов). Затем его переносят в глиняные горшки для пропитки.

[Иллюстрация: РИС. 13. — ГОРШОК ДЛЯ ПРОПИТКИ ХЛОПКА.]

~Пропитка.~ — Нитрованный хлопок, извлеченный из баков для погружения и все еще содержащий избыток кислот, помещают в глиняные горшки формы, показанной на рис. 12 и 13. Крышку закрывают, и горшки расставляют рядами в больших охлаждающих ямах глубиной около фута, через которые постоянно течет поток воды. Эти ямы образуют пол цеха пропитки. Хлопок остается в этих горшках в течение сорока восьми часов и должен содержаться в прохладе. Температура от 18° до 19° C является максимально желательной, но чем холоднее содержатся горшки, тем лучше. По истечении сорока восьми часов химическая реакция завершается, и хлопок полностью превращается или должен быть превращен в нитроцеллюлозу; то есть не должно оставаться ненитрованного хлопка.

[Иллюстрация: РИС. 14. — ГИДРОЭКСТРАКТОР.]

~Отжим кислоты.~ — Следующая операция заключается в удалении избытка кислоты. Это делается путем помещения содержимого двух, трех или более горшков в центробежный гидроэкстрактор (рис. 14), совершающий от 1000 до 1500 оборотов в минуту. Гидроэкстрактор состоит из машины с внутренним и внешним цилиндрами, которые вращаются согласованно и отбрасывают жидкость наружу в камеру, из которой она стекает по отводной трубе. Влажный хлопок помещается вокруг внутреннего конуса. Хлопок, когда он становится сухим, извлекают и сразу же бросают в большой бак с водой, а отработанные кислоты собирают в бак[A].

[Сноска A: В жаркую погоду следует соблюдать осторожность, чтобы пироксилин не загорелся, как это иногда случается, сразу после того, как рабочий подходит, чтобы извлечь его после остановки машины. Это чаще происходит в сырую погоду. Д-р Шюппхаус из Бруклина, США, предлагает обрабатывать отработанные кислоты после нитрования целлюлозы путем добавления к ним серного ангидрида и азотной кислоты. Добавленный серный ангидрид превращает воду, освободившуюся из целлюлозы, в серную кислоту.]

~Промывка.~ — Хлопок теперь должен быть тщательно промыт. Это делается в большом деревянном баке, наполненном водой. Однако, если через завод протекает река или канал, серию деревянных баков, борта и дно которых продырявлены для обеспечения свободной циркуляции воды, следует погрузить в деревянную платформу, нависающую над поверхностью реки таким образом, чтобы баки были погружены в воду и, конечно, всегда полны. В то время как хлопок находится в воде, рабочий постоянно переворачивает его деревянной лопаткой. Поток воды в виде каскада должен падать в эти баки. Хлопок можно затем бросать на этот поток воды, который, падая с некоторой высоты, сразу же увлекает хлопок под поверхность воды. Эта процедура необходима, потому что хлопок все еще удерживает большой избыток крепких кислот, и при смешивании с водой вызывает значительный нагрев, особенно если смешивать медленно. После того как хлопок был хорошо промыт, его снова отжимают в центробежной машине, а затем оставляют на некоторое время для пропитки в воде.

[Иллюстрация: РИС. 15_a_. — РОЛЛ ДЛЯ ПИРОКСИЛИНА.]

~Варка.~ — Промытый хлопок помещают в большие железные котлы с большим количеством воды и кипятят некоторое время при 100° C. На некоторых заводах используются баки с свинцовой футеровкой, в которые подведена паровая труба. Растворимые примеси нестабильного характера, в которых сэр Ф. А. Абель усмотрел причину склонности пироксилина к нестабильности, тем самым удаляются. Эти примеси состоят из продуктов, образовавшихся в результате действия азотной кислоты на жировые и смолистые вещества, содержащиеся в хлопковых волокнах. Воду в баках следует время от времени обновлять, и после первых нескольких варок воду следует проверять лакмусовой бумагой, пока она не перестанет быть кислой.

[Иллюстрация: РИС. 15_b_. — КОЛЕСО РОЛЛА.]

~Размол в пульпу.~ — Идея размола в пульпу также принадлежит Абелю. С его помощью получается гораздо более однородный материал. Процесс осуществляется в аппарате, известном как «ролл» или «голландец» (рис. 15, a, b). Он состоит из своего рода деревянного бака глубиной 2 или 3 фута продолговатой формы, в котором вращается колесо с рядом ножей, причем дно бака наклонено вверх так, чтобы почти касаться вращающихся колес. Эта часть дна, известная как «порог», представляет собой цельный кусок дуба, в который вставлена коробка с ножами, против которых прижимаются ножи вращающегося колеса. Ролл разделен на две части — рабочую сторону, в которой хлопок режется и разрывается между краями ножей во вращающемся цилиндре и ножами в коробке, и прогонную сторону, в которую хлопок попадает после прохождения под цилиндром. Колесо обычно закрыто кожухом, чтобы предотвратить выбрасывание хлопка во время его вращения. Таким образом, хлопок находится в постоянном движении, непрерывно перемещаясь по кругу и проходя между ножами во вращающемся цилиндре и ножами в коробке, закрепленной в деревянном блоке под ним. Ролл постоянно заполнен водой, и хлопок постепенно превращается в состояние пульпы. Колесо вращается со скоростью от 100 до 150 оборотов в минуту.

[Иллюстрация: РИС. 16_a_. — ПОЧЕР ДЛЯ ПРОМЫВКИ ПИРОКСИЛИНА.]

[Иллюстрация: РИС. 16_b_. — ПЛАН ПОЧЕРА.]

[Иллюстрация: РИС. 16_c_. — ДРУГАЯ ФОРМА ПОЧЕРА.]

Когда пироксилин признается достаточно мелким, содержимое ролла перепускают в другой очень похожий аппарат, известный как «почер» (рис. 16, a, b, c), в котором пироксилин непрерывно перемешивается вместе с большим количеством воды, которую можно легко слить и заменять так часто, как это требуется. Когда материал впервые перепускается в почер из ролла, воду, с которой он был смешан, сначала сливают и добавляют чистую воду. Затем приводят в движение лопастное колесо и через определенные промежутки времени добавляют свежую воду. На дне почера есть сетка, которая позволяет сливать воду, не беспокоя хлопковую пульпу. После того как пироксилин пробыл в почере некоторое время, следует взять пробу, подержав сито с довольно крупными ячейками в потоке в течение минуты или около того. Пульпа таким образом частично пройдет сквозь сито, а частично задержится на нем, и таким образом будет получена средняя проба. Пробу отжимают вручную, помещают в бутылку и несут в лабораторию для проверки на чистоту с помощью тепловой пробы. Однако сначала ее необходимо высушить. Лучше всего это сделать, поместив пробу между листами грубой фильтровальной бумаги, а затем поместив ее под ручной винтовой пресс, где она может подвергаться довольно сильному давлению в течение трех минут. Затем ее очень мелко растирают руками и помещают на бумажный лоток размером около 6 на 4,5 дюйма, который затем помещают внутрь водяного сушильного шкафа на полку из грубой проволочной сетки, причем температура шкафа поддерживается как можно ближе к 120° F (49° C), а сетчатые полки в шкафу располагаются на расстоянии около 3 дюймов друг от друга. Пробу оставляют в покое на пятнадцать минут в шкафу, дверца которого оставлена широко открытой. По прошествии пятнадцати минут лоток вынимают и выставляют на воздух лаборатории (вдали от кислотных паров) на два часа, причем в какой-то момент в течение этого времени пробу растирают на лотке рукой, чтобы привести ее в мелкое и однородное состояние измельчения. Для пробы используют двадцать гран (1,296 г). (См. Тепловая проба, стр. 249.)

Если проба пироксилина, извлеченная из почера, удовлетворительно выдерживает тепловую пробу, машину останавливают, а воду сливают. Хлопку дают некоторое время стечь, а затем выгружают с помощью деревянных лопат, после чего он готов к прессованию. Почеры вмещают около 2000 фунтов материала, и поскольку это представляет собой продукты многих сотен отдельных операций нитрования, получается очень однородная смесь. Иногда добавляют два процента карбоната соды, но это не является действительно необходимым, если хлопок был должным образом промыт.

~Прессование пироксилина.~ — Пироксилин в состоянии, в котором он извлекается из почера, содержит от 28 до 30 процентов воды. Чтобы удалить ее, хлопок должен быть сжат с помощью гидравлической силы. Сухой спрессованный пироксилин упаковывают в ящики, содержащие 2500 фунтов сухого материала. Чтобы определить, сколько влажного хлопка должно быть помещено в пресс, необходимо определить процентное содержание воды. Это можно сделать путем сушки 2000 гран на бумажном лотке (предварительно высушенном при 100° C) в водяном сушильном шкафу при 100° C в течение трех часов, повторного взвешивания и расчета процентного содержания воды. Затем легко рассчитать, сколько влажного пироксилина должно быть помещено в загрузочную воронку пресса, чтобы получить блок спрессованного хлопка требуемого веса. Используются различные формы прессов, и пироксилин выпускается либо в виде твердых блоков, спрессованных дисков, либо в виде почти сухого порошка в герметичных ящиках с цинковой футеровкой. Диски часто вымачивают в воде после прессования, пока они не впитают 25 процентов влаги.

[Иллюстрация: РИС. 17. — СТАРЫЙ МЕТОД. 100 КУСКОВ.]

[Иллюстрация: РИС. 18. — НОВЫЙ МЕТОД. ОДИН ТВЕРДЫЙ БЛОК.]

На заводе New Explosives Company в Стоумаркете большие твердые блоки пироксилина прессуются по новому процессу, благодаря которому производятся блоки пироксилина для использования в подводных минах или боеголовках торпед. Большие заряды спрессованного пироксилина до сих пор составлялись из ряда зарядов подходящей формы малых размеров (рис. 17), так как было невозможно спрессовать большие заряды надлежащим образом. Формирование блоков пироксилина большого размера было изобретением г-на А. Холлингса. До внедрения этого метода пределом веса блока были 8 или 9 фунтов. Этот процесс был усовершенствован на фабрике в Стоумаркете, где сейчас производятся блоки, варьирующиеся от зарядов для бронебойных снарядов весом в несколько унций до механически точных блоков спрессованного пироксилина весом от 4 до 5 центнеров для торпед или подводных мин. В то же время новый процесс обеспечивает равномерную плотность по всему блоку и позволяет достичь любой требуемой плотности, от 1,4 и ниже; также возможно точно регулировать процентное содержание влаги и обеспечивать ее равномерное распределение. Максимальный процент влаги зависит, конечно, от плотности. По методам прессования пироксилина, применявшимся до сих пор, блоки толщиной более 2 дюймов или весом более 9 фунтов изготовить было нельзя, но с новым процессом блоки любой формы, размера, толщины или веса, которые могут потребоваться, можно изготовить легко и безопасно. Преимущества, которые приписываются этому процессу, можно перечислить следующим образом:— (1.) Нет бесполезного пространства, как в случае с составными зарядами, из-за слегка несовершенного контакта между отдельными блоками, и, таким образом, либо можно поместить более тяжелый заряд — т. е. примерно на 15 процентов больше пироксилина — в то же пространство, либо меньше пространства будет занято зарядом данного веса. (2.) Металлические ящики для твердых зарядов могут быть намного легче, чем для составных, поскольку в первых их функция заключается лишь в предотвращении потери влаги из влажного пироксилина или предотвращении поглощения влаги сухим пироксилином. Таким образом, они могут быть сделаны легче, так как твердый заряд внутри предотвратит деформацию при транспортировке. При составных зарядах ящик должен быть достаточно прочным, чтобы предотвратить повреждение как его самого, так и заряда, который он содержит. Для многих целей металлический ящик, каким бы легким он ни был, может быть отброшен и заменен ящиком из тонкого водонепроницаемого материала. (3.) Равномерная плотность зарядов, изготовленных по этому процессу, очень благоприятствует полной и эффективной детонации всей массы и наличию равномерного количества влаги в каждой части заряда. (4.) Любая требуемая плотность, от максимальной и ниже, может быть получена с легкостью, и любое требуемое количество влаги оставлено в заряде. Эти моменты имеют большое значение в случаях, когда, как в торпедных зарядах, важно иметь центр тяжести заряда в заранее определенном положении как по вертикали, так и по горизонтали, и заряд так зафиксирован в своем ящике, что центр тяжести не может сместиться. Трудность обеспечения этого при большом торпедном заряде, составленном из ряда дисков и сегментов, хорошо известна. Даже при простых цилиндрических или призматических зарядах эта новая система обеспечивает заметную экономию в процессе производства. Поскольку заряды представляют собой один блок, с ними легче обращаться при обычной периодической проверке, и они не ломаются и не истираются по краям, как в случае с дисками и кубами в составных зарядах. Общий вид пресса приведен на рис. 19. Пироксилин в контейнере помещается на люльку, закрепленную под углом к прессу. Форма поворачивается, и заряд проталкивается в нее трамбовкой, а затем она поворачивается обратно в исходное положение. Форма состоит из ряда клиновидных частей, которые замыкаются по окружности на заключенной массе, которая также подвергается торцевому давлению. Предусмотрены отверстия для выхода воды.

[Иллюстрация: РИС. 19. — 4-ЦЕНТНЕРОВЫЙ БЛОК ПИРОКСИЛИНА, ИЗВЛЕКАЕМЫЙ ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА.]

~Процесс Уолтем-Эбби.~ — На Королевской пороховой фабрике в Уолтем-Эбби производство пироксилина ведется уже много лет. Используемый процесс мало чем отличается от того, что применяется в Стоумаркете. Используемый хлопок хорошего качества, его сортируют и перебирают для удаления посторонних веществ и т. д., а затем разрезают своего рода гильотиной на отрезки длиной 2 дюйма. Затем его сушат следующим образом. Хлопок помещают на бесконечную ленту, которая ведет его в печь или сушильный шкаф — камеру, нагреваемую с помощью горячего воздуха и паровых ловушек до температуры около 180° F; он падает на вторую бесконечную ленту, расположенную под первой; он путешествует обратно по всей длине печи и так далее, пока не попадет в приемник в нижней части дальнего конца, где его держат сухим до тех пор, пока он не потребуется для использования. Скорость, с которой движется хлопок, составляет 6 футов в минуту, и поскольку длина пути ленты составляет 126 футов, операция сушки занимает двадцать один минуту. Один и четверть фунта взвешивают и помещают в жестяную коробку; тележка, приспособленная для приема ряда этих коробок, перевозит его по трамвайным путям в прохладную комнату, где ему дают остыть.

~Погружение.~ — Смешанные кислоты используются в пропорции 1 к 3, удельный вес азотной кислоты 1,52, серной кислоты 1,84. Бак для погружения сделан из чугуна, вмещает 220 фунтов смешанных кислот и окружен с трех сторон водяным пространством для поддержания прохлады. Смешанные кислоты хранятся в железных баках позади баков для погружения и перед использованием им дают остыть. Во время нитрования температура смешанных кислот поддерживается на уровне 70° F, а хлопок погружается порциями по 1,5 фунта за раз. Его помещают в жестяной желоб в задней части бака для погружения и сгребают в кислоты с помощью мешалки. Он остается в кислотах пять или шесть минут, а затем переносится на решетку сзади, отжимается и удаляется. После того как каждая порция хлопка извлекается из бака, добавляется около 14 фунтов свежих смешанных кислот, чтобы заменить количество, удаленное с порцией. Порция теперь весит, вместе с удерживаемыми ею кислотами, 15 фунтов; ее помещают в горшки и оставляют для пропитки по крайней мере на двадцать четыре часа, причем температура поддерживается как можно ниже, чтобы предотвратить образование растворимого хлопка, а также предотвратить возгорание. Доля образовавшегося растворимого хлопка, вероятно, будет выше в жаркую погоду, чем в холодную. Горшки должны быть закрыты, чтобы предотвратить поглощение влаги из воздуха или случайное попадание воды, что вызвало бы разложение и последующее выделение дыма из-за тепла, генерируемого действием воды на крепкие кислоты.

Избыток кислот теперь извлекается с помощью гидроэкстракторов, как в Стоумаркете. Они работают при 1200 оборотах в минуту и вращаются в течение пяти минут (10,5 фунтов отработанных кислот удаляется из каждой погруженной порции). Затем порцию промывают очень похожим образом, как описано ранее, и снова отжимают в центробежном экстракторе (1200 оборотов в минуту). Пироксилин теперь варят с помощью пара в деревянных баках в течение восьми часов; затем его снова отжимают в экстракторах в течение трех минут, варят еще восемь часов и снова отжимают; затем его отправляют в ролл, а после этого в почер. Почеры вмещают по 1500 галлонов каждый, или 18 центнеров хлопка. Хлопок остается шесть часов в почерах. Перед формованием в почер вливают 500 галлонов воды и 500 галлонов известковой воды, содержащей 9 фунтов мела и 9 галлонов раствора каустической соды. Эта смесь имеет такую концентрацию, что рассчитана на то, чтобы оставить в готовом пироксилине от 1 до 2 процентов щелочных веществ.

С помощью вакуумного давления пульпа теперь отсасывается вверх в сундучный ящик — большой цилиндрический железный бак, достаточно поднятый на железных стойках, чтобы оставить место для небольших мерных баков и формовочного аппарата внизу. Он вмещает содержимое одного почера (18 центнеров) и снабжен вращающимися рычагами для поддержания пульпы в перемешанном состоянии, чтобы она могла равномерно находиться во взвешенном состоянии в воде.

Недавно на фабрике в Уолтем-Эбби был внедрен новый процесс, изобретенный Дж. М. и У. Т. Томсонами (англ. пат. № 8278, 1903 г.). Целью этого изобретения является удаление кислот нитрования из нитрованного материала после завершения действия и без помощи движущихся механизмов, таких как прессы, вальцы, центрифуги и тому подобное. Изобретение заключается в производстве нитрованных целлюлоз путем удаления кислот из нитрованной целлюлозы непосредственно путем вытеснения без применения давления, вакуума или каких-либо механических приспособлений, и в то же время обеспечения минимального разбавления кислот. Было обнаружено, что если воду осторожно наливать на поверхность кислот, в которые погружена нитроцеллюлоза, и медленно сливать кислоты через дно сосуда, вода вытесняет кислоту из промежутков нитроцеллюлозы без нежелательного повышения температуры и с очень небольшим разбавлением кислот. Этим процессом почти вся кислота извлекается в состоянии, пригодном для концентрирования, а количество воды, необходимое для предварительной промывки, очень сильно сокращается. Аппарат, используемый для этой цели, состоит из цилиндрического или прямоугольного сосуда, сконструированного с перфорированным фальшдном и краном в самой нижней точке для слива жидкости. Также предусмотрены средства, позволяющие вытесняющей воде спокойно стекать на поверхность нитрующих кислот[A].

[Сноска A: В другом патенте (англ. пат. 7269, 1903 г., Ф. Л. Натан), Дж. М. Томсон и У. Т. Томсон предлагают использовать спирт для замены воды, используемой при промывке нитроцеллюлозы, а затем удалять спирт путем прессования и центрифугирования.]

Аппарат показан на рис. 20, вид сбоку, а на рис. 21 приведен план нитрующего сосуда и его принадлежностей. На рис. 20 показано в сечении одно из желобчатых устройств, позволяющих добавлять жидкости к тем, что находятся в нитрующем сосуде, без существенного нарушения.

[Иллюстрация: РИС. 20. — СЕЧЕНИЕ АППАРАТА ТОМСОНА, a, Бак; b, Фальшдно; c, Дно; c', Ребра; d, Сливное отверстие; e, Решетка; f, Желоба с фартуками g; h, Труба с ответвлениями h', ведущими к желобам f; k', Выпускная труба бака с серной кислотой k; l, Труба подачи воды; m, Труба для подачи нитрующих кислот; o, Перфорация желоба f; p, Кран для удаления кислоты.]

При осуществлении этого изобретения используется прямоугольный бак a с свинцовой футеровкой или глиняный, имеющий фальшдно b, поддерживаемое ребрами c', над настоящим дном c, которое наклонено вниз к сливной трубе d, снабженной перфорированной решеткой или пластиной e, приспособленной для предотвращения засорения выхода. Удобно закрепленные в верхней части сосуда a, предусмотрены два желоба f, имеющие свисающие фартуки g, труба h имеет два ответвления h', ведущие к желобам f. Эта труба h приспособлена для соединения с помощью резиновой трубы либо с выпускной трубой k' бака серной кислоты k, либо с трубой подачи воды l. Нитрующие кислоты подаются через трубу m. Заряд смешанных нитрующих кислот вводится в сосуд a, скажем, до уровня n, и сухая целлюлоза бросается в кислоты небольшими порциями за раз, проталкиваясь под поверхность обычным способом.

[Иллюстрация: РИС. 21. — ПЛАН АППАРАТА ТОМСОНА, a, Бак; b, Фальшдно; c', Ребра; e, Решетка; f, Желоба; g, Фартуки; h и h', Трубы к желобам f; k, Бак серной кислоты; m, Труба к баку нитрующих кислот; o, Перфорация желобов; p, Кран для удаления кислоты.]

Тонкий слой, скажем, полдюйма, подходящей жидкости, предпочтительно серной кислоты, плотностью, не превышающей плотность получаемой отработанной кислоты, осторожно наливается на поверхность кислот с помощью желобов f, которые перфорированы, как показано на o, так что серная кислота стекает по фартукам g и плавает на нитрующих кислотах. Затем все оставляют стоять до завершения нитрования. Затем вода подается в желоба по трубам l, h и h' и ей дают очень мягко растечься по поверхности серной кислоты, и когда образуется достаточный слой, открывается кран p на дне аппарата, и кислота медленно сливается, при этом вода подается для поддержания постоянного уровня. Установлено, что скорость вытеснения кислот является фактором, который оказывает значительное влияние на свойства получаемой нитроцеллюлозы и дает возможность регулировать температуру вытеснения. Скорость вытеснения, которая оказалась подходящей, составляет около двух дюймов глубины сосуда в час при обработке высоконитрованных целлюлоз, но эта скорость может в некоторых случаях быть значительно увеличена. Поток воды в верхней части аппарата регулируется так, чтобы поддерживался постоянный уровень. Таким образом, вода постепенно и полностью вытесняет кислоты из промежутков нитроцеллюлозы, причем линия разделения между кислотами и водой остается довольно четко выраженной на всем протяжении. Поток воды продолжается до тех пор, пока вытекающая снизу вода не окажется свободной от всех следов кислоты. Затем приступают к очистке нитроцеллюлозы обычным способом, либо в том же сосуде, либо в другом.

В описанном выше процессе целью введения небольшого слоя серной кислоты является главным образом предотвращение выделения дыма, которое в противном случае имело бы место, и это не является существенным, так как установлено, что это можно опустить без какого-либо вредного эффекта. Чтобы использовать смешанные кислоты наиболее экономичным образом, отработанную кислоту от предыдущей операции можно использовать для первого нитрования целлюлозы; впоследствии вытесняя ее свежими кислотами, которые доводят нитрование до требуемой степени, прежде чем они, в свою очередь, будут вытеснены водой. Аппарат может использоваться просто для удаления кислоты, в этом случае нитрование проводится в других сосудах обычным способом, а нитроцеллюлоза переносится в аппарат для вытеснения, где ее просто покрывают отработанной кислотой, а затем приступают к вытеснению, как описано выше. В некоторых случаях процесс осуществляется в обычной нитрующей центрифуге, используя последнюю для осуществления предварительной сушки после экстракции кислоты. Это дает большое преимущество перед обычным методом работы с обычным центробежным нитрующим аппаратом, поскольку кислота удаляется до того, как центрифуга приводится в действие, практически вся опасность возгорания в ней исчезает, и извлекается большая доля отработанной кислоты.

В некоторых случаях кислоты и вода могут подаваться через перфорированные трубы, лежащие вдоль краев нитрующего сосуда, и эти края могут, при желании, быть сами сделаны наклонными, как стороны желобов f. В случае осуществления нитрования в центрифугах, как указано выше, вытесняющая серная кислота и вода могут таким образом подаваться вокруг краев машин, или могут использоваться желоба для удаления, такие как f. Будет очевидно, что любая инертная жидкость подходящего удельного веса может быть использована вместо серной кислоты в качестве разделительного слоя.

~Формование.~ — С помощью небольшого мерного бака, упомянутого выше, хлопковая пульпа пироксилина отсасывается из сундучного ящика и направляется в формы требуемых форм и размеров. Оттуда большая часть воды отсасывается с помощью трубок, соединенных с вакуумным насосом, причем формы имеют дно из мелкой проволочной сетки, чтобы предотвратить прохождение пульпы. Затем применяется гидравлическое давление около 34 фунтов на квадратный дюйм, что приводит к сжатию пульпы в состояние, в котором она имеет достаточную консистенцию, чтобы с ней можно было обращаться с осторожностью, а также вытесняет часть оставшейся воды.

~Прессование.~ — Сформованный пироксилин теперь доставляют в прессовый цех, который расположен на некотором расстоянии от остальной части фабрики. Здесь формы подвергаются мощному гидравлическому давлению, от 5 до 6 тонн на квадратный дюйм, и сжимаются до одной трети своего первоначального объема. Полученные таким образом плиты или диски выдерживаются под давлением в течение короткого времени, не превышающего полутора минут, чтобы придать требуемую плотность. После извлечения он должен быть компактным, едва тонуть в воде и должен заметно поддаваться давлению пальцев. В прессовых блоках имеются перфорации, позволяющие выходить газам, если они образуются из-за выделения достаточного количества тепла. Рабочие, обслуживающие пресс, находятся под прикрытием, за прочными канатными щитами, имеющими смотровые трубки, которые обеспечивают обзор пресса.

~Упаковка.~ — Готовые плиты и диски окунают в раствор соды и карболовой кислоты и упаковывают в специальные деревянные ящики с металлической футеровкой. Когда его отправляют за границу, металлическую футеровку, сделанную из луженой меди, запаивают, но как внешние деревянные, так и внутренние металлические ящики снабжены герметичными винтовыми пробками, так что при необходимости можно добавить воду, не вскрывая ящики.

~Переработанный пироксилин~ не дает таких хороших дисков, как свежая хлопковая пульпа пироксилина, вероятно, потому, что волокнистая прочность пироксилина была разрушена количеством давления, которому он ранее подвергался, так что при повторном размоле в пульпу он напоминает мелкую пыль, и требуется много времени, чтобы спрессовать его в любую заданную форму. Его обычно кипятят в течение восьми часов, чтобы распушить волокно и удалить щелочь, затем разбивают вручную деревянными молотками, превращают в пульпу, а затем используют со свежим пироксилином в пропорции от 1 до 5 частей.

~Производство в Ле-Буше.~ — В Ле-Буше пироксилин производили так:— 200 г хлопка пропитывали в течение часа в 2 литрах смеси из 1 объема концентрированной азотной и 2 объемов серной кислоты. Затем хлопок извлекали и отжимали, благодаря чему извлекалось 7/10 отработанных кислот. После этого его промывали от одного до полутора часов в проточной воде, снова сильно отжимали; оставляли лежать на двадцать четыре часа в щелоке из древесной золы; затем хорошо промывали в проточной воде; отжимали и, наконец, сушили на широком полотняном листе, через который пропускали воздух, нагретый до 60° C. Средний выход из 100 частей хлопка составлял 165 частей пироксилина. Сильное отжимание пироксилина, пока он все еще был пропитан кислотами, делало последующие промывки трудными и трудоемкими.

~Грануляция пироксилина.~ — Пироксилин часто требуется в гранулированном виде для использования либо отдельно, либо с какой-либо формой бездымного пороха. Это делается по патенту сэра Фредерика Абеля следующим образом:— Пироксилин из почера помещают в центробежную машину, очень похожую на гидроэкстракторы, упомянутые ранее, и используемую для отжима кислот. В этой машине он теряет воду, пока не будет содержать только 33 процента, и в то же время приводится в более или менее волокнистое состояние. Затем его доставляют в грануляционное помещение, где сначала пропускают через сита или перфорации, которые разбивают массу на маленькие кусочки, похожие на дробь. Затем материал переносят во вращающийся барабан, сделанный из дерева или прочной кожи, который постоянно вращается в течение некоторого времени. Материал периодически сбрызгивают водой. Барабан при вращении, конечно, частично увлекает гранулы за собой, но действие силы тяжести заставляет их постоянно опускаться в самую нижнюю точку и, таким образом, постоянно перекатываться друг через друга. Скорость барабана не должна быть слишком высокой. Ни одна из гранул не должна увлекаться центробежной силой, но она должна быть достаточно высокой, чтобы поднять их на некоторое расстояние вверх по стенке барабана. После извлечения из барабана гранулы сушат на полках в сушильном помещении.

Пироксилин также растворяют в ацетоне или уксусном эфире, пока он не примет форму желе. Затем его раскатывают в тонкие листы и в сухом виде разрезают на маленькие квадраты. При производстве бездымных порохов из нитроцеллюлозы, нитролигнина и т. д. различные вещества смешивают с пироксилином или коллодионным хлопком перед грануляцией.

~Коллодионный хлопок.~ — При производстве коллодия или растворимого хлопка используются более тонкие сорта хлопковой путанки, а кислоты, используемые в баках для погружения, гораздо слабее. Производство коллодионного хлопка стало более важным, чем пироксилина, по причине его использования для производства различных форм желатина, таких как желатин-динамит, гелигнит, форсит и т. д., а также из-за его широкого использования в производстве многих бездымных порохов. Он также используется для производства «коллодия», который представляет собой раствор коллодионного хлопка в эфиро-спирте; для приготовления целлулоида и многих других целей. Он менее взрывоопасен, чем пироксилин, и состоит из низших нитратов целлюлозы. Он растворим в нитроглицерине и в смеси из 2 частей эфира и 1 части спирта; также в ацетоне, уксусном эфире и других растворителях. ММ. Менар и Домонте были первыми, кто приготовил растворимый пироксилин, и его исследование было продолжено Бешаном, который показал, что его свойства и состав отличаются от свойств пироксилина.

~Производство.~ — Используемый хлопок — это хлопковая путанка[A]. Некоторые считают, что египетский хлопок предпочтительнее, особенно длинноволокнистые сорта. Однако концентрация используемых кислот важнее, чем качество хлопка. Процентный состав кислотной смеси, которая дает наилучшие результаты, следующий:— Азотная кислота, 23 процента; серная кислота, 66 процентов; и вода, 11 процентов; и имеет удельный вес 1,712 (примерно). Его можно приготовить путем смешивания серной кислоты с удельным весом 1,84 с азотной кислотой с удельным весом 1,368 в пропорциях 66 процентов и 34 процента соответственно. (Если коллодионный хлопок предназначен для использования в качестве взрывчатого вещества, стремятся к получению пентанитроцеллюлозы.) Если кислоты намного слабее этой или используется нитрат калия и серная кислота, будут образовываться низшие нитраты. Продукт, будучи полностью растворимым в эфиро-спирте или нитроглицерине, будет иметь низкое содержание азота, тогда как следует стремиться к материалу с содержанием азота до 12 или 12,6.

[Сноска A: Часто используется сырой хлопок.]

Хлопок не следует оставлять в баках для погружения более чем на пять минут, а кислотную смесь следует поддерживать при температуре 28° C или около того; и хлопок следует извлекать через несколько минут, и его не следует отжимать, как в случае с пироксилином, а сразу переносить в горшки и оставлять для пропитки на сорок восемь часов. (Некоторые предпочитают двадцать четыре часа, но в этом случае больше шансов, что продукт будет содержать ненитрованную целлюлозу.) Когда нитрование завершено, коллодионный хлопок извлекают из горшков и обрабатывают точно так же, как описано для пироксилина. Продукт должен быть полностью растворим в эфиро-спирте и нитроглицерине и содержать как можно ближе к 12,7 процента азота. Теоретическое содержание азота для пентанитроцеллюлозы составляет 12,75 процента. Это, однако, будет достигнуто редко, если вообще когда-либо. Ниже приведены некоторые результаты, которые я получил из различных образцов:—

Азот. (1.) (2.) (3.) Немецкого производства 11,64 11,48 11,49 процентов. Стоумаркет 12,57 12,60 11,22 " Вальсроде 11,61 12,07 11,99 " Фавершам 12,14 11,70 11,60 "

и ниже был анализ образца (№ 1) коллодионного хлопка немецкого производства, из которого получился очень хороший взрывчатый желатин:—

Растворимый хлопок (коллодий) 99,118 процентов | Азот = 11,64 процентов. Пироксилин 0,642 " | Ненитрованный хлопок 0,240 " | Общая зола 0,25 "

Он должен содержать как можно меньше ненитрованного или неконвертированного хлопка и как можно меньше пироксилина, поскольку оба они нерастворимы в нитроглицерине. Качество и состав любого образца коллодионного хлопка можно быстро определить путем установления процентного содержания азота с помощью нитрометра и использования теста на растворимость.[A] Высокое содержание азота в сочетании с высокой растворимостью — это цель, к которой следует стремиться; высокое содержание азота при низкой растворимости указывает на присутствие пироксилина, а низкое содержание азота вместе с низкой растворимостью — на присутствие ненитрованного хлопка. Там, где важна полная растворимость, а процентное содержание азота менее существенно, д-р Люнге рекомендует нитрование смесью равных частей серной и азотной кислот, содержащей от 19 до 20 процентов воды.

[Сноска A: См. «Анализ взрывчатых веществ».]

Г-н Т. Р. Франс заявляет, что изобрел некоторые усовершенствования в производстве растворимой нитроцеллюлозы. Его целью было получение продукта, максимально однородного по составу. Его объяснение несовершенного действия кислот заключается в том, что, какой бы однородной ни была смесь кислот по крепости и пропорциям, и как бы тщательно ни проводились операции нитрования и т. д., в различных образцах хлопка всегда обнаруживаются переменные элементы. Хлопковое волокно имеет для защиты глянцевую поверхность. Оно трубчатое и ячеистое по структуре и содержит естественное полужидкое вещество, состоящее из масла или камеди, природа которого варьируется в зависимости от состава почвы, на которой выращен хлопок. Трубки волокна, по-видимому, открыты только с одного конца, когда волокно имеет нормальную длину. Поэтому, когда хлопок подвергается воздействию смешанных кислот, они, по-видимому, выбирают путь наименьшего сопротивления, а именно внутреннюю часть трубок, составляющих волокно хлопка, куда они проникают за счет капиллярного притяжения и подвергаются изменениям по мере продвижения, а также повышенному сопротивлению со стороны масла или камеди и т. д., что приводит к модифицированному действию, результатом которого является все более медленное протекание процесса или химическое изменение. Он также полагает, что возможно, что сила капиллярного притяжения в трубках через некоторое время уравновешивается содержащимся в них воздухом, в достаточной степени, чтобы помешать кислотам проявить свое полное действие. Чтобы преодолеть это, г-н Франс использует хлопок в мелкоизмельченном состоянии, фактически почти в виде пыли, а затем проводит нитрование в обычной смеси кислот при температуре от 40° до 90° F, при этом избыток кислот удаляется под давлением. Он говорит, что не считает необходимым промывать эту мелкую хлопковую пыль в щелочном растворе перед нитрованием. Его смесь кислот состоит из 8 частей HNO_{3} = 42° B. и 12 частей H_{2}SO_{4} = 66° B., и он перемешивает ее в баке для пропитки в течение пятнадцати минут при температуре от 50° F до 100° F, при этом предпочтительной является температура 75° F.

~«Нитрированный» пироксилин.~ — Нитраты, которые смешиваются или смешивались с пироксилином для обеспечения кислородом, — это нитрат калия, нитрат аммония и нитрат бария (тонит). Полное сгорание пироксилина с помощью нитрата калия соответствует уравнению:—

10[C_{24}H_{18}(NO_{3}H)_{11}O_{9}] + 82KNO_{3} = 199CO_{2} + 41K_{2}CO_{3} + 145H_{2}O + 96N_{2},

или 828 г нитрата на 1143 г пироксилина, или 42 процента нитрата и 58 процентов пироксилина. Взрывчатое вещество, производимое в Фавершаме компанией Cotton Powder Company и известное как тонит № 1, состоит почти наполовину из пироксилина и наполовину из нитрата бария. Весовое соотношение при полном сгорании составило бы 51,6 пироксилина к 48,4 нитрата бария. Средний состав тонита, который я установил путем анализа, составляет 51 процент пироксилина и 49 процентов нитрата бария. Выделяемое тепло практически такое же, как и для эквивалентного веса KNO_{3}; но смесь нитрата бария весит 2223 г вместо 1971 г, или на одну восьмую больше. Преимущество смешивания нитрата с пироксилином заключается в том, что он поставляет кислород и, превращая весь углерод в углекислый газ, предотвращает образование ядовитого газа — оксида углерода (CO). Нитраты калия и бария также используются в смеси с нитроцеллюлозой в некоторых спортивных бездымных порохах.

~Производство тонита.~ — Взрывчатое вещество тонит было запатентовано г-нами Тренчем, Фором и Маки и производится в Фавершаме и Меллинге на заводах компании Cotton Powder Company, а также в Сан-Франциско компанией Tonite Powder Company. Он состоит из мелкоизмельченного и мацерированного пироксилина, смешанного с мелко размолотым нитратом бария, который был тщательно перекристаллизован. Его изготавливают путем воздействия азотной кислоты на карбонат бария.[A] Влажный и идеально очищенный, мелко измельченный пироксилин тщательно перемешивается между бегунами с примерно таким же весом нитрата, и перемешивание и измельчение продолжаются до тех пор, пока вся масса не превратится в однородную пасту. Затем эта паста прессуется в патроны, сформированные с углублением на одном конце для вставки детонатора. Все это затем покрывается парафинированной бумагой.

[Сноска A: Витерит, BaCO_{3} + 2HNO_{3} = Ba(NO_{3})_{2} + CO_{2} + H_{2}O.]

Тонит № 2 состоял из пироксилина, нитратов калия и натрия, древесного угля и серы. Тонит № 3[A] имеет следующий состав: пироксилин — 19 процентов; динитробензол — 13 процентов; и нитрат бария — 68 процентов, или аналогичные пропорции. Он имеет желтоватый цвет и, будучи более медленным в своем взрывном действии, лучше приспособлен для взрывных работ в мягких породах.

[Сноска A: Тонит № 1 был запатентован г-нами Тренчем, Фором и Маки, а тониты № 2 и 3 — только Тренчем.]

Тонит широко используется в торпедах и для подводных взрывных работ, а также в карьерах и т. д. Большие количества использовались при строительстве Манчестерского судоходного канала. Среди его преимуществ то, что английские железные дороги принимают тонит на тех же основаниях, что и порох; это очень плотный материал; если он намокнет, его можно легко высушить на солнце; он очень легко взрывается при использовании надлежащего детонатора; при этом он горит очень медленно и без малейшей опасности; поскольку патроны водонепроницаемы, его можно использовать в мокрых шпурах, и его можно забивать водой; и, наконец, поскольку он содержит достаточно кислорода для окисления углерода, не образуется газ оксид углерода (CO), т. е. его детонация идеальна. Это очень безопасное в использовании взрывчатое вещество, малочувствительное как к ударам, так и к трению.

Не так давно комитет, состоящий из профессора П. Бедсона, д-ров Драммонда и Хьюма, г-на Т. Белла, одного из инспекторов угольных шахт Ее Величества, и других, рассматривая проблему того, являются ли пары, образующиеся при сгорании тонита, вредными для здоровья, провел серию экспериментов в угольных шахтах для этой цели. Анализировался воздух на «впуске», а также воздух на «выпуске» и задымленный воздух вблизи шпуров. Патрон был окружен пламегасящей смесью и упакован в мешок из коричневой бумаги. Во время первого эксперимента было произведено девятнадцать выстрелов (= 6,29 фунта тонита). Воздух на «выпуске» показал лишь следы газа оксида углерода (CO). Во втором эксперименте было произведено тринадцать выстрелов (= 4,40 фунта тонита), и анализ воздуха на «выпуске» показал, что CO присутствует только в следовых количествах, в то время как пары содержали лишь от 1,9 до 4,8 частей на 10 000.

~Опасности, связанные с производством пироксилина и т. д.~ — Из всех нитросоединений наименее опасными в производстве являются пироксилин и коллодионный хлопок. Тот факт, что завод в Стоумаркете находится в пяти минутах ходьбы от города, показывает, насколько безопасным считается производство этого взрывчатого вещества. За исключением нитрования и прессования в блоки или диски, весь процесс протекает с большим избытком воды, и вероятность взрыва таким образом сведена к минимуму. Среди мер предосторожности, которые, однако, следует принимать, — во-первых, тщательное извлечение смолистых и растворимых веществ из хлопка перед нитрованием, поскольку много лет назад сэр Ф. А. Абель показал, что нестабильность пироксилина, впервые произведенного в Англии и Австрии, была вызвана главным образом этими соединениями. Обычно их удаляют путем кипячения хлопка в растворе соды.

Само нитрование хлопка не является опасной операцией, но операции отжима в гидроэкстракторах и промывки нитрохлопка после того, как он покидает первую центрифужную машину, являются несколько опасными. Следует проявлять большую осторожность, чтобы отжатый нитрохлопок сразу же вступал в контакт с большим избытком воды, т. е. сразу же полностью погружался в воду, поскольку на этой стадии он особенно склонен к разложению, которое, начавшись, очень трудно остановить. Чем теплее смесь и чем меньше в ней воды, тем более она склонна к разложению; именно поэтому в теплые и влажные дни центрифужные машины наиболее склонны к возгоранию. Начало разложения можно сразу обнаружить по выделению красных паров. Как только пироксилин погружается в большое количество воды в мешалке и промывочном аппарате, он становится безопасным.

Для того чтобы конечный продукт был стабильным и обладал хорошими качествами при хранении, необходимо, чтобы он был полностью отмыт от кислоты. Обработка в мешалке и промывочном аппарате, заставляя материал принять состояние тонкой пульпы в контакте с большим количеством воды, многое делает для избавления от свободной кислоты, но процесс кипячения абсолютно необходим. Было предложено нейтрализовать свободную кислоту разбавленным раствором аммиака; и д-р К. О. Вебер опубликовал некоторые эксперименты, касающиеся этой обработки. Он обнаружил, что после обработки аммиаком пироксилин приобрел слегка желтоватый оттенок, что было верным признаком щелочности. Затем его извлекли из воды, грубо высушили между слоями фильтровальной бумаги, а после высушили в печи при 70° C. Однако через три часа произошел взрыв, который полностью разрушил прочную медную печь, в которой сушился нитрохлопок (около одной унции). Взрыв был в некотором отношении примечательным. Пироксилин представлял собой динитроцеллюлозу (или, возможно, пентанитро?), и температура была ниже точки воспламенения этого материала (40° C была бы лучшей температурой). Д-р Вебер определил точку воспламенения своей динитроцеллюлозы и обнаружил, что она составляет от 194° до 198° C, и поэтому он придерживается мнения, что взрыв был вызван обработкой частично промытого материала аммиаком. Вероятно, образовалось определенное количество нитрата аммония, который впоследствии высох на нитроцеллюлозе в состоянии очень мелкого измельчения. Даже малейшего следа кислоты было бы достаточно, чтобы вызвать взрывное воспламенение нитрата аммония.

Сушка пироксилина или коллодионного хлопка также является несколько опасной операцией. Температура 40° C (104° F) не должна быть превышена, а термометры должны быть помещены в нитрохлопок, и температура должна часто проверяться. Электрический термометр с сигнализацией также является полезным дополнением к сушильне для хлопка. Также следует проявлять большую осторожность, чтобы в сушильне не было открытых труб горячей воды или печей, так как мелкая пыль пироксилина, образующаяся при переворачивании или перемещении материала на полках, оседала бы на таких трубах или печах и, нагреваясь, становилась бы очень чувствительной к малейшему трению. Пол также должен быть покрыт линолеумом или резиной. Когда горячие потоки воздуха проходят над поверхностью пироксилина, пироксилин электризуется. Поэтому важно предусмотреть средства для его отвода. Г-н У. Ф. Рид, член Королевского института химии, первым использовал металлические рамы, носители и сита, на которых закреплена ткань, удерживающая пироксилин, и заземлил их.

Прессование пироксилина в блоки, диски и т. д. также сопряжено со значительным риском. Г-н О. Гуттман в интересной статье «Опасности при производстве взрывчатых веществ» (Журнал Общества химической промышленности, № 3, том XI, 1892 г.) говорит: «Прессование пироксилина в патроны требует гораздо большего внимания, чем прессование пороха, так как это делается в теплом состоянии, а пироксилин, даже в холодном состоянии, более чувствителен, чем порох. Выходя из центрифужных машин, пироксилин всегда должен сначала проходить через сито, чтобы обнаружить гвозди или спички, которые могли случайно попасть в него. То, что было сказано о прессах для пороха, еще в большей степени относится к прессам для пироксилина, хотя последние всегда являются гидравлическими прессами. Обычно поршни идеально подходят к форме, то есть они создают всасывание, как поршень насоса. Но пока не известно металла, который в течение длительного времени выдерживал бы постоянное трение при сжатии, и через некоторое время форма становится шире в той части, где происходит наибольшее сжатие. Лучшим металлом для этой цели оказалась специальная сталь, изготовленная Круппом, но и она лишь относительно лучше; для поршней я предпочитаю твердый чугун. Если положение форм и поршней не является точно одинаковым во всех случаях, произойдет то, что немцы называют 'Ecken' (по-английски 'binding'), а именно: форма встанет под углом к поршню, и возникнет опасное трение». «Конечно, необходимо защитить человека, работающего с гидравлическими клапанами во время прессования. В Уолтем-Эбби у них есть занавес, сделанный из корабельных канатов, который одновременно эластичен и прочен». Г-н Гуттман обнаружил, что перегородка толщиной 12 дюймов, сделанная из 2-дюймовых досок и заполненная молотым шлаком, обеспечивает очень эффективную защиту. Дверь в этой перегородке позволяет рабочему подойти к прессу, а коническая трубка проникает сквозь стену, позволяя человеку видеть всю работу с безопасной позиции. Крыша или одна из сторон здания должны быть стеклянными, чтобы придать взрыву направление.

~Пламегасящее соединение Тренча~ производится компанией Cotton Powder Company в Фавершаме и является изобретением г-на Джорджа Тренча, члена Химического общества, управляющего компанией. Цель изобретения — окружить патроны тонита при использовании в угольных шахтах пламегасящим соединением. Если заряд тонита, динамита или желатин-динамита поместить внутрь нескольких унций этой смеси, а затем поджечь, то нельзя заметить ни малейшего следа пламени, и эксперименты, по-видимому, показывают, что пламени нет вовсе. Соединение состоит из опилок, пропитанных смесью квасцов и хлоридов натрия и аммония. Рис. 22 показывает способ размещения патрона тонита в бумажном мешке и окружения его пламегасящим соединением, aa. Также показано крепление запала и детонатора.

[Иллюстрация: РИС. 22. — ПЛАМЕГАСЯЩИЙ ПАТРОН ТРЕНЧА.]

Следующий отчет (взятый из Faversham News от 22 октября 1887 г.) об экспериментах, проведенных в присутствии нескольких научных и горнодобывающих специалистов, покажет его ценность: — «Большой резервуар из кованого железа емкостью 45 кубических футов был заглублен вровень с землей посреди двора; к этому резервуару был подведен газ для цели, которая будет объяснена позже. Заряды подрывались с помощью электричества, небольшая динамо-машина для подрыва была установлена на расстоянии от 30 до 40 ярдов от «мины»». Операции начались с того, что верх резервуара был накрыт и замазан, чтобы сделать его герметичным; затем в него было подано достаточное количество светильного газа, чтобы сделать его легковоспламеняющимся и взрывоопасным, количество которого определялось счетчиком, установленным специально для этой цели. Пока газ нагнетался, готовился патрон.

Первый эксперимент заключался в том, чтобы проверить, воспламенит ли газ небольшой заряд тонита, подорванный без патентного огнетушителя. После того как газ был включен, в «резервуар» была помещена шахтерская лампа, но она погасла до того, как полное количество газа прошло через счетчик. Однако, поскольку газ был внутри, заряд тонита весом 1-1/4 унции был помещен в «мину», детонатор был соединен длинными проводами с динамо-машиной, и была дана команда «огонь». С оглушительным грохотом и вспышкой огня покрытие мины разлетелось во все стороны, ясно показывая, что газ взорвался. Следующий патрон (аналогичный заряд) был подготовлен с патентным соединением. Прежде всего, был взят футляр из коричневой бумаги диаметром около 2 дюймов, и один из патронов тонита был помещен в его центр, а пространство между зарядом и футляром было заполнено «пламегасящим соединением». После того как в мину была подана еще одна порция газа, защищенный патрон был помещен внутрь и подорван. Результат был поразительным: взрыв был не таким громким, в то время как не было ни малейшей вспышки огня. «Защищенные» и «незащищенные» заряды подрывались с интервалами, при этом газ каждый раз подавался в резервуар. Заряды тонита весом от 1 до 6 унций также использовались с соединением. Грохот был незначительным, в то время как вспышки не было видно.

~Использование коллодионного хлопка.~ — Коллодион или растворимый пироксилин используется для различных целей. Однако основное его применение — производство различных взрывчатых желатиновых соединений, типом которых является гремучий студень. Он также очень широко используется в производстве бездымных порохов, как военных, так и спортивных — на самом деле, очень немногие из них не содержат его. В некоторых, однако, вместо него используется нитролигноза или нитрированная древесина. Это, однако, химически то же самое, а именно нитроцеллюлоза, где целлюлоза получена из древесного волокна. В этом качестве он используется чаще, чем более высоконитрированный пироксилин. Еще одно применение, которое он нашел очень широко в последние годы, — это производство «целлулоида». Он используется в фотографии для подготовки пленок на сенсибилизированных пластинах и для многих других целей. Растворенный в растворе из двух частей эфира и одной части спирта, он образует раствор, известный как коллодий, используемый для различных целей, таких как лак, краска для сигналов; в хирургии — для соединения краев ран.

Совсем недавно г-н Альфред Нобель, известный изобретатель динамита, запатентовал использование нитроцеллюлозы, гидро- или оксицеллюлозы в качестве искусственного заменителя резины. Для этой цели она растворяется в подходящем нелетучем или слаболетучем «растворителе», таком как нитронафталин, динитробензол, нитротолуол или его гомологи; получаются продукты, варьирующиеся от желатинообразной консистенции до твердости эбонита. Пропорции будут варьироваться от примерно 20 процентов нитроцеллюлозы в готовом продукте, образующей мягкую резину, до 50 процентов нитрирующего целлулоида, и выбранный «растворитель» будет зависеть от того, для чего будет использоваться заменитель резины, причем жидкости дают более эластичное вещество, тогда как смеси твердых веществ и жидкостей могут применяться, когда продукт должен использоваться при высоких температурах. С помощью валков с паровым обогревом включение может быть осуществлено без помощи летучей жидкости, или нитроцеллюлоза может использоваться во влажном виде, при этом вода удаляется после «растворения».

Целесообразно использовать целлюлозу, нитрированную лишь настолько, чтобы сделать ее пригодной, чтобы уменьшить воспламеняемость готового продукта. Г-н У. Аллен, член парламента от Гейтсхеда, предложил использовать целлулоид для гильз патронов, чтобы облегчить боеприпасы и предотвратить заклинивание, так как гильза будет превращаться в газы вместе с порохом. Экстракторы также будут не нужны.

~Целлулоид~ — это интимная механическая смесь пироксилина (пироксилина или коллодионного хлопка) с камфорой, впервые изготовленная Хаяттом из Ньюарка, США, и полученная путем добавления пироксилина к расплавленной камфоре, или путем сильного сжатия двух веществ вместе, или путем растворения компонентов в соответствующем растворителе, например, спирте или эфире, и выпаривания досуха. В настоящее время обычно применяется комбинация двух последних методов, т. е. частичное растворение с давлением. Используемый пироксилин обычно представляет собой тетра- и пентанитрированную целлюлозу, гексанитрат (пироксилин) используется редко из-за его взрывчатых свойств.

Принимаются меры для предотвращения образования гексанитрата путем погружения целлюлозы только в умеренно крепкую азотную кислоту или в теплую смесь азотной и серной кислот. Бумага, либо небольшими кусочками, либо листами, погружается примерно на двадцать пять минут в смесь 2 частей азотной кислоты и 5 частей серной кислоты при температуре около 30° C, после чего нитрированная целлюлоза тщательно промывается водой для удаления последних следов свободной кислоты, отжимается и, пока еще влажная, смешивается с камфорой.

В процессе Требуйе и Де Безанселя целлюлоза, которая может быть в виде бумаги, хлопка или льна, нитрируется дважды — сначала в кислотной смеси, использованной в предыдущей операции; и во-вторых, в свежей смеси из 3 частей серной кислоты удельного веса 1,83 и 2 частей концентрированной азотной кислоты, содержащей азотистую кислоту. После каждого нитрования масса подвергается давлению, а затем тщательно промывается водой, в которую в конце добавляется небольшое количество аммиака или каустической соды для удаления последних следов кислоты. Пропитка пироксилина камфорой осуществляется различными способами.

Обычная пропорция компонентов — 2 части пироксилина и 1 часть камфоры. В процессе Требуйе и Де Безанселя 100 частей пироксилина тщательно смешиваются с 40–50 частями камфоры, формуются вместе под сильным давлением в горячем прессе, а затем высушиваются на воздухе, десицируются хлоридом кальция или серной кислотой. Обычный метод, однако, заключается в растворении камфоры в минимально возможном количестве спирта и разбрызгивании раствора над сухим пироксилином, который затем покрывается вторым слоем пироксилина, и все это снова обрабатывается раствором камфоры, причем добавление пироксилина и раствора камфоры повторяется попеременно до тех пор, пока не будет получено необходимое количество целлюлоидной смеси.

Масса, которая оседает в виде прозрачных комков, обрабатывается около часа между холодными железными валками, а затем в течение того же периода между валками, которые можно слегка нагреть паром. Слой целлулоида, окружающий валки, затем срезается и снова прессуется, полученный брикет, который теперь имеет толщину около 1 см, разрезается на пластины длиной около 70 см и шириной 30 см. Они укладываются одна на другую и сильно спрессовываются вместе гидравлическим давлением при температуре около 70° в течение двадцати четырех часов. Толстые брикеты еще раз разрезаются на пластины желаемой толщины и помещаются в камеру, нагретую от 30° до 40° на восемь-четырнадцать дней, благодаря чему они становятся полностью сухими и легко превращаются в различные изделия либо путем формования в теплом состоянии под давлением, резки или точения. Иногда другие жидкости, например эфир и древесный спирт, используются вместо спирта в качестве растворителей для камфоры.

Целлулоид легко окрашивается и может быть мраморирован для производственных целей и т. д. Он легко воспламеняется и не взрывается даже под давлением, и с ним можно работать под молотом или между валками без риска. Он размягчается в кипящей воде и может быть отформован или спрессован. Его удельный вес немного варьируется в зависимости от состава и степени полученного давления. Обычно он составляет 1,35. По-видимому, это просто смесь его компонентов, так как при обработке соответствующими растворителями камфора может быть легко извлечена, а при нагревании пироксилин сгорает, в то время как камфора улетучивается.

Производство пироксилина для изготовления целлулоида значительно возросло за последние годы, и с этим увеличением производства были изобретены усовершенствованные методы производства. Серия интересных статей о производстве пироксилина была опубликована г-ном Уолтером Д. Филдом из Нью-Йорка в «Журнале Американского химического общества»[A], из которых взяты следующие сведения:—

[Сноска A: Том XV, № 3, 1893 г.; Том XVI, № 7, 1894 г.; Том XVI, № 8, 1894 г. Рис. 19, 20, 21, 22 и 23 взяты из статьи г-на Филда.]

~Выбор волокна.~ — Хлопковое волокно, древесное волокно и льняное волокно в виде сырого хлопка, очищенного хлопка, бумаги и тряпья используются наиболее часто и дают наилучшие результаты. Поскольку волокна сильно различаются по своей структуре, они требуют различных методов нитрования. Хлопковое волокно представляет собой сплющенную полую ленту или свернутую цилиндрическую трубку, скрученную несколько раз и закрытую на одном конце, образуя острие. Центральный канал большой и доходит почти до вершины волокна. Его боковые стенки перепончатые и легко проницаемы для смешанных кислот, и, следовательно, получается нитрование высшей степени. В льняном волокне стенки сравнительно толстые, центральный канал маленький; следовательно, можно предположить, что нитрование должно протекать медленнее, чем в случае с хлопком. Новозеландский лен дает наиболее идеально растворимые нитраты из всех видов льна. Хлопок дает клейкий коллодий, а ситец — жидкий коллодий. Один из крупнейших производителей пироксилина в Штатах использует хлопок марки «Memphis Star». Это хлопок апленд, и его волокна очень мягкие, влажные и эластичные. Его цвет — светло-кремово-белый, и он сохраняется после нитрования. Штапель короткий, а скрутка хуже, чем у других сортов, прямых лентовидных нитей довольно много. Этот хлопок используется кардованным, но не очищенным. Эта марка хлопка содержит большое количество наполовину и на три четверти зрелого волокна, которое чрезвычайно тонкое и прозрачное, распределенное по всей массе хлопка (Мони, «Хлопковое волокно», 67). Г-н Филд говорит: «Это важный факт, если знать, что из этого хлопка можно получить чрезвычайно растворимый пироксилин».

Пироксилин низкого сорта только в отношении цвета может быть получен из отходов хлопка в торговле. Они должны быть очищены, прежде чем станут пригодными для нитрования. Бумага, изготовленная из пульпы сульфитных и сульфатных процессов, способна давать очень растворимый пироксилин. Ее можно нитровать при высоких температурах, и она все равно даст хорошие результаты. Папиросная бумага, изготовленная из льняного волокна, также используется после нарезки на квадраты.

Моубрей (Патент США № 443 105, 3 декабря 1890 г.) говорит, что чистая хлопковая папиросная бумага толщиной менее 1/500 дюйма, какой бы тонкой она ни была, приобретает клейкую или коллоидную поверхность и поэтому требует около тридцати минут, чтобы нитрование могло произойти. При более толстой бумаге нитрировалась бы только поверхность. Поэтому он использует волокно, которое было пропитано раствором нитрата натрия, а затем медленно высушено, утверждая, что соль кристаллизуется в волокне или проникает посредством действия, называемого осмосом, и открывает волокно для действия кислоты. Этот процесс был бы полезен только тогда, когда хлопок должен нитроваться при низкой температуре. При высокой температуре он был бы излишним.

Дитц и Уэйн (Патент США № 133 969) используют рами, рию или китайскую крапиву для производства растворимого пироксилина. Тот, что сделан из рами, всегда имеет однородную прочность и растворимость и требует меньшего количества растворителя для растворения, чем тот, что сделан из хлопка. Опыт г-на Филда, однако, полностью противоречит этому утверждению. Таково влияние физической формы волокна на процесс нитрования, что когда льняное волокно и хлопковое волокно нитрируются кислотными смесями точно такой же крепости и при той же температуре, раствор первого является клейким или густым, а второго — жидким или жидким. Просто нитруя при более высокой температуре, чем хлопок, лен даст пироксилин, дающий одинаково жидкий коллодий.

Присутствия хлора в волокне следует тщательно избегать, так как такое волокно даст кислый продукт, который невозможно промыть до нейтрального состояния. Волокно должно быть сухим перед нитрованием; и это лучше всего делается, по мнению г-на Филда, с помощью сушилки, используемой при сушке шерсти.

~Нитрование волокна.~ — Смешанное хлопковое и льняное волокно в виде бумаги толщиной от 2/1000 до 3/1000 дюйма, нарезанное на квадраты размером 1 дюйм, нитрируется компанией Celluloid Manufacturing Company, а та же бумага, оставленная в длинных полосках шириной 1 дюйм, используется для нитрования компанией Xylonite Manufacturing Company из Норт-Адамса, штат Массачусетс (США).

Компания Celluloid Company вводит нарезанную бумагу в смешанные кислоты с помощью полой, быстро вращающейся трубки, расширенной на нижнем конце и погруженной в смешанные кислоты. Центробежная сила вращающейся трубки отбрасывает бумагу к стенкам сосуда, оставляя центр сосуда готовым для новой бумаги.

Компания Xylonite Company просто нарезает бумагу на длинные полоски и вводит ее в смешанные кислоты с помощью вилок. Устройство, используемое этой компанией для хранения смешанных кислот, представляет собой цилиндрический сосуд, разделенный на несколько секций, весь вращающийся как поворотный стол, что позволяет рабочему нитровать последовательно каждую партию бумаги в заданной точке. Эта компания не удаляла кислоту из бумаги после ее погружения, а немедленно погружала ее в воду, тем самым теряя большую часть отработанной кислоты. Компания Celluloid Company, используя бумагу меньшими кусочками и больше бумаги на фунт кислоты, а также отжимая смешанную кислоту из бумаги перед погружением в воду, имела лучший процесс нитрования.

Другие производители используют глиняные сосуды и стеклянные или стальные стержни, загнутые на одном конце, с надетыми на другой конец небольшими кусочками резинового шланга, чтобы рука не скользила. Форма сосуда, используемая в общем пользовании, приведена на рис. 23. Он достаточно велик, чтобы нитровать 1 фунт хлопка за раз. Крючок на одном конце стержня позволяет рабочему разрывать пироксилин и тем самым обеспечивает насыщение волокна. Зимой помещение, в котором производится нитрование, должно поддерживаться при температуре около 70° F, чтобы обеспечить однородность партий.

[Иллюстрация: РИС. 23. — СОСУД ДЛЯ НИТРОВАНИЯ ХЛОПКА ИЛИ БУМАГИ.]

Нитрирующий аппарат Уайта и Шуппхауса (Патент США № 418 237, 89 г.) г-н Филд считает как новым, так и превосходным. Клетка (рис. 24) с ее центральным перфорированным цилиндром (рис. 25) предназначена для обеспечения быстрого и идеального насыщения папиросной бумаги, используемой для нитрования. Патентообладатели говорят, что с их аппаратом не требуется перемешивание. Это, говорит г-н Филд, может быть правдой, когда используется бумага или даже хлопок, когда температура нитрования составляет от 30° до 35° C, но не было бы правдой, если бы температура была повышена до 50°–55° C. Процесс заключается в следующем: бумага нитрируется в клетке (рис. 25), дно которой образовано фланцевой пластиной C, прикрепленной к дну внутреннего цилиндра B. После нитрования клетка переносится в отжимную машину, которая образует корзину, и кислоты удаляются. Наконец, клетка переносится в погружной бак, где бумага извлекается из клетки простым вытягиванием центрального перфорированного цилиндра B. Рис. 26 показывает нитрирующий котел с автоматической крышкой. Погружной бак показан в плане и разрезе на рис. 28 и 29. Этот аппарат подходит для нитрования хлопкового волокна в массе при высоких или низких температурах. Другие методы, которые были запатентованы, — это метод Моубрея (Патент США № 434 287), в котором предлагается нитровать бумагу непрерывными полосами, и Хаятта (Патент США № 210 611).

[Иллюстрация: РИС. 24. — ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПЕРФОРИРОВАННЫЙ ЦИЛИНДР.]

[Иллюстрация: РИС. 25. — КЛЕТКА. НИТРИРУЮЩИЙ АППАРАТ УАЙТА И ШУППХАУСА.]

[Иллюстрация: РИС. 26. — НИТРИРУЮЩИЙ КОТЕЛ ДЛЯ ЦЕЛЛУЛОИДА.]

[Иллюстрация: РИС. 27. — ДРУГОЙ ВИД.]

[Иллюстрация: РИС. 28, 29. — ПОГРУЖНОЙ БАК, В ПЛАНЕ И РАЗРЕЗЕ.]

~Кислотная смесь.~ — Были опубликованы различные формулы для производства растворимой нитроцеллюлозы. Во многих случаях, хотя наблюдения были верны для одного эксперимента, дюжина экспериментов дала бы дюжину различных продуктов. Состав используемых кислот зависит от вещества, которое нужно нитровать, и температуры, при которой будет проводиться нитрование. Практически существует три формулы общего пользования — та, что используется производителями целлулоида; другая, в которой хлопок нитрируется при высоких температурах; и третья, в которой температура погружения низкая, а время нитрования составляет около шести часов. Из трех лучший метод — последний, или тот, при котором хлопок погружается при низкой температуре, а затем реакция продолжается в котлах, вмещающих от 5 до 10 фунтов хлопка. Формула, используемая производителями целлулоида для производства низкого вида нитрированного продукта, который они используют, такова:—

Серная кислота 66 частей по весу. Азотная кислота 17 частей по весу. Вода 17 частей по весу.

Температура погружения, 30° C. Время, двадцать-тридцать минут.

Целлюлоза используется в виде папиросной бумаги толщиной 2/1000 дюйма, 1 фунт на 100 частей кислотной смеси. Нитроцеллюлоза, полученная по этой формуле, очень нерастворима в сложных эфирах и других растворителях пироксилина и, по-видимому, только конвертируется или желатинизируется под действием растворителя. Следующая формула дает смесь тетра- и пентанитроцеллюлоз, почти нерастворимых в метиловом спирте (свободном от ацетона), но очень растворимых в безводных сложных эфирах, кетонах и альдегидах:—

Азотная кислота, уд. вес 1,435 — 8 фунтов. Серная кислота, уд. вес 1,83 — 15-3/4 фунта. Хлопок — 14 унций.

Температура нитрования, 60° C. Время погружения, сорок пять минут.

Температура 60° развивается при смешивании кислот. Хлопок оставляют в кислоте до тех пор, пока он не станет «коротким» на ощупь стержнем.

Следующая таблица, составленная г-ном У. Д. Филдом, очень наглядно показывает большое изменение во времени погружения и температуре из-за, казалось бы, очень незначительных причин. Она охватывает четырнадцать рабочих дней, в течение которых дождь шел четыре дня. Используемая формула — та, что приведена выше, за исключением того, что удельный вес азотной кислоты несколько ниже. Полученный продукт отличается от продукта, полученного с использованием азотной кислоты удельного веса 1,43, только тем, что он растворим в метиловом спирте. В каждый из четырнадцати дней производилось от 30 до 35 фунтов пироксилина.

Внимательное изучение этой таблицы окажется очень поучительным. Увеличение выхода варьируется от 31 процента до нуля, а потери доходят до 10 процентов, хотя была проявлена осторожность, чтобы сделать продукт однородным по качеству. В дни, когда шел дождь, были потери, за исключением четвертого дня, когда не было ни потерь, ни прибыли. В дни, когда было частично ясно, как непосредственно перед или после дождя, таблица показывает потерю продукта. Мы можем объяснить этот факт влагопоглощающими свойствами хлопка. В дождливые дни он поглощал влагу из воздуха до тех пор, пока при погружении в кислоты они не ослабевали, и волокно растворялось в большей или меньшей степени в ослабленной кислоте, вызывая то, что известно как «горение» в партии. Также можно заметить, что в дни, которые показывают потери, время погружения было соответственно коротким, как на десятый, двенадцатый и седьмой дни.

______________________________________________________________________ | | | | | | Удельный вес. | Время. | | |_____________________|_______________________________| | | | | | | | | H_{2}S0_{4}.|HNO_{3}.|Часы.|Минуты.|Часы.|Минуты.| |________________|____________|________|______|________|______|________| | | | | | | | | | 1. Ясно | 1.838 | 1.4249 | … | 20 | 4 | … | | 2. « | 1.837 | 1.4249 | … | 20 | 2 | … | | 3. Облачно | 1.837 | 1.4226 | … | 45 | 2 | … | | 4. Дождь | 1.837 | 1.420 | … | 20 | 1 | 20 | | 5. Ясно | 1.8377 | 1.42 | 1 | 15 | 2 | … | | 6. Дождливо | 1.8391 | 1.422 | … | 35 | 1 | 40 | | 7. Облачно | 1.835 | 1.4226 | … | 20 | … | 35 | | 8. Ясно | 1.835 | 1.422 | … | 35 | 1 | 10 | | 9. Частично ясно| 1.824 | 1.4271 | … | 20 | 1 | … | | 10. « | 1.83 | 1.4271 | … | 10 | … | 25 | | 11. Облачно | 1.832 | 1.425 | … | 10 | … | 50 | | 12. Дождливо | 1.822 | 1.425 | … | 10 | … | 20 | | 13. Частично ясно| 1.8378 | 1.4257 | … | 60 | 1 | 40 | | 14. Облачно | 1.837 | 1.4257 | 1 | 56 | 4 | 40 | |________________|____________|________|______|________|______|________| | | | | | | Темп., град. C. | Процент | |________________|___________________| | | | | | | | От | До | Увеличение.| Потеря.| |________________|_______|_______|___________|_______| | | | | | | 1. Ясно | 57° | 62° | 31 | … | | 2. « | 60° | 62° | 18 | … | | 3. Облачно | 60° | 62° | 7 | … | | 4. Дождь | 60° | 63° | 0 | 0 | | 5. Ясно | 58° | 62° | 15 | … | | 6. Дождливо | 58° | 62° | … | 2 | | 7. Облачно | 62° | 65° | … | 10 | | 8. Ясно | 60° | 62° | 5 | … | | 9. Частично ясно| 50° | 60° | … | 3 | | 10. « | 58° | 60° | … | 10 | | 11. Облачно | 58° | 60° | 8 | … | | 12. Дождливо | 58° | 60° | … | 10 | | 13. Частично ясно| 50° | 58° | 20 | … | | 14. Облачно | 50° | 60° | 16 | … | |________________|_______|_______|___________|_______|

Урок, который преподает эта таблица, заключается в том, что практически невозможно нитровать целлюлозу в малых количествах и получать однородные результаты, когда нитрование проводится при высоких температурах. Что касается растворимости пироксилина, Паркс обнаружил, что нитробензол, анилин, ледяная уксусная кислота и камфора, растворенные в более летучих растворителях — метиловом спирте и спирто-эфире, — были гораздо лучшими растворителями для получения пластика, так как они менее летучи и проявляют большее растворяющее действие под влиянием тепла. Нитробензол дает раствор, который является зернистым; он, по-видимому, только конвертирует пироксилин, а не растворяет его; но при добавлении спирта сразу получается раствор, зернистость исчезает, и раствор становится однородным. Кислотная смесь и метод нитрования имеют большое значение для действия различных растворителей, так же как и присутствие воды.

Д-р Шуппхаус обнаружил, что пропиловый и изобутиловый спирты с камфорой являются активными растворителями, а также кетоны, пальмитон и стеарон в спиртовом растворе, также альфа- и бета-нафтол со спиртом и антрахинон (дифенилендикетон) в спиртовом растворе, а также изовалериановый альдегид и его производные, амилиден-диметиловый и амилиден-диэтиловый эфиры.

Август Сэйер (Патент США № 470 451) обнаружил, что диэтилкетон, дибутилкетон, дипентилкетон и смешанные кетоны[A], метилэтил-, метилпропил-, метилбутил-, метиламил- и этилбутилкетоны являются активными растворителями пироксилина; а Пэджет обнаружил, что, хотя метиламилоксид является растворителем, этиламилоксид таковым не является.

[Сноска A: Кетоны образуются из жирных кислот путем замещения гидроксильной группы последних на монадный положительный радикал. Таким образом, по своему строению они напоминают альдегиды. Наиболее известным кетоном является ацетон CH_{3}CO.CH_{3}. Смешанные кетоны получают путем совместной перегонки солей двух различных жирных кислот. Так, бутират калия и ацетат калия образуют пропилметилкетон —

C(C_{2}H_{5})H_{2} | CO.CH_{3}] Растворители пироксилина можно разделить на основные классы: во-первых, те, которые являются растворителями без помощи нагревания или растворения в спирте; во-вторых, те, которые являются растворителями при растворении в спирте. К последним относятся те, которые также проявляют растворяющее действие при нагревании до температуры плавления в сочетании с пироксилином.

Растворители пироксилина можно разделить на основные классы: во-первых, те, которые являются растворителями без помощи нагревания или растворения в спирте; во-вторых, те, которые являются растворителями при растворении в спирте. К последним относятся те, которые также проявляют растворяющее действие при нагревании до температуры плавления в сочетании с пироксилином.

Г-н У. Д. Филд группирует растворители пироксилина по классам следующим образом: два из одноатомных спиртов; сложные эфиры жирных кислот с одноатомными спиртами, альдегиды; простые и смешанные кетоны ряда жирных кислот. Эти четыре класса включают в себя большинство растворителей пироксилина. Те, что не вошли в этот список, следующие: амилнитрат и нитрит, метилендиметиловый эфир, этидендиэтиловый эфир, амилхлорацетат, нитробензол и динитробензол, кумарин, камфора, ледяная уксусная кислота, а также моно-, ди- и триацетин.

Ричард Хейл использует следующий растворитель: амилацетат — 4 объема; нефтяная нафта — 4 объема; метиловый спирт — 2 объема; пироксилин — от 4 до 5 унций на галлон растворителя. Хейл использовал нефтяную нафту для ускорения высыхания лака, чтобы он схватывался на покрываемом изделии до того, как успеет стечь. Однако именно негигроскопичность растворителя делает этот лак эффективным. Данная формула широко используется для производства пироксилинового лака, применяемого для покрытия перьев, карандашей и т. д., а также изделий из латуни и серебра.

Вещество, известное как оксицеллюлоза[A], образуется в результате воздействия азотной кислоты на целлюлозу при кипячении с ней. Количество образующегося вещества составляет около 30 процентов от массы используемой целлюлозы. После промывки от кислоты оно желатинизируется. Затем оно становится растворимым в разбавленных щелочах и может быть повторно осаждено из раствора спиртом, кислотами или солевыми растворами. Г-да Кросс и Беван приписывают ему формулу C_{18}H_{26}O_{16}. Оно растворяется в концентрированной серной кислоте, а с азотной кислотой образует нитросоединение с формулой C_{18}H_{23}O_{16}3(NO_{2}), которое готовится следующим образом: желатинообразная оксицеллюлоза промывается крепкой азотной кислотой до удаления воды, а затем диспергируется в смеси равных объемов крепких серной и азотной кислот, в которой быстро растворяется. Раствор после выдержки в течение примерно часа тонкой струей вливается в большой объем воды, в результате чего «нитро»-соединение выпадает в осадок в виде белой хлопьевидной массы. Продукт после сушки при 110° C, согласно анализу, содержал 6,48 процента азота.

[Сноска A: «Об окислении целлюлозы», К. Ф. Кросс и Э. Дж. Беван, Jour. Chem. Soc., 1883, стр. 22.]

РАЗЛИЧНЫЕ НИТРО-ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА.

~Нитрокрахмал.~ — Лишь недавно, благодаря процессу, внедренному компанией «Actiengesellschaft Dynamit Nobel», стало возможным производить это взрывчатое вещество в промышленных масштабах. Нитрокрахмал известен с 1883 года, когда Браконно открыл его и назвал ксилоидином. Его формула C_{6}H_{8}O_{3}(NO_{3})_{2}, но д-ру Отто Мюльхаузену недавно удалось получить более высоконитрованные соединения, а именно:

(a.) C_{6}H_{7-1/2}O_{2-1/2}(NO_{3})_{2-1/2}.

(b.) C_{6}H_{7}O_{4}(NO_{3})_{3}.

Или, удваивая молекулу крахмала:

Азот. i. Тетранитрокрахмал C_{12}H_{16}O_{6}(ONO_{2})_{4} 11,11 процента ii. Пентанитрокрахмал C_{12}H_{15}O_{5}(ONO_{2})_{5} 12,75 » iii. Гексанитрокрахмал C_{12}H_{14}O_{4}(ONO_{2})_{6} 14,14 »

Он рассматривает их как истинные эфиры (сложные эфиры) азотной кислоты. Так, при обработке серной кислотой эти соединения дают NO_{3}H, при этом остаток O.NO_{2} по-видимому замещается остатком серной кислоты. При обработке раствором хлорида железа(II) регенерируются оксид азота и «растворимый» крахмал. При встряхивании с серной кислотой над ртутью весь азот выделяется в виде NO.

Тетранитрокрахмал готовится в больших масштабах следующим образом: берется некоторое количество картофельного крахмала и выдерживается в подходящем сушильном аппарате при температуре 100° C до полного удаления всей содержащейся в нем влаги. Затем его измельчают в мелкий порошок и растворяют в азотной кислоте с удельным весом 1,501. Сосуд, в котором осуществляется это растворение, изготовлен из свинца и должен быть снабжен двумя рубашками, охлаждаемыми водой. Кроме того, он должен быть оснащен винтовой мешалкой для обеспечения свободной циркуляции азотной кислоты. Навеска крахмала вводится через отверстие в крышке этого сосуда для переваривания, при этом пропорции кислоты к крахмалу составляют 10 килограммов крахмала на 100 килограммов кислоты. Температура поддерживается в пределах от 20° до 25° C. Когда растворение крахмала завершено, жидкость направляется в осадительный аппарат, который также снабжен охлаждающей рубашкой для регулирования температуры. Дно этого сосуда двойное и перфорированное, и на него помещается слой пироксилина, выполняющий роль фильтра. Этот сосуд заполняется отработанной нитросерной кислотой, полученной в качестве отхода на производстве нитроглицерина, и раствор крахмала в азотной кислоте распыляется в него через инжектор, работающий на сжатом воздухе, благодаря чему нитрокрахмал выпадает в осадок в виде мелкозернистого порошка.

Для осаждения 100 кг кислотного раствора крахмала необходимо использовать 500 кг отработанной нитросерной кислоты. По мере осаждения нитрокрахмал собирается на фильтре из пироксилина, а кислотный раствор сливается через кран, расположенный под перфорированным двойным дном сосуда, разумеется, ниже фильтрующей прокладки. Осажденный крахмал дополнительно очищается от кислоты путем многократных промывок и прессования, пока не будут устранены все следы кислотности и вещество не проявит нейтральную реакцию. Следующим этапом является обработка нитрокрахмала 5-процентным раствором соды, в контакте с которым его выдерживают не менее двадцати четырех часов. Затем продукт измельчается до получения своего рода «молока» или эмульсии и, наконец, обрабатывается раствором анилина, так что при прессовании в брикеты он содержит около 33 процентов воды и 1 процент анилина.

Д-р Мюльхаузен, работая в лаборатории по этим методикам, получил нитрокрахмал, содержащий 10,96 и 11,09 процента азота. В порошкообразном состоянии он имеет белоснежный цвет; при трении электризуется; он очень стабилен и растворим даже в холодном нитроглицерине. Он также получил тетранитрокрахмал, содержащий 10,58 и 10,50 процента азота, путем вливания воды в раствор крахмала в азотной кислоте, который выдерживался в течение нескольких дней. Вещество, полученное таким образом в лаборатории, обладало всеми свойствами вещества, приготовленного по другому процессу.

Получение пентанитрокрахмала осуществляется путем добавления 20 г рисового крахмала — предварительно высушенного при температуре 100° C для удаления всей влаги — к смеси 100 г азотной кислоты с удельным весом 1,501 и 300 г серной кислоты с удельным весом 1,8 (при этом одновременно образуется некоторое количество тетранитрокрахмала). После выдержки в контакте с этими смешанными кислотами в течение одного часа крахмал претерпевает изменение, и массу теперь можно выгрузить в большое количество воды, а затем промыть сначала водой, а в конечном итоге — водным раствором соды. Выход в экспериментах д-ра Мюльхаузена составил 147,5 процента.

Полученное таким образом вещество нагревают со спиртоэфирной смесью, эфир отгоняют, и пентанитрокрахмал выпадает в осадок, в то время как тетранитрокрахмал, образовавшийся одновременно, остается в растворе в спирте. В полученном по этому процессу продукте содержалось 12,76 и 12,98 процента азота, тогда как растворимый тетранитрокрахмал содержал 10,45 процента.

Гексанитрокрахмал является продуктом, образующимся преимущественно при обработке 40 г сухого крахмала 400 г азотной кислоты с удельным весом 1,501 с выдержкой в течение двадцати четырех часов; затем 200 г этой смеси вливают в 600 куб. см серной кислоты плотностью 66° Б. Результатом этой манипуляции является белый осадок, который содержит 13,52–13,23 и 13,22 процента азота и, следовательно, состоит из смеси пента- и гексанитрокрахмала.

Эксперименты, проведенные с этими веществами, показали, что те из них, которые были получены путем осаждения нитрокрахмала крепкой серной кислотой, менее стабильны по своему характеру или свойствам, чем те, которые осаждались водой или слабой серной кислотой. Д-р Мюльхаузен придерживается мнения, что, возможно, в первом случае может образовываться сульфогруппа, которая в небольшом количестве может вызывать эту нестабильность.

В следующей таблице показано поведение этих веществ, приготовленных различными способами и в различных условиях:

__________________________________________________________________ | | | | ОБРАЗЦЫ. | | |____________________________________________| | | | | | | | | A. | B. | C. | D. | E. | Температура воспламенения | 175° C. | 170° C. | 152° C. | 121° C. | 155° C. | Стабильность | Стабилен | Стабилен | Нестабилен | Нестабилен | Нестабилен | Процент N. | 11,02 | 10,54 | 12,87 | 12,59 | 13,52 | 96-процентный спирт | Раств. | Раств. | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Эфир | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Спиртоэфирная смесь | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. | Уксусный эфир | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. |_____________________|________|________|________|________|________|

Эти образцы были приготовлены следующим образом:

A. Из 1 части азотной кислоты и 2 частей серной кислоты (содержащей 70 процентов H_{2}O). B. Из 1 части азотной кислоты и воды. C. Из 1 части азотной и 3 частей H_{2}SO_{4} (конц.). D. Из 1 части азотной и 3,5 частей конц. H_{2}SO_{4}. E. Из 1 части азотной и 3 частей конц. H_{2}SO_{4}.

Д-р Мюльхаузен придерживается мнения, что эти соединения могут быть использованы на практике для производства хорошего бездымного пороха. Он рекомендует следующие пропорции и метод. Шесть граммов нитроджута и 2 грамма нитрокрахмала смешиваются вместе и смачиваются уксусным эфиром. Затем эти ингредиенты перерабатываются в однородную массу и сушатся при температуре в диапазоне от 50° до 60° C. Он сам приготовил такой бездымный порох, который, как оказалось, содержит 11,54 процента азота и был очень стабилен. Более подробную информацию о работе д-ра Мюльхаузена над нитрокрахмалом можно найти в Dingler's Polytechnisches Journal, статья «Die höhren Salpetersäureäther der Stärke», 1892, том 284, стр. 137–143, а библиографию по 1892 год — в Arms and Explosives, декабрь 1892 года.

М. Бертло указывает теплоту образования нитрокрахмала как 812 кал. на 1 г, а теплоту полного сгорания — как равную 706,5 кал. на 207 г, или 3413 кал. на 1 г. Теплоту разложения можно было бы рассчитать только в том случае, если бы были известны продукты разложения, но они до сих пор не изучены, а количество кислорода, содержащегося в соединении, далеко не достаточно для его полного сгорания. Бертло и Вьель установили, что средние скорости для нитрокрахмального пороха (плотность заряда около 1,2) в оловянной трубке с внешним диаметром 4 мм в двух экспериментах составили 5222 м и 5674 м. В оловянной трубке с внешним диаметром 5,5 мм скорость составила 5815 м, а в свинцовой трубке — 5006 м (плотность 1,1–1,2). Крахмальный порох гигроскопичен, нерастворим в воде и спирте. В сухом виде он очень взрывоопасен и воспламеняется при температуре около 350° F. Г-н Альфред Нобель получил патент (англ. пат. № 6560, 88) на использование нитрокрахмала. Его изобретение относится к обработке нитрокрахмала и нитродекстрина с целью получения взрывчатого пороха, который должен использоваться вместо пороха. Он смешивает эти материалы с нитроцеллюлозой и растворяет все в ацетоне, который впоследствии отгоняется. Таким образом достигается идеальное смешение ингредиентов.

~Нитроджут.~ — Получается путем обработки джута азотной кислотой. Его свойства были изучены г-дами Кроссом и Беваном (Jour. Chem. Soc., 1889, 199) и Мюльхаузеном. Последний использовал для его нитрования кислотную смесь, состоящую из равных частей азотной и серной кислот, которой давали воздействовать на джут в течение некоторого времени. Он обнаружил, что при длительном воздействии, т. е. от трех до четырех часов в кислотах, происходит распад пучков волокон, а нитрование сопровождается вторичным разложением и превращением в продукты, растворимые в кислотной смеси. Работа Кросса и Бевана по этому вопросу приводит их к выводу, что максимальный выход нитрата представлен увеличением веса на 51 процент. Они дают джуту эмпирическую формулу C_{12}H_{18}O_{9} (C = 47 процентов, H = 6 процентов и O = 47 процентов) и полагают, что его превращение в нитросоединение происходит следующим образом:

C_{12}H_{18}O_{9} + 3HNO_{3} = C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O.

Это эквивалентно увеличению веса на 44 процента для тринитрата и на 58 процентов для тетранитрата. Образование тетранитрата, по-видимому, является пределом нитрования джутового волокна. Другими словами, если мы представим молекулу лигноцеллюлозы формулой C_{12}, она будет содержать четыре гидроксильные (OH) группы, или на две меньше, чем целлюлоза, представленная аналогичным образом. Ниже приведены результаты их нитрования:

Использованные кислоты: I. HNO_{3} уд. вес 1,43 и H_{2}SO_{4} = 1,84 в равных частях. II. 1 объем HNO_{3} (1,5), 1 объем H_{2}SO_{4} (1,84). III. 1 объем HNO_{3} (1,5), 75 объемов H_{2}SO_{4} (1,84).

I. = 144,4; II. = 153,3; III. = 154,4 г; во всех трех случаях использовалось 100 г волокна.

Продолжительность воздействия — тридцать минут при 18° C.

Азот был определен в продуктах и составил 10,5 процента. Теоретическое значение для C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{3} = 9,5 процента, а для C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{4} = 11,5 процента. Эти нитраты напоминают нитраты целлюлозы и по всем существенным пунктам являются нитратами лигноцеллюлозы.

Мюльхаузен получил гораздо меньший выход, и, вероятно, как указали Кросс и Беван, произошло вторичное разложение, и поэтому его продукты, вероятно, ближе к производным целлюлозы, чем к производным лигноцеллюлозы, поскольку более окисляемые, нецеллюлозные или лигноновые компоненты были разложены. Фактически, он рассматривает свой продукт как пентанитрат целлюлозы (C_{12}H_{16}O_{5}(ONO_{2})_{5}). В Chemiker Zeitung, xxi., стр. 163, содержится еще одна статья Мюльхаузена о взрывчатом нитроджуте. После очистки джутового волокна путем кипячения его с 1-процентным раствором карбоната натрия и промывки водой он обработал 1 часть очищенного джута 15 частями нитросерной кислоты и получил следующие результаты при различных пропорциях азотной и серной кислот:

Выход Температура Азот. процентов воспламенения Эксперимент I.— 1. HNO_{3} 1. H_{2}SO_{4} 129,5 170° C. 11,96% » II. » 2. » 132,2 167° C. 12,15% » III. » 3. » 135,8 169° C. 11,91%

Эксперимент, проведенный с тонким чесаным джутом и той же смесью кислот, что и в № II, дал 145,4 процента нитроджута, который воспламенялся при 192° C и содержал 12 процентов азота. Это взрывчатое вещество в настоящее время не производится в больших масштабах, и г-да Кросс и Беван придерживаются мнения, что нет особого преимущества в использовании лигнифицированного текстильного волокна в качестве сырья для получения взрывчатых нитратов, учитывая, что большое количество сырья, содержащего целлюлозу (главным образом в виде хлопка), можно получить по более низкой цене, и оно также дает 150–170 процентов взрывчатого материала при нитровании и во многих отношениях превосходит продукты, полученные до сих пор из джута.

~Нитроманнит~ образуется в результате действия азотной кислоты на маннит, шестиатомный спирт, тесно связанный с сахаром. Он в изобилии встречается в манне, которая представляет собой частично высушенный сок ясеня манного (Fraxinus ornus). Он образуется при молочнокислом брожении сахара, а также при действии зарождающегося водорода на глюкозу и целлюлозу или на инвертный сахар. Его формула C_{6}H_{8}(OH)_{6}, а нитроманнита — C_{6}H_{8}(NO_{3})_{6}. Маннит кристаллизуется в виде игл или ромбических призм, которые растворимы в воде и спирте и имеют сладкий вкус. Нитроманнит образует белые игольчатые кристаллы, нерастворимые в воде, но растворимые в эфире или спирте. При быстром нагревании они воспламеняются при температуре около 374° F и взрываются при температуре около 590° F. Он более чувствителен к трению и ударам, чем нитроглицерин, и, если он не чист, склонен к самопроизвольному разложению. Он считается азотнокислым эфиром шестиатомного спирта маннита. Он образуется в результате действия смеси азотной и серной кислот на маннит —

C_{6}H_{8}(OH)_{6} + 6HNO_{3} = C_{6}H_{8}(NO_{3})_{6} + 6H_{2}O.

Продукты его взрыва показаны в следующем уравнении:

C_{6}H_{8}(NO_{3})_{6} = 6CO_{2} + 4H_{2}O + 3N_{2} + O_{2}.

Его процентный состав следующий: углерод — 15,9 процента; водород — 1,8 процента; азот — 18,6 процента; и кислород — 63,7 процента. Его температура плавления составляет 112–113° C, и он затвердевает при 93°. При тщательном приготовлении и очистке путем перекристаллизации из спирта, а также при хранении в защищенном от солнечного света месте он может храниться несколько лет без изменений.

Нитроманнит опаснее нитроглицерина, так как он более чувствителен к ударам. По своим разрушительным свойствам он занимает промежуточное положение между нитроглицерином и фульминатом ртути. Он взрывается от удара меди о железо или медь, и даже фарфора о фарфор, при условии, что последний удар будет сильным. Его теплота образования из элементов составляет +156,1 калории. Он не производится в промышленных масштабах.

Помимо уже описанных нитросоединений, существует много других, но они имеют малое значение, и ни одно из них не производится в больших масштабах. Среди таких веществ — нитроуголь, который изготавливается путем действия азотной кислоты на уголь; нитроклей — продукт, получаемый в результате действия азотной кислоты на рыбий клей или желатин, вымоченный в воде. Затем его обрабатывают обычными кислотами.

Другой метод заключается в том, чтобы поместить крепкий клей в холодную воду до тех пор, пока он не впитает максимальное количество последней. Смесь затвердевает при добавлении азотной кислоты, нитруется обычным способом и хорошо промывается. Глиоксилин Абеля — это всего лишь нитрованный пироксилин, пропитанный нитроглицерином. Нитролигнин — это всего лишь нитроцеллюлоза, изготовленная из древесины вместо хлопка; а нитросолома — также всего лишь нитроцеллюлоза. Взрывчатое вещество, известное как взрывчатка Кейля, содержит нитроглюкозу. Также была предложена нитропатока, которая является жидким продуктом, и нитросахароза — продукт, получаемый путем нитрования сахара. Это белое, песчанистое, взрывчатое вещество, растворимое в спирте и эфире. При изготовлении из тростникового сахара оно не кристаллизуется; но если изготовлено из молочного сахара, то кристаллизуется. Оно использовалось в капсюлях-детонаторах, будучи сильнее и быстрее нитроглицерина. Однако оно очень чувствительно, очень гигроскопично и очень склонно к разложению. Нитрогудрон изготавливается из сырого каменноугольного масла путем нитрования азотной кислотой с удельным весом от 1,53 до 1,54. Нитротолуол используется в смеси с нитроглицерином. Этот список, однако, не исчерпывает все различные вещества, которые были нитрованы и предложены в качестве взрывчатых веществ. Экспериментировали даже с такими маловероятными веществами, как конский навоз. Ни одно из них не используется очень широко, и очень немногие из них производятся в промышленных масштабах.

ГЛАВА IV.

ДИНАМИТ И ЖЕЛАТИНЫ.

Кизельгуровый динамит — Классификация динамитов — Свойства и эффективность обычного динамита — Другие формы динамита — Желатин и желатиновые динамиты, подходящий пироксилин для них и его обработка — Другие используемые материалы — Состав гелигнита — Взрывчатый желатин — Желатин-динамит — Абсорбирующие материалы — Древесная масса — Нитрат калия и т. д. — Производство и используемая аппаратура, а также свойства желатиновых динамитов — Кордит — Состав и производство.

~Динамит.~ — Динамит состоит из нитроглицерина, либо поглощенного каким-либо пористым материалом, либо смешанного с каким-либо другим веществом или веществами, которые являются либо взрывчатыми, либо просто инертными материалами. Среди используемых пористых веществ — кизельгур, кремнистая земля, состоящая главным образом из скелетов различных видов диатомовых водорослей. Эта земля встречается в пластах, в основном в Ганновере, Швеции и Шотландии. Лучшим качеством для целей производства динамита является то, которое содержит наибольшее количество длинных трубчатых бациллярий и меньше круглых и ланцетовидных форм, таких как плевросигмы и диклиохи, поскольку трубчатые диатомеи лучше поглощают нитроглицерин, и он упаковывается в центр кремнистого скелета диатомей, при этом скелет действует как своего рода забойка, увеличивая интенсивность взрыва.

Динамиты классифицируются покойным полковником Кандилом, R.A., в его «Словаре взрывчатых веществ» следующим образом:

1. Динамиты с инертной основой, действующей только как абсорбент.

2. Динамиты с активной основой, т. е. взрывчатой основой. № 2 можно снова разделить на три подкласса, которые содержат в качестве основы —

(a.) Древесный уголь.

(b.) Порох или другую смесь нитратов или хлоратов.

(c.) Пироксилин или другое нитросоединение (нитробензол и т. д.).

Первый из них, а именно древесный уголь, был одним из первых когда-либо использовавшихся абсорбентов для нитроглицерина; второй представлен хорошо известным порохом «Атлас»; а последний включает хорошо известные и широко используемые желатиновые соединения, а именно гелигнит и желатин-динамит, а также тонит № 3 и т. д.

В 1867 году Нобель произвел динамит, поглотив нитроглицерин в инертном веществе, образовав пластичную массу. В своем патенте он говорит: «Это изобретение относится к использованию нитроглицерина в измененном состоянии, что делает его гораздо более практичным и безопасным для использования. Измененное состояние нитроглицерина достигается путем его поглощения в пористых невзрывчатых веществах, таких как древесный уголь, кремнезем, бумага или подобные материалы, благодаря чему он превращается в порошок, который я называю динамитом, или безопасным порошком Нобеля. Благодаря поглощению нитроглицерина в каком-либо пористом веществе он приобретает свойство быть в высокой степени нечувствительным к ударам, а также его можно сжигать на огне без взрыва».

Обычный динамит состоит из смеси 75 процентов нитроглицерина и 25 процентов кизельгура. Гура, как она импортируется (г-да А. Хааке и Ко являются основными импортерами), содержит от 20 до 30 процентов воды и органических веществ. Воду можно очень легко оценить, высушив взвешенное количество в платиновом тигле при 100° C в течение некоторого времени и взвесив повторно, а органические вещества — путем сильного прокаливания остатка над горелкой Бунзена. Прежде чем гур можно будет использовать для изготовления динамита, его необходимо прокалить, чтобы избавиться не только от влаги, но и от органических веществ.

Хорошая гура должна поглощать в четыре раза больше своего веса нитроглицерина и при этом образовывать сравнительно сухую смесь. Она должна быть бледно-розового, красно-коричневого или белого цвета. Розовая обычно предпочтительнее, и она должна быть как можно более свободной от песка любого рода, частиц кварца и т. д., должна быть гладкой на ощупь при растирании между пальцами и показывать большое количество диатомей при рассмотрении под микроскопом. Ниже приведен анализ высушенного образца кизельгура: кремнезем — 94,30; магнезия — 2,10; оксид железа и глинозем — 1,3; органические вещества — 0,40; влага — 1,90 процента.

Гур обычно сушат в отражательной муфельной печи. Его рассыпают на дне слоем толщиной 3 или 4 дюйма и время от времени переворачивают и разравнивают железной граблей или мотыгой. Температура должна быть достаточно высокой, чтобы гур стал раскаленным, иначе органические вещества не выгорят. Время, затрачиваемое на прокаливание, будет, конечно, зависеть от качества обрабатываемого гура. Те, что содержат высокий процент воды и органических веществ, конечно, потребуют больше времени, чем те, что их не содержат. Образец прокаленного гура не должен содержать более 0,5 процента влаги и органических веществ вместе взятых.

После того как гур высохнет, его необходимо просеять и измельчить. Измельчение производится путем пропускания его между железными валками, закрепленными в нижней части конуса или бункера и вращающимися с умеренной скоростью. Под валками должно быть помещено мелкое сито, через которое должен проходить гур.

Кизельгур, будучи высушенным, измельченным и просеянным, должен быть упакован в мешки, и следует позаботиться о том, чтобы он снова не впитал влагу, так как если он содержит что-либо выше примерно пяти десятых процента воды, это вызовет выпотевание динамита, изготовленного из него. Подготовленный таким образом гур доставляется в опасную зону и смешивается с нитроглицерином. Используемый нитроглицерин должен быть совершенно свободным от воды, прозрачным и должен выстояться день или два в осадительном цехе. Гур и нитроглицерин смешиваются в свинцовых баках (около 1,5 фута глубиной и 2–3 фута длиной) в пропорции 75 частей нитроглицерина к 25 частям гура, если только не обнаружится, что гур слишком гигроскопичен, что приведет к тому, что динамит будет слишком сухим и будет крошиться. В этом случае к гуру следует добавить небольшое количество сульфата бария, скажем, около 1 процента. Это уменьшит его поглощающую способность, или же высокопоглощающий образец гура можно смешать с образцом с меньшей поглощающей способностью в пропорциях, найденных экспериментально наиболее подходящими для получения достаточно влажного, но не выпотевающего динамита.

Само смешивание обычно выполняется в отдельном помещении. В ряде баков, футерованных свинцом, взвешивается гур, помещается в бак, и на него выливается нитроглицерин. Нитроглицерин можно взвешивать в ведрах из индийской резины. Затем все перемешивается вручную, хорошо растирается между руками, а после этого пропускается через сито. На этой стадии динамит должен быть сухим, порошкообразным и иметь однородный цвет.

Теперь он готов к изготовлению патронов, и его следует перенести в патронные домики. Это небольшие здания, окруженные валами, в которых находится одна патронная машина. Каждому домику требуется три работницы — одна для работы на прессе и две для упаковки патронов. Патронный пресс состоит из короткого цилиндра диаметром с патрон, который предполагается изготовить. В этот цилиндр поршень, заостренный слоновой костью или деревом бакаут, движется вверх и вниз от пружины, приводимой в действие рычагом. Вокруг верхнего края цилиндра закреплен холщовый мешок, в который с помощью деревянного совка помещается порошкообразный динамит, и опускающийся поршень проталкивает динамит вниз по цилиндру и наружу из открытого конца, где спрессованный динамит можно разломить на удобные отрезки. Вся машина должна быть изготовлена из пушечного металла и должна стоять вертикально у стены здания. Две работницы, сидящие за столами, расположенными по обе стороны от пресса, заворачивают патроны в пергаментную бумагу. Из этих домиков патроны каждые десять минут или четверть часа собираются мальчиками и доставляются в упаковочное отделение, где они упаковываются в картонные коробки по 5 фунтов, которые затем дополнительно упаковываются в ящики из еловой древесины, выложенные индийской резиной и герметично закрытые. Деревянные крышки затем прибиваются латунными или цинковыми гвоздями, а снаружи наклеивается этикетка с указанием веса и описания содержимого. Затем ящики следует перенести на склады. Хорошо брать определенное количество патронов из упаковочного отделения в разное время в течение дня, скажем, три или четыре образца, и проверять их с помощью теплового теста. Образец, вырезанный из патрона, длиной около 1 дюйма, следует поместить под стеклянный колпак вместе с водой (фактически, в большой эксикатор) и оставить на несколько дней. Хороший динамит при таких условиях не должен проявлять никаких признаков выпотевания даже спустя недели.[A]

[Сноска A: Для анализа динамита см. главу «Анализ» и статью автора в Chem. News, 23 сентября 1892 г.]

~Свойства кизельгурового динамита.~ — Один кубический фут динамита весит 76 фунтов 4 унции. Удельный вес 75-процентного динамита, однако, составляет 1,50. Он красного или серого цвета и довольно жирный на ощупь. Он гораздо менее чувствителен к ударам, чем нитроглицерин, но иногда взрывается от удара винтовочной пули или при ударе. Добавление нескольких процентов камфоры значительно уменьшит его взрывчатые свойства до такой степени, что он может стать невзрывоопасным, за исключением случаев применения очень сильного фульминатного детонатора. Прямой контакт с водой разрушает динамит, отделяя нитроглицерин, поэтому при использовании его в сырых местах необходима большая осторожность. Он замерзает при температуре около 40° по Фаренгейту (4° C) и остается замерзшим при температурах, значительно превышающих эту точку. В замерзшем состоянии он сравнительно бесполезен как взрывчатое вещество и должен оттаиваться с осторожностью. Лучше всего это делать, помещая патроны в грелку, которая представляет собой жестяную банку с двойными стенками и дном, в которую можно налить горячую воду (130° по Фаренгейту). Динамиту потребуется некоторое время, прежде чем он станет мягким. Ни в коем случае нельзя класть его на горячую плиту или рядом с огнем, так как таким образом произошло много серьезных несчастных случаев.

Замерзший динамит представляет собой твердую массу с измененными свойствами и требует 1,5 г фульмината вместо 0,5 г для взрыва. Оттаивание также может вызвать выпотевание нитроглицерина, который гораздо более чувствителен к ударам, и если его случайно ударить железным инструментом, он может взорваться. Опасно резать замерзший патрон ножом. Трамбование еще опаснее; на самом деле, использовать динамит в замерзшем состоянии не только опасно, но и расточительно.

Динамит взрывается при температуре 360° по Фаренгейту и очень чувствителен к трению в горячем состоянии. В жарких странах его никогда не следует подвергать воздействию солнечных лучей. Его, однако, не следует хранить в сыром или влажном месте, так как это может вызвать выпотевание. Солнечный свет, если он прямой, может вызвать медленное разложение, как и у всех нитро- и азотнокислых соединений. Электрические искры воспламеняют его, не взрывая, по крайней мере при работе на открытом воздухе.

Динамит, изготовленный из нейтрального нитроглицерина, по-видимому, хранится бесконечно долго. Карбонат натрия или кальция в количестве до 1 процента часто добавляется в динамит для обеспечения его нейтральности. Однако, если он начал претерпевать изменения, он быстро становится кислым и иногда взрывается самопроизвольно, особенно если находится в прочных оболочках. Тем не менее, нейтральный и хорошо изготовленный динамит хранился годами на складе без потери своей взрывной силы. Если вода вступает с ним в контакт, нитроглицерин постепенно вытесняется из кремнезема (гура). Это действие имеет тенденцию делать весь влажный динамит опасным.

Было замечено, что динамит, изготовленный с древесными опилками, можно увлажнить, а затем высушить без заметных изменений, и от 15 до 20 процентов воды можно добавить в целлюлозный динамит, не лишая его способности взрываться от сильного детонатора (это похоже на влажный пироксилин). Однако он становится гораздо менее чувствительным к ударам. Что касается мощности динамита № 1, эксперименты, проведенные в свинцовых цилиндрах, дают относительную величину динамита № 1 — 1,0; взрывчатого желатина — 1,4; и нитроглицерина — 1,4. Теплота, выделяемая при внезапном взрыве динамита, такая же, как и его теплота сгорания,[A] и пропорциональна весу нитроглицерина, содержащегося в смеси. Образующиеся газы — это углекислый газ, вода, азот и кислород.

[Сноска A: Бертло, «Взрывчатые вещества и их сила».]

«Взрывная волна» (по Бертло) для динамита составляет около 5000 метров в секунду. С такой скоростью взрыв патрона длиной в фут занял бы всего 1/24000 часть секунды, в то время как тонна динамитных патронов диаметром около 7/8 дюйма, уложенных в ряд и измеряемых в одну милю длиной, была бы взорвана за четверть секунды путем детонации патрона на любом конце.[A] Г-н К. Нэпир Хейк, F.I.C., инспектор по взрывчатым веществам правительства Виктории, в своей статье «Заметки о взрывчатых веществах» говорит: «Теоретическая эффективность взрывчатого вещества не может быть реализована на практике в полезной работе по нескольким причинам, как, например, при взрывных работах в скальных породах —

«1. Неполное сгорание.

«2. Сжатие и химические изменения, вызванные в окружающем материале.

«3. Энергия, затраченная на растрескивание и нагревание материала, который не перемещается.

«4. Утечка газа через взрывное отверстие и трещины, вызванные взрывом.

«Полезная работа состоит частично в перемещении разрушенных масс. Доля полезной работы, которую можно получить, оценивается по-разному: от 14 до 33 процентов от теоретического максимального потенциала».

[Сноска A: К. Н. Хейк, «Заметки о взрывчатых веществах», Jour. Soc. Chem. Ind., 1889.]

Среди различных форм динамита, которые производятся, есть карбодинамит, изобретение г-д Уолтера Ф. Рида и У. Д. Борланда. Основой является нитроглицерин, а абсорбентом — углерод в виде жженой пробки. Он такой же дешевый, как обычный динамит, и обладает большей взрывной силой, поскольку 90 процентов смеси составляет чистый нитроглицерин, а сам абсорбент является высоко горючим. Также утверждается, что если этот динамит намокнет, выпотевания не происходит.

Порох «Атлас» — это динамит, производимый главным образом в Америке на химическом заводе «Репанно» в Филадельфии. Это композиция из нитроглицерина, древесной массы, нитрата натрия и карбоната магния. Это было взрывчатое вещество, использовавшееся при преступлениях, совершенных в Лондоне так называемыми «динамитчиками». Различные сорта содержат от 20 до 75 процентов нитроглицерина.

Рейнский динамит, широко используемый на шахтах Корнуолла, состоит из 70 частей раствора 2–3 процентов нафталина в нитроглицерине, 3 частей мела, 7 частей сульфата бария и 20 частей кизельгура.

Кизельгуровые динамиты в значительной степени вытесняются желатиновыми взрывчатыми веществами. Покойный полковник Кандил в своем «Словаре взрывчатых веществ» приводит список из около 125 видов динамитов. Многие из них, однако, не производятся. Среди наиболее известных после обычного динамита № 1 — форсит, аммиачный динамит, литофрактер, рендок, порох «Атлас», гигант-порох и различные взрывчатые желатины. Все они содержат нитроглицерин, смешанный с множеством других веществ, таких как абсорбирующие земли, древесная масса, нитрохлопок, углерод в той или иной форме, нитробензол, парафин, сера, нитраты или хлораты и т. д.

~Взрывчатый желатин и желатин-динамит.~ — Желатиновые взрывчатые вещества, используемые главным образом, известны под названиями взрывчатый желатин, желатин-динамит и гелигнит. Все они состоят из разновидности нитроцеллюлозы, известной как коллодионный хлопок, т. е. смеси пента- и тетранитратов, растворенных в нитроглицерине и приготовленных с различными пропорциями древесной массы и некоторого нитрата или другого материала подобного характера. Поскольку пироксилин содержит слишком мало кислорода для полного сгорания, а нитроглицерин — в избытке, смесь этих двух веществ очень полезна.

Взрывчатый желатин состоит из коллодионного хлопка и нитроглицерина без какого-либо другого вещества и был запатентован г-ном Альфредом Нобелем в 1875 году. Это прозрачное, полупрозрачное, желеобразное вещество с удельным весом от 1,5 до 1,55, слегка эластичное, напоминающее индийскую резину, и обычно состоит из 92–93 процентов нитроглицерина и 7–8 процентов нитрохлопка. Хлопок, из которого он изготовлен, должен быть хорошего качества. Ниже приведен анализ образца нитроцеллюлозы, из которой получился очень хороший желатин:

Растворимый хлопок 99,118 процента Пироксилин 0,642 » Ненитрованный хлопок 0,240 » Азот 11,64 » Общая зола 0,25 »

Растворимый хлопок, который представляет собой смесь тетра- и пентанитратов, растворим в спиртоэфирной смеси, а также в нитроглицерине и многих других растворителях, тогда как гексанитрат (пироксилин), C_{12}H_{14}O_{4}(ONO_{2})_{6}, нерастворим в вышеуказанных жидкостях, хотя он растворим в ацетоне или уксусном эфире. Поэтому очень важно, чтобы нитрохлопок, используемый в производстве желатиновых взрывчатых веществ, был как можно более свободным от пироксилина, иначе в готовом желатине останутся маленькие комочки нерастворенного нитрохлопка. Ненитрованный или неконвертированный хлопок также должен быть очень низким, фактически значительно ниже 1/2 процента.

Используемые пироксилин и нитроглицерин должны всегда проходить предварительную проверку с помощью тепловой пробы, поскольку, если они по отдельности не выдерживают это испытание, нельзя ожидать, что изготовленный из них желатин будет его выдерживать. Однако часто случается, что, хотя оба ингредиента по отдельности проходят это испытание до смешивания, после производственного процесса один из них, другой или оба перестают его выдерживать.

Наиболее подходящим для изготовления желатина является мелко измельченный пироксилин. Если он недостаточно мелкий, его необходимо пропустить через мелкое сито из латунной проволоки. Выяснится, что его нужно протирать вручную, и он вовсе не пройдет через сито, если будет хоть немного влажным. Поэтому лучше сначала его высушить. Процентное содержание азота в нитрованном хлопке должно быть более 11 процентов. Он должен быть максимально очищен от песка или примесей и при воспламенении давать лишь незначительное количество золы, не более 0,25 процента. Хлопок, который обычно упаковывают влажным в обитые цинком деревянные ящики, потребует сушки, так как крайне важно, чтобы ни один из материалов, используемых при производстве желатина, не содержал более чем следовых количеств воды. В противном случае желатин, полученный из них впоследствии, почти наверняка будет выделять жидкость, станет опасным и сравнительно бесполезным. Кроме того, будет гораздо труднее добиться растворения пироксилина в нитроглицерине, если любой из них содержит воду.

Чтобы выяснить, сколько времени требуется для сушки любого образца хлопка, следует взять пробу из центра нескольких ящиков, тщательно перемешать ее, отвесить около 1000 граммов, разложить на бумажном лотке, взвесить, а затем поместить все это в водяной сушильный шкаф при температуре 100° C и сушить в течение часа или около того, после чего снова взвесить и рассчитать процент влажности по потере веса. Это послужит ориентиром для определения времени, которое хлопок, вероятно, должен будет провести в сушильном помещении. Образцы обычно содержат от 20 до 30 процентов воды. После сушки в течение сорока восьми часов образец следует снова высушить в шкафу при 100° C и определить влажность, и так далее с интервалами, пока не будет установлено, что основная масса хлопка сухая, то есть содержит от 0,25 до 0,5 процента влаги. Затем он готов к просеиванию. Во время перемещения в помещение для просеивания и самого процесса просеивания хлопок следует как можно меньше подвергать воздействию воздуха, так как сухой пироксилин поглощает до 2 процентов влаги из воздуха при обычных температурах и средней сухости.

Сушильное помещение обычно представляет собой деревянное здание, внутри которого установлены полки или, скорее, каркас для размещения ящиков, изготовленных из дерева, с дном из латунной или медной проволочной сетки. Поток горячего воздуха пропускается через полки и над поверхностью хлопка, который разложен на них слоем толщиной около 2 дюймов. Этот поток воздуха можно получить любым удобным способом, например, с помощью вентилятора или воздуходувки Рутса, при этом воздух перед входом в здание проходит над горячими кирпичами или трубами с горячей водой. Хлопок также следует периодически переворачивать вручную, чтобы свежая поверхность постоянно подвергалась воздействию горячего воздуха. Само здание может отапливаться трубами с горячей водой, но ни в коем случае нельзя оставлять трубы открытыми. Все они должны быть очень тщательно закрыты деревянными конструкциями, потому что при перемещении сухого пироксилина, например, при его переворачивании, очень мелкие частицы попадают в воздух и, постепенно оседая на трубах, подоконниках и т. д., могут сильно нагреваться, когда малейшее трение может вызвать взрыв. Именно по этой причине данное помещение следует очень тщательно подметать каждый день. Также весьма желательно, чтобы пол этого помещения был покрыт клеенкой или линолеумом, так как, будучи мягкими, они уменьшают трение.

В этом здании всегда следует носить обувь с мягкой подошвой, а где-то в центре помещения должен висеть термометр; один термометр также следует держать в одном из лотков, чтобы знать температуру хлопка, особенно на дне лотков. Следует выбрать тот лоток, который находится ближе всего к входу горячего воздуха. Если температура в помещении поддерживается на уровне около 40° C, этого будет вполне достаточно. Здание, конечно, должно быть должным образом вентилируемым, и будет очень полезно сделать стены двойными, заполнив промежуток между ними шлаком, а крышу покрыть войлоком, так как это помогает предотвратить потерю тепла через излучение и сохранить равномерную температуру, что весьма желательно.

Полученный таким образом сухой хлопок, если он еще недостаточно мелкий, следует просеять через латунное сито и упаковать для использования в герметичные цинковые ящики или резиновые мешки. Различные желатиновые составы: гелигнит, желатин-динамит и взрывчатый желатин — производятся совершенно одинаково. Формы, известные как желатин-динамит, отличаются от взрывчатого желатина содержанием определенных пропорций древесной массы, нитрата калия и т. д. Ниже приведены анализы некоторых типичных образцов этих трех составов:

Гелигнит. Желатин-динамит. Взрывчатый желатин.

Нитроглицерин 60,514 71,128 92,94 процента. Нитроцеллюлоза 4,888 7,632 7,06 процента. Древесная масса 7,178 4,259 … процента. Нитрат калия 27,420 16,720 … процента. Вода … 0,261 … процента.

Таким образом, гелигнит и желатин-динамиты состоят из взрывчатого желатина, загущенного смесью поглощающих материалов. Хотя взрывчатый желатин по весу более мощный, его труднее изготовить, чем любой из двух других составов, поскольку несколько сложно добиться того, чтобы он выдерживал испытания на выделение жидкости и плавление. Более высокий процент пироксилина также делает его дорогим.

Когда сухой пироксилин, тщательно отвешенный в пропорциях, необходимых для взрывчатого желатина или любого другого желатинового взрывчатого вещества, доставляется в цех по производству желатина, его помещают в желоб с свинцовой футеровкой и заливают необходимым количеством чистого сухого нитроглицерина. Затем все это тщательно перемешивают и поддерживают при температуре от 40° до 45° C. Не следует допускать повышения температуры намного выше 40° C; однако более высокие температуры могут быть использованы, если пироксилин очень «упрямый»[A] и не растворяется. В этом случае, однако, следует соблюдать большую осторожность. Смесь должна постоянно перемешиваться рабочим с помощью деревянной лопатки в течение не менее получаса. При температуре от 40° до 45° нитроглицерин воздействует на пироксилин и образует желе. Без нагревания желатинизация происходит очень неполно, а при температурах ниже 40° C — очень медленно.

[Сноска A: Обычно из-за того, что пироксилин влажный.]

[Иллюстрация: РИС. 30. — СМЕСИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ВЕРНЕРА, ПФЛЕЙДЕРЕРА И ПЕРКИНСА.]

Предел температуры составляет около 50° C. Выше этой температуры желе никогда не должно нагреваться, и до 50° — только в исключительных случаях.

Резервуар, в котором изготавливается желе, имеет двойные стенки, чтобы обеспечить прохождение горячей воды между внутренней и внешней оболочками. Серия таких резервуаров обычно встраивается в деревянный каркас, а двойные оболочки соединяются так, чтобы горячая вода могла последовательно перетекать из одного в другой. Температура воды должна быть около 60° C, если предполагается желатинизация при 45° C, и около 80°, если при 50° C; но этот момент, конечно, должен быть определен экспериментально для конкретной используемой установки. Следует предусмотреть устройство, позволяющее рабочему немедленно перекрыть подачу горячей воды и пустить холодную воду через резервуары в случае, если взрывчатое вещество станет слишком горячим.

[Иллюстрация: РИС. 31. — СМЕСИТЕЛЬ Г-НА МАКРОБЕРТСА ДЛЯ ЖЕЛАТИНОВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.]

Лучший способ поддерживать постоянную температуру воды — иметь большой резервуар с водой, установленный на платформе высотой 5 или 6 футов снаружи здания, который автоматически снабжается водой и в который подается пар. Термометр, вставленный в кусок пробки и плавающий на поверхности резервуара, даст возможность регулировать температуру.

Когда желе в резервуарах становится полупрозрачным, а хлопок полностью растворяется, смесь следует перенести в смесительную машину. Смесительные машины специально разработаны для этой работы и изготавливаются из железа со стальными или бронзовыми лопастями для замешивания и перемешивания, в зависимости от требований.

Подходящей машиной для этой цели является так называемый «Нитро-универсальный инкорпоратор», показанный на рис. 30, который был специально сконструирован фирмой Werner, Pfleiderer, & Perkins, Ltd. после многолетнего опыта смешивания взрывчатых материалов и в настоящее время почти исключительно принят как на государственных, так и на частных заводах. Смесительная машина г-на Джорджа МакРобертса[A], однако, которая показана на рис. 31, все еще используется на некоторых заводах для динамитного желе.

[Сноска A: См. Jour. Soc. Chem. Ind., 1890, 267.]

Если предполагается изготовление гелигнита или желатин-динамита, именно на этом этапе следует добавить соответствующие пропорции древесной массы[A] и нитрата калия, и все тщательно перемешивать в течение не менее получаса, пока различные ингредиенты не будут полностью включены в состав.

[Сноска A: Большая часть древесной массы, используемой в Англии, получается из сосен, но также используются тополь, липа, береза и бук. Она в основном импортируется в виде древесной массы. Масса готовится следующим образом: сначала удаляются кора и корни, затем бревна распиливаются на доски, из которых удаляются сучки. Куски дерева впоследствии пропускаются через машину, которая измельчает их на мелкие кусочки длиной около дюйма, которые затем дробятся между валками. Эти фрагменты окончательно варятся с раствором бисульфита натрия под давлением около 90 фунтов на квадратный дюйм, причем продолжительность варки составляет от десяти до двенадцати часов. Также использовалась сернистая кислота. Сосновая древесина дает около 45 процентов, а березовая около 40 процентов массы при обработке этим процессом. Масса впоследствии отбеливается, промывается и т. д.

Береза. Бук. Липа. Сосна. Тополь. Целлюлоза 55,52 45,47 53,09 56,99 62,77 процента. Смола 1,14 0,41 3,93 0,97 1,37 процента. Водный экстракт 2,65 2,47 3,56 1,26 2,88 процента. Вода 12,48 12,57 10,10 13,87 12,10 процента. Лигнин 28,21 39,14 29,32 26,91 20,88 процента.]

Следующий анализ древесины выполнен д-ром Г. Мюллером: — Эти смесительные машины могут приводиться в действие вручную, или в помещение может быть проведен вал, и машина может работать с помощью ремня со скоростью от двадцати до тридцати оборотов в минуту. Подшипники должны постоянно смазываться и проверяться, а взрывчатая смесь должна быть тщательно исключена из них. Когда желатиновая смесь будет тщательно перемешана и в массе не будет обнаружено частиц нитрата или древесной муки, ее следует перенести в деревянные ящики и унести к машинам для изготовления патронов, чтобы переработать в патроны.

[Иллюстрация: РИС. 32. — ПЛАН ЯЩИКА, СОДЕРЖАЩЕГО ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО, В МАШИНЕ МАКРОБЕРТСА.]

Применение тепла при производстве желе из коллодионного хлопка и нитроглицерина абсолютно необходимо, если только не используется какой-либо другой растворитель, помимо нитроглицерина, такой как ацетон, уксусный эфир, метиловый или этиловый спирт. (Все они слишком дороги, за исключением ацетона и метилового спирта, для использования в больших масштабах.) Эти жидкости не только растворяют нитроцеллюлозу в холодном состоянии, но и делают полученный желатиновый состав менее чувствительным к сотрясению и снижают его скорость взрыва (как в кордите). Они также понижают температуру, при которой нитроглицерин замерзает, т. е. они понижают точку замерзания[A] полученного желатина.

[Сноска A: Было предложено смешивать динамит с амиловым спиртом для этой цели. Также был предложен динитромонохлоргидрин.]

Готовая желатиновая паста при поступлении в патронные цеха немедленно переносится в машину для изготовления патронов, которая очень похожа на обычную машину для изготовления колбас[A] (рис. 33). Все устройство должно быть изготовлено из пушечного металла или латуни и состоит из конического корпуса, содержащего вал и шнек. Вращение вала заставляет витки шнека проталкивать желатин, загруженный через бункер сверху, к соплу, вершине конусообразного корпуса, откуда желатин выходит в виде непрерывного жгута. Сопло, конечно, имеет диаметр в соответствии с требуемым размером патрона.

[Сноска A: Г. МакРобертс, Jour. Soc. Chem. Ind., 31 марта 1890 г., стр. 266.]

[Иллюстрация: РИС. 33. — МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАТРОНОВ ДЛЯ ЖЕЛАТИНОВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.]

Выходящий желатин, конечно, можно отрезать любой длины. Лучше всего это делать с помощью куска твердого дерева, обструганного до режущей кромки, т. е. клиновидной формы. Г-н Тренч разработал своего рода латунную раму, в которую вдавливается желатин, выходящий из сопла патронной машины, проходя по ряду канавок. Когда рама заполнена, деревянная рама, которая шарнирно прикреплена к одному концу нижней рамы и оснащена рядом латунных ножей, опускается, тем самым разрезая желатин на куски длиной около 4 дюймов.

Важно, чтобы патронные машины не имели металлических контактов внутри. Подшипник для вала шнека должен быть закреплен снаружи конуса, содержащего желатин. Одна из таких машин может перерабатывать от 5 до 10 центнеров желатина в патроны в день, в зависимости от диаметра изготавливаемых патронов.

После разрезания на куски длиной около 3 дюймов желатин заворачивается в патронную бумагу. Обычно используется водонепроницаемая бумага. Затем патроны упаковываются в картонные коробки, которые снова упаковываются в еловые ящики, обитые резиной, и завинчиваются герметично, для чего используются латунные винты или цинковые или латунные гвозди. Эти ящики отправляются на склады. Перед тем как ящики будут заколочены, следует извлечь патрон или два и проверить их с помощью тепловой пробы, пробы на разжижение и пробы на склонность к выделению жидкости. (Приложение, стр. 6, Закон о взрывчатых веществах 1875 г.) Один патрон также следует хранить на складе на случай возникновения каких-либо последующих споров после того, как основная масса материала покинула завод.

Цель пробы на разжижение состоит в том, чтобы гарантировать, что желатин сможет выдержать довольно высокую температуру (такую, с которой он может столкнуться в трюме корабля), не плавясь и не растекаясь. Испытание проводится следующим образом: цилиндр из желатин-динамита вырезается из патрона длиной, равной его диаметру. Края должны быть острыми. Этот цилиндр устанавливается вертикально на плоскую поверхность (например, бумагу), закрепляется булавкой через центр и подвергается воздействию температуры от 85° до 90° F в течение 144 часов подряд, и в течение этого времени цилиндр не должен уменьшаться в высоту более чем на одну четверть дюйма, а острые края должны оставаться острыми. Также на бумаге не должно быть пятен нитроглицерина.

Проба на выделение жидкости заключается в замораживании и оттаивании желатина три раза подряд. В этих условиях не должно быть выделения нитроглицерина. Все материалы, используемые при производстве желатиновых взрывчатых веществ, должны подвергаться аналитическому исследованию перед использованием, так как успех во многом зависит от чистоты сырья. Древесная масса, например, должна быть проверена на кислотность.

~Свойства желатиновых составов.~ — Взрывчатый желатин обычно состоит из 93–95 частей нитроглицерина и 5–7 частей нитроцеллюлозы, но относительные пропорции взрывчатой основы и нитроглицерина и т. д. в различных формах желатиновых взрывчатых веществ не всегда соответствуют тем, которые необходимы для полного сгорания, либо потому, что неполное сгорание дает больший объем газа, либо потому, что скорость разложения и закон расширения варьируются в зависимости от относительных пропорций и условий применения. Различные добавки к взрывчатому желатину обычно приводят к снижению силы за счет уменьшения количества нитроглицерина, но иногда это делается для того, чтобы превратить дробящее вещество в метательную силу. Если этот процесс заходит слишком далеко, мы, конечно, теряем преимущества, обусловленные присутствием нитроглицерина. Поэтому существует предел для этих добавок[A].

[Сноска A: Говорят, что слюда увеличивает скорость взрыва при смешивании с желатином.]

Однородность и стабильность смеси имеют первостепенное значение. Крайне важно, чтобы нитроглицерин полностью поглощался веществами, с которыми он смешивается, и чтобы он впоследствии не выделялся при воздействии тепла или влаги. Также важно, чтобы не было избытка нитроглицерина, так как это может уменьшить, а не увеличить силу из-за разницы в способе распространения взрывной волны в жидкости и в смеси. Нитроглицерин при температуре замерзания имеет тенденцию отделяться от поглощающего материала, фактически выделяться. Кроме того, в замороженном состоянии он требует более мощной детонации для взрыва, но менее чувствителен к удару. Удельный вес взрывчатого желатина составляет 1,5 (т. е. почти равен удельному весу нитроглицерина); удельный вес пироксилина (сухого) равен 1,0.

Взрывчатый желатин горит на воздухе в незамкнутом состоянии без взрыва, по крайней мере в небольших количествах и если он не был предварительно нагрет, но в этом отношении он довольно ненадежен. Его можно хранить при умеренно высокой температуре (70° C) без разложения. При более высоких температурах нитроглицерин будет частично испаряться. При медленном нагревании он взрывается при 204° C. Если, однако, он содержит до 10 процентов камфоры, он горит без взрыва. Согласно Бертело[A], желатин, состоящий из 91,6 процента нитроглицерина и 8,4 процента нитроцеллюлозы, что соответствует пропорциям для полного сгорания, при взрыве дает 177CO_{2} + 143H_{2}O + 8N_{2}.

[Сноска A: Бертело, «Взрывчатые вещества и их сила».]

Он принимает C_{24}H_{22}(NO_{3}H)_{9}O_{11} в качестве формулы нитроцеллюлозы, а 51C_{3}H_{2}(NO_{3}H)_{3} + C_{24}H_{22}(NO_{3}H)_{9}O_{11} в качестве формулы самого желатина, причем его эквивалентный вес составляет 12 360 граммов. Теплота, выделяемая при его взрыве, равна 19 381 калории, или на 1 кг — 1535 калорий. Объем газов при приведенной температуре равен 8950 литрам. Относительная ценность[A] взрывчатого желатина по отношению к нитроглицерину составляет от 1,4 до 1,45, если принять кизельгуровый динамит за 1,0.

[Сноска A: Ру и Сарран.]

ГЛАВА V.

НИТРОБЕНЗОЛ, РОБУРИТ, БЕЛЛИТ, ПИКРИНОВАЯ КИСЛОТА И Т. Д.

Взрывчатые вещества, производные бензола — Толуол и нитробензол — Ди- и тринитробензол — Робурит: свойства и производство — Беллит: свойства и т. д. — Секурит — Тонит № 3 — Нитротолуол — Нитронафталин — Аммонит — Взрывчатые вещества Спренгеля — Пикриновая кислота — Пикраты — Пикриновые пороха — Мелинит — Смесь Абеля — Пороха Брюгера — Фульминаты: состав, формула, получение, опасность и т. д. — Детонаторы: размеры, состав, производство — Запалы и т. д.

~Взрывчатые вещества, производные бензола.~ — Существует большой класс взрывчатых веществ, изготовленных из нитрованных углеводородов — бензола, C_{6}H_{6}; толуола, C_{7}H_{8}; нафталина, C_{10}H_{8}; а также из фенола (или карболовой кислоты), C_{6}H_{5}OH. Бензольные углеводороды обычно представляют собой бесцветные жидкости, нерастворимые в воде, но растворимые в спирте и эфире. Они обычно перегоняются без разложения. Они горят дымным пламенем и имеют эфирный запах. Они легко нитруются и сульфируются; моно-, ди- и трипроизводные легко готовятся в зависимости от концентрации используемых кислот. В реакцию вступают только атомы водорода бензольного ядра.

Бензол был открыт Фарадеем в 1825 году и обнаружен в каменноугольной смоле Гофманом в 1845 году. Его можно получить из той части каменноугольной смолы, которая кипит при 80°–85°, путем фракционирования или замораживания[A]. Обычный товарный бензол содержит тиофен (C_{4}H_{4}S), от которого его можно очистить путем взбалтывания с серной кислотой. Его температура кипения составляет 79° C; удельный вес при 0° равен 0,9. Он горит светящимся дымным пламенем и является хорошим растворителем для жиров, смол, серы, фосфора и т. д. Толуол был открыт в 1837 году и готовится из каменноугольной смолы. Он кипит при 110° C и остается жидким при 28° C.

[Сноска A: Его можно получить химически чистым путем перегонки смеси бензойной кислоты и извести.]

Моно-, хлор-, бром- и иодбензолы представляют собой бесцветные жидкости с характерным запахом. Также известны дихлор-, дибромбензолы, три- и гексахлор- и бромбензолы; и монохлор-, C_{6}H_{4}Cl(CH_{3}), и бромтолуолы, вместе с дипроизводными в орто-, мета- и пара-модификациях. Нитробензолы и толуолы используются в качестве взрывчатых веществ. Следующее резюме взято из «Органической химии» д-ра А. Бернтсена:

РЕЗЮМЕ. C_{6}H_{5}(NO_{2}) Нитробензол. Жидк. Т. кип. 206° C. C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} Орто-, мета- и пара-динитробензолы. Тверд. Т. пл. 118°, 90° и 172° C. C_{6}H_{3}(NO_{2})_{3} S.-Тринитробензол. Тверд. Т. пл. 121° C. C_{6}H_{4}(CH_{3})NO_{2} Орто-, мета- и пара-нитротолуолы. Т. кип. 218°, 230° и 234° C, пара-соединение твердое. C_{6}H_{3}(CH_{3})_{2}NO_{2} Нитроксилол. Жидк. C_{6}H_{2}(CH_{3})_{3}NO_{2} Нитромезитилен. Тверд. C_{6}H_{3}(CH_{3})(NO_{2})_{2} Динитротолуолы. C_{6}H_{4}Cl(NO_{2}) Нитрохлорбензолы. C_{6}Br_{4}(NO_{2})_{2} Тетрабромдинитробензол.

Нитросоединения в основном представляют собой бледно-желтые жидкости, которые перегоняются без изменений и улетучиваются с водяным паром, или бесцветные или бледно-желтые игольчатые или призматические кристаллы. Некоторые из них, однако, имеют интенсивный желтый цвет. Многие из них взрываются при нагревании. Они тяжелее воды и нерастворимы в ней, но в основном растворимы в спирте, эфире и ледяной уксусной кислоте.

Нитробензол, C_{6}H_{5}(NO_{2}), был открыт в 1834 году Митчерлихом. Это желтая жидкость с температурой плавления +3° C. Он обладает интенсивным запахом горького миндаля. Затвердевает на холоде. В динитробензоле две нитрогруппы могут находиться в мета-, орто- или пара-положении, причем мета-положение является наиболее общим (см. рис., стр. 4). Путем перекристаллизации из спирта можно получить чистый мета-динитробензол в виде длинных бесцветных игл. Орто-соединение кристаллизуется в виде табличек, а пара-соединение — в виде игл. Оба они бесцветны. При нитровании толуола в основном образуются пара- и орто-соединения и очень мало мета-соединения.

~Нитросоединения бензола и толуола.~ — Получение нитропроизводных углеводородов бензольного ряда очень просто. Необходимо лишь привести углеводород в контакт с концентрированной азотной кислотой, после чего происходит реакция, и один или несколько атомов водорода углеводорода замещаются нитрильной группой (NO_{2}). Так, под действием азотной кислоты на бензол (или бензол) образуется мононитробензол:

C_{6}H_{6} + HNO_{3} = C_{6}H_{5}.NO_{2} + H_{2}O. Мононитробензол.

Под действием еще одной молекулы азотной кислоты образуется динитробензол:

C_{6}H_{5}.NO_{2} + HNO_{3} = C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} + H_{2}O. Динитробензол.

Эти нитротела не являются кислотами, как и не являются эфирными солями азотистой кислоты, подобно тому как нитроглицерин является солью глицерина. Они рассматриваются как образованные из азотной кислоты путем замещения гидроксила бензольными радикалами.

~Мононитробензол~ изготавливается путем обработки бензола концентрированной азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот. Последняя, как и в случае нитрования глицерина, не принимает участия в реакции, а лишь предотвращает разбавление азотной кислоты водой, образующейся в реакции. Небольшие количества можно приготовить так: взять 150 куб. см H_{2}SO_{4} и 75 куб. см HNO_{3}, или 1 часть азотной кислоты на 2 части серной кислоты, и поместить в стакан, стоящий в холодной воде; затем добавить 15–20 куб. см бензола, по каплям, выжидая между каждым добавлением завершения реакции, и хорошо встряхивать во время операции. По окончании вылить содержимое стакана примерно в литр холодной воды; нитробензол осядет на дно. Слить воду и промыть нитробензол два или три раза в делительной воронке водой. Наконец, высушить продукт, добавив немного гранулированного хлорида кальция и дав постоять некоторое время, после чего его можно перегнать. Нитробензол — это тяжелая маслянистая жидкость, которая кипит при 205° C, имеет удельный вес 1,2 и запах, похожий на запах масла горького миндаля. В промышленности он в основном используется при подготовке анилина.

~Динитробензол~ является продуктом дальнейшего действия азотной кислоты на бензол или нитробензол. Он кристаллизуется в виде длинных тонких игл или тонких ромбических пластинок и плавится при 89,9° C. Его можно приготовить так: используемая кислотная смесь состоит из равных частей азотной и серной кислот, скажем, по 50 куб. см каждой, и без охлаждения очень медленно добавить 10 куб. см бензола из пипетки. После завершения реакции прокипятить смесь в течение короткого времени, затем вылить примерно в пол-литра воды, отфильтровать полученные кристаллы, отжать между слоями фильтровальной бумаги и перекристаллизовать из спирта. Динитробензол, или мета-динитробензол, как его иногда называют, входит в состав нескольких взрывчатых веществ, таких как тонит № 3, робурит, секурит, беллит.

Нитробензол производится в больших масштабах следующим образом: вдоль верстака размещается ряд стеклянных колб, вмещающих по 1 галлону каждая (1–2 фунта бензола), и кислоты добавляются небольшими порциями, причем рабочие начинают с первой и добавляют небольшое количество в каждую по очереди, пока нитрование не завершится. Этот процесс был опасным и сейчас устарел. Первый нитробензол, произведенный коммерчески в Англии фирмой Simpson, Maule, and Nicholson из Кеннингтона в 1856 году, был получен именно этим процессом. Сейчас, однако, для операции нитрования используются вертикальные железные цилиндры из чугуна. Они имеют диаметр около 4 футов и глубину 4 фута, и серия их обычно располагается в ряд на удобной высоте от земли под линией валов. Каждый цилиндр закрыт чугунной крышкой с приподнятым ободом по всему периметру. Центральное отверстие дает проход вертикальному валу, а два или более других удобно расположенных отверстия позволяют бензолу и смешанным кислотам втекать внутрь. Каждое из этих отверстий окружено глубоким ободом, так что весь верх цилиндра можно залить водой на несколько дюймов глубины, не допуская ее попадания внутрь нитратора. Крышка несколько нависает над цилиндром, и во внешнем ободе ряд отверстий или трубок позволяет воде стекать по всей внешней стороне цилиндра в неглубокую чугунную чашу, в которой он стоит. Благодаря хорошему снабжению холодной водой верх, боковые стороны и дно всего аппарата таким образом охлаждаются и постоянно заливаются. Мешалка состоит из чугунных рычагов, закрепленных на вертикальном валу, с неподвижными рычагами или отбойными пластинами, закрепленными на стенках цилиндра. На валу сверху закреплено коническое колесо, которое входит в зацепление с соответствующим колесом на горизонтальном валу, проходящем вдоль верха конвертеров. Последний закреплен на муфте; на валу есть шпонка, так что любой из конвертеров можно при необходимости включить или выключить. Это устройство необходимо, так как риггеры или ремни из кожи, хлопка или резины не выдержат атмосферы цеха нитробензола. Над каждым нитратором и рядом с ним стоит его резервуар для хранения кислоты из железа или керамики.

Здание, в котором проводится нитрование, должно быть одноэтажным, иметь легкую крышу, стены из твердого кирпича и бетонный пол толщиной от 9 до 12 дюймов, покрытый смолой для защиты поверхности от воздействия кислот. Пол должен быть наклонен к стоку, чтобы сохранить пролитый нитробензол. Пожарные гидранты должны быть расположены в удобных местах, и должна быть возможность немедленно заполнить здание паром. Рекомендуется 2-дюймовая труба с краном снаружи здания. Здание также должно быть по возможности изолировано.

Кислоты смешиваются заранее и оставляются остывать перед использованием. Используемая азотная кислота имеет удельный вес 1,388 и должна быть максимально очищена от низших оксидов азота. Серная кислота имеет удельный вес 1,845 и содержит от 95 до 96 процентов моногидрата. Хорошая смесь — 100 частей азотной кислоты на 140 частей серной кислоты и 78 частей бензола; или 128 частей HNO_{3}, 179 частей H_{2}SO_{4} и 100 частей бензола (C_{6}H_{6}). После введения бензола в цилиндр включается вода и аппарат охлаждается, запускаются мешалки и открывается кран кислоты, чтобы позволить ей течь очень тонкой струей в нитратор.

Если необходимо остановить оборудование хотя бы на мгновение, поток кислоты должен быть прекращен, а перемешивание продолжено в течение некоторого времени, так как действие протекает с такой силой, что если нитруемый бензол остановится, а кислота продолжит течь, произойдет локальный нагрев и смесь может воспламениться. Несчастные случаи по этой причине были нередки. Операция требует от восьми до десяти часов, при этом перемешивание и охлаждение поддерживаются все время. Когда вся кислота добавлена, вода перекрывается, и температуре дают немного подняться, примерно до 100° C. Когда она перестает расти, мешалки выключаются, и смеси дают несколько часов остыть и отстояться. Затем кислоту сливают, а нитробензол хорошо промывают водой, а иногда перегоняют с влажным паром, чтобы извлечь немного неконвертированного бензола и следы парафина (около 0,5 процента вместе). На многих английских заводах за один раз нитруется от 100 до 200 галлонов, или от 800 до 1760 фунтов, и вместо бензола часто используется толуол, особенно если нитробензол предназначен для использования в качестве эссенции мирбана. Отработанные кислоты, удельный вес 1,6–1,7, содержат немного нитробензола в растворе и некоторое количество щавелевой кислоты. Они концентрируются в чугунных котлах и используются снова.

~Динитробензол~ получается путем обработки порции углеводорода бензола двойным количеством смешанных кислот в две операции, или, скорее, в две стадии, причем вторая порция кислоты вводится сразу после первой. Затем охлаждающая вода перекрывается, и температуре дают быстро подняться, или берется уже изготовленный нитробензол и снова нитруется кислотами. Выделяется большое количество кислотных паров, и часть произведенного нитро- и динитробензола улетучивается при достигнутой высокой температуре, поэтому для предотвращения потерь необходимо использовать хороший конденсационный аппарат из керамики. Продукт отделяется от кислот, промывается холодной водой, а затем горячей. Он слегка растворим в воде, поэтому промывные воды необходимо сохранять и использовать снова. Наконец, ему дают отстояться и в теплом еще состоянии сливают в железные лотки, в которых он затвердевает в виде масс толщиной 2 или 4 дюйма. Он не должен содержать нитробензола, не должен пачкать бумагу при наложении на нее, должен быть хорошо кристаллизованным, довольно твердым и почти без запаха. Основным продуктом является мета-динитробензол с температурой плавления 89,8°, но также образуются орто-динитробензол с температурой плавления 118° и пара-динитробензол с температурой плавления 172°. Температура плавления товарного продукта составляет от 85° до 87° C.

Динитротолуол изготавливается аналогичным образом. Тринитробензол можно получить только при использовании очень большого избытка смешанных кислот. Нитробензол при восстановлении железом, цинком или оловом и соляной кислотой образует анилин.

~Робурит.~ — Это взрывчатое вещество является изобретением немецкого химика д-ра Карла Рота (английский патент 267A, 1887 г.) и в настоящее время производится в Англии, в Гатерсте, недалеко от Уигана. Оно состоит из двух компонентов, не взрывчатых сами по себе (принцип Спренгеля), но которые при смешивании образуют мощное взрывчатое вещество. Эти два вещества — нитрат аммония и хлорированный динитробензол. Также используется нитронафталин. С ним разрешается смешивать нитрат натрия и сульфат аммония. Преимущества, заявленные для введения хлора в нитросоединение, заключаются в том, что хлор оказывает ослабляющее действие на группы NO_{2} и позволяет соединению гореть быстрее, чем когда присутствуют только нитрогруппы.

Формула хлординитробензола — C_{6}H_{3}Cl(NO_{2})_{2}. Теоретический процент азота, следовательно, составляет 13,82, а хлора — 17,53. Д-р Рот утверждает, что, согласно проведенным им экспериментам, динамический эффект значительно увеличивается за счет введения хлора в нитросоединение. Робурит горит быстро и не чувствителен к удару; его необходимо использовать сухим; его невозможно заставить взорваться от сотрясения, давления, трения, огня или молнии; он не замерзает; он не выделяет вредных паров, и он практически беспламенным; и при правильной забивке и подрыве электричеством может безопасно использоваться в опасных по газу шахтах, так как не воспламеняет ни мелкую пыль, ни газы. Действие является разрывающим, а не измельчающим. По сравнению с порохом он мощнее в соотношении от 2,5 до 4 к 1, в зависимости от вещества, на которое воздействуют. Он широко используется при взрывных работах, проходке шахт, карьерных работах и т. д., но особенно в добыче угля. Согласно д-ру Роту, ниже приведено уравнение его разложения:

C_{6}H_{3}Cl(NO_{2})_{2} + 9NH_{4}NO_{3} = 6CO_{2} + 20N + HCl.

По внешнему виду робурит представляет собой коричневато-желтый порошок с характерным запахом нитробензола. Его удельный вес составляет 1,40. Поскольку заявление компании о том, что пары робурита безвредны, было поставлено под сомнение шахтерами угольной и металлургической шахты Гарсвуд, руководством и рабочими совместно был назначен научный комитет для решения этого вопроса. Членами этого комитета были д-р Н. Ханна, д-р Д. Дж. Маунси и профессор Г. Б. Диксон, член Королевского общества, из Оуэнс-колледжа. После длительного расследования был выпущен подробный и технический отчет, полностью подтверждающий безвредность робурита при правильном использовании. По словам The Iron and Coal Trades' Review (24 мая 1889 г.), «Вердикт, хотя и не по всем пунктам в пользу использования робурита в любых обстоятельствах в угольных шахтах, тем не менее настолько выражен в его пользу как взрывчатого вещества, что невозможно сопротивляться выводу, что претензии, выдвинутые от его имени, имеют под собой твердые основания».

Робурит также был одним из взрывчатых веществ, исследованных комитетом, назначенным в сентябре 1889 года Ассоциациями владельцев угольных шахт и шахтеров Дарема с целью определения того, являются ли пары, производимые определенными взрывчатыми веществами, вредными для здоровья. Как владельцы, так и рабочие были представлены в комитете, который избрал г-на Т. Белла, инспектора шахт Ее Величества, своим председателем, с профессором П. П. Бедсоном и д-рами Драммондом и Хьюмом в качестве профессиональных консультантов. Рассматривалась проблема, являются ли пары, образующиеся при сгорании определенных взрывчатых веществ, одним из которых был робурит, вредными для здоровья. Испытание включало химический анализ воздуха на «впуске» и испорченного воздуха во время производства взрывов на «выпуске», а также задымленного воздуха вблизи шпуров. Пять с половиной фунтов робурита были использованы в двадцати трех взрывах. Утверждалось, что пары этого взрывчатого вещества содержат монооксид углерода, CO, но после взрыва не удалось обнаружить ни следа этого газа. В другом случае, однако, когда 4,7 фунта робурита были взорваны в двадцати трех взрывах, воздух на «выпуске» показал следы газа CO в количестве от 0,042 до 0,019 процента. Медицинский отчет, который д-ры Хьюм и Драммонд представили комитету, показывает, что они расследовали каждый случай подозрения на заболевание, вызванное воздействием паров, и не смогли найти доказательств возникновения острых заболеваний. Они говорят: «Ни одного случая острого заболевания за все время расследования не было доведено до нашего сведения, и мы пришли к выводу, что такие случаи не имели места».

~Производство.~ — В том виде, в каком он производится сейчас, робурит представляет собой смесь нитрата аммония и хлорированного динитробензола. Нитрат аммония сначала сушится и измельчается, а затем нагревается в закрытом сосуде с паровой рубашкой до температуры 80° C, после чего добавляется расплавленное органическое соединение, и все перемешивается до получения однородной смеси. После охлаждения желтый порошок готов к использованию и хранится в прямых канистрах или изготавливается в виде патронов. Из-за гигроскопичности нитрата аммония готовое взрывчатое вещество должно храниться вдали от контакта с воздухом, и по этой причине патроны делают водонепроницаемыми путем погружения их в расплавленный воск. Робурит производится в Германии, в Виттене, Вестфалия; а также на обширных заводах английской компании в Гатерсте, недалеко от Уигана, которые работают уже около восемнадцати лет, начав в 1888 году. Эти заводы имеют значительные размеры, занимая 30 акров земли, и способны выпускать 10 тонн в день. Через центр проходит канал, отделяющий химическую часть заводов от взрывчатой, а железная дорога Ланкашира и Йоркшира подходит прямо к дверям. Помимо отправки больших количеств самого робурита за границу, компания также экспортирует в различные колонии два компонента, как они производятся на химических заводах, которые по отдельности совершенно невзрывоопасны и которые, прибыв на место назначения, могут быть легко смешаны в надлежащих пропорциях.

Среди особых преимуществ, заявленных для робурита, — во-первых, то, что невозможно взорвать патрон от удара, огня или электрических искр. Если по патрону или слою ударить тяжелым молотком, пораженная часть разлагается из-за большого количества тепла, выделяемого при ударе. Оставшееся взрывчатое вещество нисколько не затрагивается, и никакой детонации вообще не происходит. Если робурит смешать с порохом и поджечь порох, взрыв просто разбросает робурит, нисколько не повлияв на него. Фактически, единственный способ взорвать робурит — это детонировать его с помощью капсюля-детонатора, содержащего не менее 1 грамма гремучей ртути. Во-вторых, его большая безопасность для использования в угольных шахтах. Робурит имеет большое преимущество, заключающееся в детонации при очень низкой температуре, настолько низкой, что требуется лишь очень небольшая забивка при подрыве в самой взрывоопасной смеси воздуха и угольного газа, и совсем не требуется в смеси воздуха и угольной пыли — условие, при котором использование пороха крайне опасно.

Г-н У. Дж. Орсман, член Института химии (F.I.C.), в докладе, зачитанном в Университетском колледже Ноттингема в 1893 году, указывает, что температура детонации робурита составляет менее 2100° C, а нитрата аммония — 1130° C, тогда как для гремучего студня она достигает 3220° C. Что касается состава дымовых газов, образующихся при взрыве робурита, г-н Орсман отмечает: «В некоторые предохранительные взрывчатые вещества, например в робурит, добавляется избыток окислителя, а именно нитрата аммония; однако в данном случае избыток кислорода приводит к снижению температуры, поскольку нитрат аммония при разложении поглощает тепло. Этот избыток кислорода эффективно предотвращает образование оксида углерода (CO) и оксидов азота».

В следующей таблице (А), также взятой из доклада г-на Орсмана, приведен состав пяти известных взрывчатых веществ и состав газов, образующихся при взрыве. Газы были собраны после детонации 10 г каждого вещества в закрытом прочном стальном цилиндре с внутренним диаметром 5 дюймов.

Что касается влияния нитрата аммония на снижение температуры взрыва различных веществ, к которым он добавляется, французская комиссия установила, что нитрат аммония в сухом и мелкоизмельченном виде успешно снижает теплоту разложения, не уменьшая при этом мощность взрывчатого вещества ниже полезного предела. В следующей таблице (B) показан состав исследованных взрывчатых веществ и температуры, сопровождавшие их взрыв.

A ______________________________________________________________________ | | | Состав газов. | | | |__________________________| | | Объем | | | | | | Взрывчатое вещество. | газа, | | | | | | | см³. | CO_{2}. | CO. | CH_{4} | N. | | | | | | &H. | | |___________________________________|_______|_______|_____|______|_____| | | | | | | | | | | | | | | Порох— | | | | | | | Селитра 75 частей | | | | | | | Сера 10 '' | 2214 | 51,3 | 3,5 | 3,5 | 41,7 | | Древесный уголь 15 '' | | | | | | | Гелигнит— | | | | | | | Нитроглицерин 56,5 частей | | | | | | | Нитрохлопок 3,5 '' | 4980 | 25 | 7 | … | 67 | | Древесная мука 8,0 '' | | | | | | | KNO_{3} 32,0 '' | | | | | | | Тонит— | | | | | | | Нитрохлопок | 3750 | 30 | 8 | … | 62 | | Нитрат бария | | | | | | | Робурит— | | | | | | | Нитрат аммония 86 частей | | | | | | | Динитрохлорбензол 14 '' | 4780 | 32 | … | … | 68 | | Карбонит | | | | | | | Нитроглицерин 25 частей | | | | | | | Древесная мука 40 '' | 2100 | 19 | 15 | 26 | … | | Нитрат калия 34 '' | | | | | | |___________________________________|_______|_______|_____|______|_____|

B ____________________________________________________________________ | | | | | | | Исходный | Процент | Конечный | | Взрывчатое вещество. | температурный | добавленного | температурный | | | коэффициент. | NH_{4}.NO_{3} | коэффициент. | |__________________________|_____________|_____________|_____________| | | | | | | Нитроглицерин | 3200 | … | … | | Гремучий студень | | | | | (8% нитрохлопка) | 3090 | 88 | 1493 | | Динамит | | | | | (25% кремнезема) | 2940 | 80 | 1468 | | | | | | | Нитрохлопок, 1 | 2650 | … | … | | | 2060 | 90,5 | 1450 | | | | | | | Нитрат аммония | 1130 | … | … | |__________________________|_____________|_____________|_____________|

Беллит — это запатентованное изобретение г-на Карла Ламма, управляющего директора компании Rötebro Explosive Company в Стокгольме, лицензированное для производства в Англии. Он состоит из смеси нитрата аммония с ди- или тринитробензолом, имеет удельный вес от 1,2 до 1,4 в гранулированном состоянии, а 1 литр весит от 800 до 875 г. При нагревании в открытом сосуде беллит теряет свою консистенцию при 90° C, но не начинает разлагаться до достижения температуры 200° C, при которой он испаряется, не взрываясь. При резком нагревании он горит коптящим пламенем, несколько напоминающим деготь, но если источник тепла убрать, он перестает гореть и приобретает карамелеподобную структуру. После прессования он поглощает очень мало влаги из воздуха, и если операция проводилась, пока взрывчатое вещество было горячим, последующее увеличение веса составляет всего 2%. При воздействии самого сильного удара стальным молотом по железной плите он не взрывается и не воспламеняется. Винтовочная пуля, выпущенная в него с расстояния 50 ярдов, не вызывает взрыва. Гранулированный беллит полностью детонирует с помощью гремучей ртути. 15 г беллита, подорванные с помощью фульмината, выбросили снаряд из обычной мортиры весом 90 фунтов на расстояние 75 ярдов, тогда как 15 г пороха в тех же условиях выбросили его всего на 12 ярдов. Груз весом 7,5 фунтов, упавший с высоты 145 сантиметров, не смог взорвать 1 г беллита.

Различные эксперименты и испытания с этим взрывчатым веществом проводились профессором П. Т. Клеве, М. П. Ф. Шалоном, К. Н. Хейком и комитетом офицеров Шведской королевской артиллерии. Утверждается, что это очень мощное и чрезвычайно безопасное взрывчатое вещество; что его невозможно заставить взорваться от трения, удара или давления, а также от электричества, огня, молнии и т. д.; что оно специально приспособлено для использования в угольных шахтах и т. д.; что оно может быть взорвано только с помощью детонатора с фульминатом и является совершенно безопасным в обращении и производстве; что оно не замерзает, может использоваться в качестве начинки для снарядов и, наконец, может быть дешево произведено.

Секурит состоит из 26 частей мета-динитробензола и 74 частей нитрата аммония. Это желтый порошок с запахом нитробензола. Лицензия на него была получена в 1886 году. Иногда он содержит тринитробензол и тринитронафталин. Уравнение его горения приводится как

C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} + 10(NH_{4}NO_{3}) = 6CO_{2} + 22H_{2}O + 11N_{2}

и, подобно беллиту и робуриту, он считается совершенно безопасным для использования в присутствии рудничного газа и угольной пыли.[A] Разновидность, известная как «беспламенный секурит», состоит из смеси нитрата и оксалата аммония и динитробензола.

[Сноска A: См. доклад С. Б. Коксона, Северо-Английский институт горной и машиностроительной инженерии, 11, 2, 87.]

Кинетит. — Несколько лет назад было представлено взрывчатое вещество под названием «Кинетит»[A], но в Англии оно не производится. Оно было запатентовано г-нами Петри и Фалленштейном и состояло из нитробензола, загущенного или желатинизированного добавлением некоторого количества коллодионного хлопка, смешанного с мелкоизмельченным хлоратом калия и осажденным сульфидом сурьмы. Анализ дал следующие процентные показатели:—

Нитробензол, 19,4%. Хлорат калия, 76,9%. Сульфид сурьмы и нитрохлопок, 3,7%.

[Сноска A: В. Уотсон Смит, Журнал Общества химической промышленности, январь 1887 г.]

Для его воспламенения требуется очень высокая температура, и при обычных обстоятельствах, в незамкнутом состоянии, оно не может быть взорвано применением тепла. Оно мало подвержено воздействию воды, если только погружение не является длительным, когда хлорат растворяется, оставляя практически невзрывоопасный остаток.[A] Было установлено, что оно очень чувствительно к сочетанию трения и удара, а также легко воспламеняется от скользящего удара дерева о дерево. Оно также обладало недостаточной химической стабильностью и, как известно, самовоспламенялось как в лаборатории, так и на складе. Это пластичная масса оранжевого цвета, пахнущая нитробензолом.

[Сноска A: Полковник Кандилл, Королевская артиллерия, в «Словаре взрывчатых веществ» говорит: «Однако, если оно подвергается попеременному воздействию влажного и сухого воздуха, хлорат кристаллизуется на поверхностях и делает взрывчатое вещество очень чувствительным».]

Тонит № 3 содержит от 10 до 14% нитробензола (см. «Тонит»). Беспламенное взрывчатое вещество Тренча содержит 10% динитробензола, а также 85% нитрата аммония и 5% смеси квасцов и хлоридов натрия и аммония.

Тринитротолуол. — Толуол, C_{7}H_{8}, в настоящее время получаемый главным образом из каменноугольной смолы, ранее добывался путем сухой перегонки толуанского бальзама. Его можно рассматривать как метилбензол, или бензол, в котором один атом водорода замещен метилом (CH_{3}), таким образом (C_{6}H_{5}CH_{3}), или как фенилметан, или метан, в котором один атом водорода замещен радикалом фенилом (C_{6}H_{5}), таким образом (CH_{3}C_{6}H_{5}). Толуол — это бесцветная жидкость, кипящая при 110° C, имеющая удельный вес 0,8824 при 0° C и ароматический запах. Тринитротолуол образуется при воздействии азотной кислоты на толуол. По мнению Хойссерманна, выгоднее начинать с орто-пара-динитротолуола, который готовится путем добавления тонкой струей смеси 75 частей 91–92% азотной кислоты и 150 частей 95–96% серной кислоты к 100 частям пара-нитротолуола, при постоянном перемешивании и поддержании температуры последнего в пределах 60–65° C. Когда вся кислота добавлена, смесь нагревают в течение получаса до 80° C и оставляют стоять до остывания. Затем избыток азотной кислоты удаляется. Остаток после этой обработки представляет собой однородную кристаллическую массу орто-пара-динитротолуола, точка затвердевания которой составляет 69,5° C. Для превращения этой массы в тринитропроизводное ее растворяют путем осторожного нагревания с четырехкратным количеством серной кислоты (95–96%), а затем смешивают с 1,5-кратным количеством азотной кислоты (90–92%), поддерживая смесь в охлажденном состоянии. После этого ее выдерживают при 90–95° C при периодическом перемешивании до прекращения выделения газа. Это занимает около четырех-пяти часов.

Операция прекращается, продукт оставляют остывать, и избыток азотной кислоты отделяется от него. Затем остаток промывают горячей водой и очень слабым раствором соды и оставляют затвердевать без очистки. Точка затвердевания составляет 70° C, и масса становится белой, с лучистой кристаллической структурой. Однако яркие сверкающие кристаллы, плавящиеся при 81,5° C, могут быть получены путем перекристаллизации из горячего спирта. Выход составляет 150 частей тринитропроизводного из 100 частей динитротолуола. Хойссерманн также утверждает, что 1:2:4:6-тринитротолуол можно получить из обычного коммерческого динитротолуола с температурой плавления 60–64° C; но при его использовании необходимо соблюдать большие меры предосторожности, так как реакции протекают более бурно. Кроме того, требуется на 10% больше азотной кислоты, а выход на 10% меньше. Он также обращает внимание на слабую растворимость тринитротолуола в горячей воде и на тот факт, что он разлагается слабыми щелочами и щелочными карбонатами — факты, которые необходимо учитывать при промывке вещества. Этот материал не является ни трудным, ни опасным в производстве. Он ведет себя как очень стабильное вещество при воздействии воздуха в различных температурных условиях (-10° до +50° C) в течение нескольких месяцев. Он не может быть взорван пламенем или нагреванием в открытом сосуде. Он лишь незначительно разлагается при сильном ударе на наковальне. Наилучший взрывной эффект тринитротолуол дает при использовании детонатора с фульминатом. Его можно использовать в сочетании с нитратом аммония, но такая смесь ослабляет взрывную силу; однако даже в этом случае она считается сильнее эквивалентной смеси динитробензола и нитрата аммония. Моубрей запатентовал смесь 3 частей нитротолуола к 7 частям нитроглицерина, а также в пропорции 1 к 3, которую он называет очень безопасным взрывчатым веществом.

Порох Фавершам. — Одно из взрывчатых веществ из разрешенного списка (для угольных шахт) широко используется и производится компанией Cotton Powder Co. Ltd. в Фавершаме. Оно состоит из 11 частей тринитротолуола, 93 частей нитрата аммония и 1 части влаги. Это взрывчатое вещество должно использоваться только в водонепроницаемом корпусе из сплава свинца, олова, цинка и сурьмы; оно должно применяться только с детонатором или электрическим детонатором силой не менее чем № 6.

Нитронафталин. — Нитронафталин образуется при воздействии азотной кислоты на нафталин (C_{10}H_{8}). Его формула C_{10}H_{7}NO_{2}, он образует желтые иглы, плавящиеся при 61° C; динитронафталин (C_{10}H_{6}(NO_{2})_{2}) имеет температуру плавления 216° C. Существуют также тринитро- и тетранитропроизводные, а также альфа- и бета-производные нитронафталина. Именно динитронафталин чаще всего используется во взрывчатых веществах. Он содержится в робурите, секурите, ромите, порохе Вольни и т. д. Фехвен запатентовал взрывчатое вещество, состоящее из 10 частей нитронафталина, смешанного с сырыми ингредиентами пороха следующим образом: нитронафталин — 10 частей, селитра — 75 частей, древесный уголь — 12,5 частей, сера — 12,5 частей. Он утверждает, что получает мононитронафталин, содержащий небольшую долю динитронафталина, путем выдерживания 1 части нафталина, с нагреванием или без него, в 4 частях азотной кислоты (удельный вес 1,40) в течение пяти дней.

Совсем недавно был получен патент на смесь нитронафталина или динитробензола с нитратом аммония, который заключается в использовании растворителя для одного, другого или обоих ингредиентов, осуществляемом во влажном состоянии, с последующим выпариванием растворителя, при этом соблюдается осторожность, чтобы не расплавить углеводород. Таким образом обеспечивается более тесное смешивание частиц компонентов, и приготовленное таким образом взрывчатое вещество может быть подорвано небольшим детонатором, а именно 0,54 г фульмината. Взрывчатое вещество Фавье также содержит мононитронафталин (8,5 частей) вместе с 91,5 частями нитрата аммония. Это взрывчатое вещество производится в Англии компанией Miners' Safety Explosive Co. Разновидность робурита содержит хлорнитронафталин. Ромит состоит из 100 частей нитрата аммония и 7 частей хлората калия, смешанных с раствором 1 части нитронафталина и 2 частей очищенного парафинового масла.

Аммонит. — Это взрывчатое вещество первоначально производилось в Вилворде в Бельгии под названием «Взрывчатое вещество Фавье» и состояло из спрессованного полого цилиндра, состоящего из 91,5% нитрата аммония и 8,5% мононитронафталина, заполненного внутри рассыпчатым порошком того же состава. Патроны были обернуты в бумагу, пропитанную парафиновым воском, а затем окунуты в горячий парафин для обеспечения водонепроницаемости. Компания Miners' Safety Explosives Co., производя это взрывчатое вещество на своем заводе в Стэнфорд-ле-Хоуп, Эссекс, после короткого испытания отказалась от вышеуказанного состава, заменив мононитронафталин на 11,5% динитронафталина и используя тонкие свинцовые оболочки, заполненные слегка спрессованным рассыпчатым порошком, вместо спрессованных цилиндров. Процесс производства вкратце таков: 132,75 фунта тщательно высушенного нитрата аммония помещаются в чашу мельницы, нагреваемую снизу острым паром, и измельчаются около двадцати минут, пока он не станет настолько сухим, что за вальцами начинает следовать легкая пыль; затем добавляется 17,5 фунта тщательно высушенного динитронафталина, и измельчение продолжается еще около десяти минут. Затем через дно чаши пропускается холодная вода, пока материал не приобретет светлый оттенок и не рассыплется в порошок. (Пока чаша горячая, вся масса выглядит слегка пластичной и более темного цвета, чем в холодном состоянии.) Затем задвижка в дне чаши открывается, вся масса выгружается, пока чаша не опустеет; затем ее переносят на просеивающую машину, прочищают через проволочное сито с отверстиями около 12 на дюйм, после чего она готова к набивке в патроны. Твердый остаток возвращается из просеивающей машины и высыпается в одну из чаш за несколько минут до выгрузки заряда.

Аммонит набивается в металлические патроны с помощью архимедова винта, работающего через латунную трубку, который выталкивает патроны по мере подачи в них взрывчатого вещества против небольшого противодавления; крышка завинчивается, и они отправляются в помещение для окунания, где их окунают в горячий воск для герметизации концов; затем их упаковывают в ящики по 5 фунтов каждый, и они готовы к отправке. Динитронафталин производится на заводе. Мононитронафталин сначала изготавливается следующим образом: 12 частей коммерческого нитрата натрия измельчаются в мелкий порошок и дополнительно измельчаются с добавлением 15 частей очищенного нафталина до полного смешивания; затем его помещают в глиняную чашу и добавляют 30 частей серной кислоты плотностью 66° Б., по 2 части за раз, в течение сорока восьми часов (скорость добавления H_{2}SO_{4} зависит от состояния заряда и поддержания его в жидком состоянии), при частом перемешивании, днем и ночью в течение первых трех или четырех дней, затем три или четыре раза в день. Всего на процесс нитрования уходит четырнадцать дней. Затем его процеживают через глиняный фильтр, промывают теплой водой, сливают и сушат. Для получения этого материала в гранулированном состоянии, что оказывается более удобным для сушки и дальнейшего нитрования, его помещают в чан и пропускают острый пар до доведения до точки кипения (чан должен быть заполнен примерно наполовину), затем вливают холодную воду при энергичном перемешивании содержимого, пока нафталин не затвердеет; после этого его можно легко слить и высушить. Для дальнейшей обработки с целью получения динитронафталина 18 частей нитронафталина помещают в глиняную чашу вместе с 39 частями серной кислоты плотностью 66° Б., затем добавляют 15 частей азотной кислоты плотностью 40° Б., небольшими порциями, постоянно перемешивая смесь. Это добавление азотной кислоты контролируется по выделению дыма, которое следует максимально ограничивать. Операция занимает от десяти до двенадцати дней, когда берутся 100-кратные вышеуказанные количества в килограммах. По окончании нитрования динитронафталин переносят в глиняные фильтры, дают стечь, промывают горячей водой с содой до удаления всей кислоты, промывают водой и сушат. Динитронафталин доставляет некоторые хлопоты при промывке, так как в кристаллах удерживается некоторое количество кислоты, которая может проявиться при измельчении. Чтобы избежать этого, его следует измельчить и промыть карбонатом натрия перед сушкой; однако избыток карбоната натрия использовать не следует.

Электронит. — Это мощное взрывчатое вещество, предназначенное для обеспечения безопасности при добыче угля. Эта важная цель была достигнута путем использования таких ингредиентов и их пропорций, которые обеспечивают при детонации степень нагрева, недостаточную в условиях «выброса» заряда для воспламенения рудничного газа или угольной пыли. Оно относится к классу разрешенных взрывчатых веществ на основе нитрата аммония. Оно содержит около 75% нитрата аммония с добавлением нитрата бария, древесной муки и крахмала. Газы, образующиеся при детонации, — это главным образом вода в газообразной форме, азот и немного диоксида углерода. Оно гранулируется с целью предотвращения осечек при трамбовании, к которым взрывчатые вещества на основе нитрата аммония несколько восприимчивы. Это взрывчатое вещество прошло исчерпывающие эксперименты на экспериментальной станции близ Уигана в 1895 году, когда заряды по 8 или 12 унций подрывались без забойки в смеси угольной пыли и 10% газа, без какого-либо воспламенения. Оно производится компанией Curtis's & Harvey Ltd. на их заводе в Тонбридже, Кент.

Взрывчатые вещества Спренгеля. — Это обширный класс взрывчатых веществ. Основной принцип их всех заключается в смешивании окислителя с горючим агентом во время или непосредственно перед использованием, причем компоненты смеси очень часто являются невзрывчатыми телами. Этот тип взрывчатых веществ принадлежит покойному д-ру Герману Спренгелю, члену Королевского общества (F.R.S.). Следуя идее о том, что взрыв — это внезапное горение, он подверг различные смеси окислителей и горючих агентов сильному удару детонатора с фульминатом. Эти смеси были составлены в таких пропорциях, чтобы взаимное окисление или деокисление было теоретически полным. Среди них следующие:—

1. Один химический эквивалент нитробензола к эквивалентам азотной кислоты.

2. Пять эквивалентов пикриновой кислоты к 13 эквивалентам азотной кислоты.

3. Восемьдесят семь эквивалентов нитронафталина к 413 эквивалентам азотной кислоты.

4. Пористые лепешки или куски хлората калия, взрывающиеся с большой силой при воздействии сероуглерода, нитробензола, угольной кислоты, серы, бензола и смесей этих веществ.

№ 1 охватывает взрывчатое вещество, известное как гелхоффит, № 2 — это, по сути, оксонит, а № 4 напоминает рак-а-рок, взрывчатое вещество, изобретенное г-ном С. Р. Дивайном и состоящее из смеси хлората калия и нитробензола. Робурит, беллит и секурит, возможно, следует рассматривать как относящиеся к классу взрывчатых веществ Спренгеля, в остальном этот класс в Англии не производится и не используется. Основные представители известны как гелхоффит, состоящий из смеси нитронефти или нитродегтярных масел и азотной кислоты, или мета-динитробензола и азотной кислоты; оксонит, состоящий из пикриновой и азотной кислот; и панкластит — название, данное различным смесям, предложенным М. Турпеном, таким как жидкая перекись азота с сероуглеродом, бензолом, нефтью, эфиром или минеральными маслами.

Пикриновая кислота, тринитрофенол или карбазотовая кислота. — Пикриновая кислота, или тринитрофенол (C_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}OH)[2:4:6], образуется при воздействии азотной кислоты на многие органические вещества, такие как фенол, индиго, шерсть, анилин, смолы и т. д. Одно время главным образом использовалась желтая камедь из Ботанического залива (Xanthorrhoea hastilis). Одна часть фенола (карболовой кислоты), C_{6}H_{5}OH, добавляется к 3 частям крепкой дымящей азотной кислоты, слегка подогретой, и когда бурность реакции стихает, кипятится до тех пор, пока не перестанут выделяться нитрозные пары. Полученная таким образом смолистая масса кипятится с водой, полученная пикриновая кислота превращается в натриевую соль с помощью раствора карбоната натрия, который осаждает пикрат натрия в виде кристаллов.

Однако в настоящее время более широко используется фенолсульфокислота, и аппарат, применяемый для ее производства, очень похож на тот, что используется при изготовлении нитробензола. Ее также производят в промышленных масштабах путем плавления карболовой кислоты и смешивания ее с крепкой серной кислотой, затем разбавления «сульфокарболовой»[A] кислоты водой и последующего медленного вливания в каменный резервуар, содержащий азотную кислоту. Это оставляют остывать, при этом сырая пикриновая кислота кристаллизуется, а кислая жидкость (которая практически не содержит пикриновой кислоты, а только серную кислоту с некоторым количеством азотной кислоты) сливается в канализацию. Затем сырую пикриновую кислоту растворяют в воде с помощью пара и оставляют остывать, когда большая часть пикриновой кислоты перекристаллизовывается. Маточный раствор переносится в резервуар и обрабатывается серной кислотой, после чего получается дополнительный урожай кристаллов пикриновой кислоты. Кристаллы пикриновой кислоты дополнительно очищаются путем перекристаллизации, сливаются и сушатся при 100° F на глазурованных глиняных поддонах с помощью пара. Ее также можно получить при воздействии азотной кислоты на орто-нитрофенол, пара-нитрофенол и динитрофенол (2:4 и 2:6), но не из мета-нитрофенола, что является фактом, указывающим на ее строение.[B]

[Сноска A: О- и п-фенолсульфокислоты.

C_{6}H_{4}(OH).SO_{3}H + 3HNO_{3} = C_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}OH + H_{2}SO_{4} + 2H_{2}O. (Пикриновая кислота).]

[Сноска B: Кэри Ли, Американский журнал науки, (ii.), xxxii. 180.]

Пикриновая кислота кристаллизуется в виде желтых блестящих призм или пластинок, имеющих интенсивно горький вкус, и является ядовитой. Она плавится при 122,5° C, возгоняется при осторожном нагревании, трудно растворяется в холодной воде, легче в горячей воде, еще легче в спирте. Она окрашивает кожу в интенсивный желтый цвет и используется как краситель для шерсти и шелка. Это сильная кислота, образующая хорошо кристаллизующиеся желтые соли, которые бурно детонируют при нагревании, некоторые из них — также при ударе. Калиевая соль, C_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}OK, кристаллизуется в виде длинных игл, очень слабо растворимых в воде. Однако натриевые, аммониевые и бариевые соли легко растворимы в воде. Пикриновая кислота при нагревании горит светящимся и дымным пламенем и может сгорать в больших количествах без взрыва; но простой контакт определенных оксидов металлов с пикриновой кислотой в присутствии тепла приводит к образованию мощных взрывчатых веществ, которые способны действовать как детонаторы для неограниченного количества кислоты, влажной или сухой, находящейся в пределах их детонационного влияния. Формула пикриновой кислоты:

C_{6}H_{2}|(NO_{2})_{3} |OH.

что показывает ее образование из фенола (C_{6}H_{5}OH), где три атома водорода замещены группой NO_{2}. Уравнение ее образования из фенола выглядит следующим образом:—

C_{6}H_{5}.OH + 3HNO_{3} = C_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}OH + 3H_{2}O.

Согласно Бертело, ее теплота образования из элементов равна 49,1 калории, а теплота полного сгорания в свободном кислороде равна +618,4 кал. Она едва ли содержит более половины кислорода, необходимого для ее полного сгорания.

2C_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}OH + O_{10} = 12CO_{2} + 3H_{2} + 3N_{2}.

Процентный состав пикриновой кислоты: азот — 18,34; кислород — 49,22; водород — 1,00; углерод — 31,44, что равно 60,26% NO_{2}. Продуктами разложения являются углекислота, оксид углерода, углерод, водород и азот, а выделяемое тепло, согласно Бертело, составило бы 130,6 кал., или 570 кал. на килограмм. Приведенный объем газов составил бы 190 литров на эквивалент, или 829 литров на килограмм. Для получения полного сгорания пикриновой кислоты необходимо смешать ее с окислителем, таким как нитрат, хлорат и т. д. Было предложено смешивать пикриновую кислоту (10 частей) с нитратом натрия (10 частей) и бихроматом калия (8,3 части). Эти пропорции обеспечили бы треть кислорода сверх необходимой пропорции.

Пикриновая кислота долгое время после своего открытия не считалась взрывчатым веществом в собственном смысле этого слова, но катастрофический несчастный случай, произошедший в Манчестере (см. правительственный отчет № LXXXI, полковника (ныне сэра В. Д.) Мадженди, C.B.), и некоторые эксперименты, проведенные д-ром Дюпре и полковником Мадженди для установления причины аварии, убедительно доказали, что это мнение было ошибочным. Эксперименты Бертело (Bull. de la Soc. Chim. de Paris, xlix., стр. 456) по взрывному разложению пикриновой кислоты также заслуживают внимания в этой связи. Если небольшое количество пикриновой кислоты нагреть на умеренном огне, в тигле или даже в открытой пробирке, она расплавится (коммерческая кислота при 120° C), затем выделит пары, которые воспламеняются при контакте с воздухом и горят коптящим пламенем, не взрываясь. Если горящую жидкость вылить на холодную плиту, она вскоре погаснет. Небольшое количество, осторожно нагретое в трубке, закрытой с одного конца, может даже полностью испариться без видимого разложения. Таким образом, очевидно, что пикриновая кислота гораздо менее взрывоопасна, чем азотные эфиры, такие как нитроглицерин и нитроцеллюлоза, и значительно менее взрывоопасна, чем азотистые соединения и фульминаты.

Однако было бы совершенно ошибочно полагать, что пикриновая кислота не может взорваться при простом нагревании. Напротив, Бертело доказал, что это не так. Если стеклянную трубку нагреть докрасна и бросить в нее ничтожное количество кристаллов пикриновой кислоты, она взорвется с любопытным характерным шумом. Если количество увеличить настолько, что температура трубки существенно снизится, взрыва не произойдет сразу, но вещество испарится, а затем взорвется, хотя и с гораздо меньшей силой, чем прежде, в верхней части трубки. Наконец, если количество пикриновой кислоты в этих условиях еще больше увеличить, она подвергнется частичному разложению и испарится, но даже не вспыхнет. Нитробензол, динитробензол, а также моно-, ди- и тринитронафталины ведут себя аналогично.

Таким образом, способ разложения пикриновой кислоты зависит от начальной температуры разложения, и если окружающий материал поглощает тепло так же быстро, как оно вырабатывается при разложении, взрыва и вспышки не произойдет. Если, однако, поглощения недостаточно для предотвращения вспышки, это может настолько повысить температуру окружающих материалов, что вспышка закончится взрывом. Таким образом, если бы взрыв начался в изолированном месте, он распространился бы по всей массе и привел бы к общему взрыву.

При производстве пикриновой кислоты первой очевидной и самой необходимой мерой предосторожности является изоляция вещества от других химикатов, с которыми оно может случайно вступить в контакт. Если используются только чистые материалы, производство не представляет опасности. Однако готовый материал должен тщательно оберегаться от контакта с нитратами, хлоратами или оксидами. Если в него случайно попадет хотя бы немного извести или штукатурки, он может стать крайне опасным. Может произойти локальный взрыв, который может привести к взрыву всей массы. Пикриновая кислота может быть подорвана детонатором с 5 гранами фульмината, и М. Турпен запатентовал использование пикриновой кислоты, не смешанной с каким-либо другим веществом, в 1885 году. Детонации небольшого количества сухой пикриновой кислоты достаточно, чтобы вызвать детонацию гораздо большего количества, содержащего до 17% воды.

Главным образом благодаря французским химикам (и д-ру Спренгелю) пикриновая кислота вышла на передний план как взрывчатое вещество. Мелинит[A], вещество, используемое французским правительством для снаряжения снарядов, был обязан М. Турпену и, как полагают, представляет собой не что иное, как плавленую пикриновую кислоту, смешанную с нитрохлопком, растворенным в каком-либо растворителе (ацетоне или эфиро-спирте). Сэр Ф. А. Абель также предложил использовать пикриновую кислоту, смешанную с нитратом калия (3 части) и пикратом аммония (2 части) в качестве начинки для снарядов. Это вещество требует сильного удара и прочной оболочки для взрыва. Однако мне не известно, чтобы оно когда-либо официально принималось на вооружение в этой стране. Г-да Дезиньоль и Брюгер представили военные пороха, состоящие из смесей пикратов калия и аммония с нитратом калия. М. Дезиньоль представил три вида пикратных порохов, составленных следующим образом:—

___________________________________________________________________ | | | | | | | Для торпед | Для орудий. | Для стрелкового | | | и снарядов. | Обычн. Тяжел. | оружия. | |___________________|_______________|___________________|___________| | | | | | | | Пикрат калия | 55-50 | 16,4- 9,6 | 9 | 28,6-22,9 | | Селитра | 45-50 | 74,4-79,7 | 80 | 65,0-69,4 | | Древесный уголь | … | 9,2-10,7 | 11 | 6,4- 7,7 | |___________________|_______________|___________|_______|___________|

Они изготавливались почти так же, как обычный порох, с добавлением от 6 до 14% влаги при помоле. Преимуществами, заявленными по сравнению с порохом, являются большая сила и, следовательно, больший баллистический или разрушительный эффект, относительное отсутствие дыма и отсутствие вредного воздействия на каналы стволов орудий из-за отсутствия серы. Порох Брюгера состоит из пикрата аммония и селитры, причем пропорции составляют 54% пикрата аммония и 46% нитрата калия. Он стабилен, безопасен в производстве и обращении, но дорог. Он дает хорошие результаты в винтовке Шасспо, очень мало дыма, а его остаток невелик и состоит из карбоната калия. Утверждается, что 2,6 г, использованные в винтовке, дали эффект, равный 5,5 г обычного пороха.

[Сноска A: Британский лиддит и японский симозе, как говорят, идентичны мелиниту.]

Турпен запатентовал различные смеси пикриновой кислоты с гуммиарабиком, маслами, жирами, коллодионным желе и т. д. Когда последнее вещество разбавляется в пропорции от 3 до 5% в смеси эфира и спирта, он утверждает, что блоки пикриновой кислоты, сформованные с ним, будут взрываться в закрытой камере с капсюлем от 1 до 3 граммов фульмината. Он также отливает пикриновую кислоту в снаряды, причем литая кислота имеет плотность около 1,6. В этом состоянии она сопротивляется удару, возникающему при выстреле из пушки, когда находится в снаряде, имеющем начальную скорость 600 метров. Это делается следующим образом: кислота плавится в сосуде, снабженном двойным дном, нагреваемом до 130–145° C потоком пара под давлением или просто циркуляцией под двойным дном жидкости, такой как масло, хлорид цинка, глицерин и т. д., нагретой до той же температуры. Расплавленная пикриновая кислота заливается в формы, соответствующие форме требуемых блоков, или она может быть залита в снаряды, которые следует нагреть до температуры около 100° C, чтобы предотвратить слишком быстрое затвердевание.

Когда на крезоловую кислоту (или крезол, C_{6}H_{4}(CH_{3})OH) воздействуют азотной кислотой, она образует ряд нитросоединений, очень похожих на те, что образуются при воздействии азотных кислот на фенол, таких как динитрокрезилат натрия, известный в искусстве как «виктория желтая». Нафтол, фенолоподобное тело, получаемое из нафталина, в тех же условиях образует динитронафталиновую кислоту натрия, C_{10}H_{6}(NO_{2})_{2}O. Взрывчатое вещество, известное как «робурит», содержит хлорнитронафталин, а ромит, шведское взрывчатое вещество, — нитронафталин.

Тринитрокрезол, C_{7}H_{4}(NO_{2})_{3}OH. — Тело, очень похожее на тринитрофенол, кристаллизуется в виде желтых игл, слабо растворимых в холодной воде, несколько лучше в кипящей воде, спирте и эфире. Он плавится при температуре около 100° C. Во Франции он известен как «крезилит» и в смеси с мелинитом используется для снаряжения снарядов. Путем нейтрализации кипящего насыщенного раствора тринитрокрезола аммиаком при охлаждении кристаллизуется двойная соль аммония и нитрокрезола, которая похожа на пикрат аммония. Эта соль известна как «экразит» и использовалась в Австрии для снаряжения снарядов. Это ярко-желтое твердое вещество, жирное на ощупь, плавится при 100° C, не подвержено воздействию влаги, тепла или холода, воспламеняется при контакте с раскаленным телом или открытым пламенем, сгорая безвредно, если не находится в прочной оболочке, и нечувствительно к трению или сотрясению. Утверждается, что оно обладает двойной силой динамита и требует специального детонатора (не менее 2 г фульмината), чтобы вызвать его полную силу. Несмотря на превосходные свойства, приписываемые этому взрывчатому веществу, лейтенант У. Уолк («Лекции по взрывчатым веществам», стр. 181) говорит: «Несколько не до конца объясненных и неожиданных взрывов произошли при снаряжении снарядов этим веществом, что предотвратило его широкое распространение до настоящего времени».

Фульминаты. — Фульминаты — это соли фульминовой кислоты, C_{2}N_{2}O_{2}H_{2}. Их строение не очень хорошо изучено. Д-р Э. Дайверс, член Королевского общества, и г-н Кавакита (Журнал Химического общества, 1884 г., стр. 13–19) дают формулы фульминатов ртути и серебра как

OC = N AgOC = N / | \ | \ Hg | O и | O \ | / | / -C = N AgC = N

тогда как д-р Г. Э. Армстронг, член Королевского общества, предпочел бы записать формулу фульминовой кислоты

ON.C.OH. | C(N.OH),

а А. Ф. Холлеман (Berichte, т. xxvi., стр. 1403) приписывает фульминату ртути формулу

C:N.O Hg | | C:N.O,

и Р. Шол (Ber., т. xxiii., стр. 3505),

C:NO || Hg. C:NO

Их очень часто рассматривают как изонитрозосоединения.

Основным соединением фульминовой кислоты является соль ртути, широко известная как гремучая ртуть. Она готовится путем растворения ртути в азотной кислоте с последующим добавлением спирта к раствору, при этом используется 1 часть ртути, 12 частей азотной кислоты с удельным весом 1,36 и 5,5 частей 90% спирта. Как только смесь вступает в бурную реакцию, медленно добавляют еще 6 частей спирта, чтобы смягчить действие. Сначала смесь чернеет от выделения ртути, но это вскоре исчезает, и его сменяют кристаллические хлопья фульмината ртути, которые оседают на дно сосуда. Во время реакции из кипящей жидкости выделяются большие количества летучих продуктов окисления спирта, таких как альдегид, этилнитрат и т. д., в то время как другие, такие как гликолевая кислота, остаются в растворе. Затем фульминат ртути кристаллизуют из горячей воды. Он образует белые шелковистые нежные иглы, которые с трудом растворяются в холодной воде. В сухом состоянии он чрезвычайно взрывоопасен, детонирует при нагревании, трении или ударе, а также при контакте с концентрированной серной кислотой. Реакция, происходящая при его разложении, выглядит следующим образом:—

C_{2}N_{2}O_{2}Hg = Hg + 2CO + N_{2} (284)

Согласно этому уравнению 1 г фульмината должен давать 235,8 см^{3} (= 66,96 л на 284 г). Бертло и Вьей получили выход 234,2 см^{3}, что равно 66,7 л на один эквивалент, равный 284 г.

Сухой фульминат бурно взрывается при ударе, сжатии, прикосновении серной кислоты или раскаленного тела. При медленном нагревании он взрывается при 152° C, а при быстром — при 187° C. Его часто используют в смеси с хлоратом калия в детонаторах. Реакция, протекающая в этом случае: 3C_{2}N_{2}O_{2}Hg + 2KClO_{3} = 3Hg + 6CO_{2} + 3N_{2} + 2KCl.

При добавлении меди или цинка к горячему насыщенному раствору соли образуется фульминат меди или цинка. Медная соль образует высоко взрывчатые зеленые кристаллы. Существуют также двойные фульминаты меди и аммония, а также меди и калия. Фульминат серебра, C_{2}N_{2}O_{2}Ag_{2}, готовится аналогично ртутной соли. Он выпадает в виде тонких белых игл, которые растворяются в 36 частях кипящей воды и с трудом растворяются в холодной воде. При температуре выше 100° C или при слабейшем ударе он взрывается с ужасающей силой. Даже под водой он более чувствителен, чем ртутная соль. Он образует очень чувствительную двойную соль с аммонием и рядом других металлов. С водородом он образует кислый фульминат серебра. В незначительных количествах он используется в хлопушках, бонбоньерках и других игрушечных фейерверках. Гей-Люссак установил следующий состав: углерод — 7,92%, азот — 9,24%, серебро — 72,19%, кислород — 10,65%, и приписал ему формулу C_{2}N_{2}Ag_{2}O_{2}. Лоран и Жерар дают ему формулу C_{2}N(NO_{2})Ag_{2}, полагая, таким образом, что он содержит нитрил, NO_{2}.

При добавлении хлорида калия к кипящему раствору фульмината серебра, до тех пор пока образуется осадок хлорида серебра, при выпаривании получают блестящие белые пластинки очень взрывчатого фульмината калия-серебра, C(NO_{2})KAg.CN, из водного раствора которого азотная кислота осаждает белый порошок кислого фульмината серебра, C(NO_{2})HAg.CN. Все попытки получить фульминовую кислоту, или нитроацетонитрил, C(NO_{2})H_{2}CN, из фульминатов оказались безуспешными. Существует фульминат золота — бурый осадок, обладающий сильными взрывчатыми свойствами, образующийся при добавлении аммиака к треххлористому золоту, и фульминат платины — черный осадок, образующийся при добавлении аммиака к раствору оксида платины в разбавленной серной кислоте.

Гремучее серебро — это соединение, получаемое действием аммиака на оксид серебра. Это очень мощное взрывчатое вещество. Чистый фульминат ртути может храниться неопределенно долго. Вода на него не влияет. Он взрывается при 187° C и при контакте с зажженным телом. Он очень чувствителен к удару и трению, даже трению дерева о дерево. Он используется для стрельбы пулями в комнатных винтовках. Его воспламенение происходит настолько внезапно, что он разбрасывает черный порох, на который помещен, не воспламеняя его, однако достаточно поместить его в оболочку, какой бы слабой она ни была, чтобы произошло воспламенение, и чем прочнее оболочка, тем сильнее удар, что играет важную роль в капсюлях и детонаторах. Присутствие 30% воды предотвращает разложение, 10% — предотвращает взрыв. Однако это верно только для небольших количеств и не относится к фульминату серебра, который взрывается под водой от трения. Влажные фульминаты медленно разлагаются при контакте с окисляемыми металлами. (Приведенный) объем газов, полученный из 1 кг, по Бертло, составляет 235,6 л. Уравнение его разложения: C_{2}HgN_{2}O_{2} = 2CO + N_{2} + Hg.

Фульминат ртути производится в больших масштабах двумя методами. Один из них, обычно называемый немецким методом, проводится следующим образом: одна часть ртути растворяется в 12 частях азотной кислоты с удельным весом 1,375, и к этому раствору постепенно добавляется 16,5 частей абсолютного спирта, после чего смесь медленно нагревают до тех пор, пока не исчезнут первые густые пары, а когда реакция становится более бурной, добавляют еще спирта, равного по объему тому, что уже был добавлен. Его добавляют очень постепенно. Полученный продукт, который является фульминатом ртути, составляет 112% от использованной ртути. Другой метод заключается в растворении 10 частей ртути в 100 частях азотной кислоты с удельным весом 1,4, и когда раствор достигает температуры 54° C, его медленно вливают через стеклянную воронку в 83 части спирта. Когда вскипание прекращается, его фильтруют через бумажные фильтры, промывают и сушат над горячей водой при температуре, не превышающей 100° C. Затем фульминат осторожно упаковывают в бумажные коробки или закупоренные бутылки. Продукт, полученный этим способом, составляет 130% от взятой ртути. Этот процесс является самым безопасным и в то же время самым дешевым. Фульминат следует хранить, по возможности, во влажном состоянии. Коммерческий фульминат часто фальсифицируется хлоратом калия.

Детонаторы, или капсюли, представляют собой металлические гильзы, обычно медные, и напоминают очень длинные капсюли-воспламенители. Взрывчатым веществом служит чистый фульминат ртути или смесь этого вещества с нитратом или хлоратом калия, порохом или серой. Ниже приведена распространенная капсюльная смесь: 100 частей фульмината ртути и 50 частей нитрата калия или 100 частей фульмината и 60 частей пороховой мякоти. Фульминат серебра также иногда используется в капсюлях. Изготавливается восемь размеров, которые различаются по габаритам и количеству содержащегося взрывчатого вещества. Они далее различаются как одинарные, двойные, тройные и т. д. в зависимости от их номера. Полковник Кандилл, R.A. («Словарь взрывчатых веществ»), приводит следующий список:

№ 1 содержит 300 г взрывчатого вещества на 1000. № 2 содержит 400 г взрывчатого вещества на 1000. № 3 содержит 540 г взрывчатого вещества на 1000. № 4 содержит 650 г взрывчатого вещества на 1000. № 5 содержит 800 г взрывчатого вещества на 1000. № 6 содержит 1000 г взрывчатого вещества на 1000. № 7 содержит 1500 г взрывчатого вещества на 1000. № 8 содержит 2000 г взрывчатого вещества на 1000.

Тройные обычно используются для обычного динамита, № 5, 6 или 7 — для пироксилина, желатин-динамита, робурита и т. д.

На британской службе капсюли-воспламенители, запалы и т. д. изготавливаются из 6 частей по весу фульмината ртути, 6 частей хлората калия и 4 частей сульфида сурьмы; замедлительные запалы — из 4 частей фульмината, 6 частей хлората калия, 4 частей сульфида сурьмы, причем смесь смачивается лаком, состоящим из 645 гран шеллака, растворенного в пинте метилированного спирта. Запал Абеля (№ 1) состоит из смеси сульфида меди, фосфида меди, хлората калия, а № 2 — из смеси пироксилина и пороха. Они детонируют с помощью платиновой проволоки, нагреваемой докрасна электрическим током. Запальная смесь Бэйна представляет собой смесь подфосфида меди, сульфида сурьмы и хлората калия.

При производстве капсюлей-воспламенителей и детонаторов медные заготовки вырубаются из медных полос и штампуются до требуемой формы. Затем заготовки помещаются в пластину из пушечного металла вогнутой стороной вверх — инструмент, состоящий из пластины из пушечного металла, в которую вставлен ряд медных штифтов, каждый одинаковой длины и расположенных так, чтобы каждый штифт точно входил в капсюль при переворачивании над пластиной, содержащей заготовки. Штифты окунают в сосуд, содержащий капсюльную смесь, предварительно увлажненную метилированным спиртом. Затем его вынимают и помещают над заготовками, и легкий удар служит для того, чтобы поместить небольшую порцию капсюльной смеси в каждый капсюль. Аналогичный инструмент затем окунают в шеллачный лак, вынимают и помещают над капсюлями, после чего капля лака с каждого медного штифта падает в капсюли, которые затем оставляют сохнуть. Это очень безопасный и эффективный метод работы.

На заводе компании Cotton-Powder Company Limited в Фавершаме фульминат смешивают во влажном виде с очень тонко измельченной смесью пироксилина и хлората калия в пропорции примерно 6 частей фульмината, 1 часть пироксилина и 1 часть хлората. Вода, в которой обычно хранится фульминат, сначала сливается и заменяется метиловым спиртом путем вытеснения. Пока фульминат влажный от спирта, добавляется смесь пироксилина и хлората и тщательно перемешивается с ним. Затем эту смесь распределяют по детонаторам, стоящим в раме, и каждый детонатор отдельно помещают в машину для прессования пасты в гильзу детонатора.

На одиннадцатом ежегодном собрании представителей баварской химической промышленности в Регенсбурге было обращено внимание на вредный характер процесса снаряжения капсюлей-воспламенителей. Происходят многочисленные миниатюрные взрывы, и воздух насыщается парами ртути, которые оказывают пагубное влияние на здоровье рабочих. Столь же обоснованны опасения в отношении ядовитых газов, выделяющихся при растворении ртути в азотной кислоте и особенно при последующей обработке спиртом. Было предложено много методов борьбы с отходами, возникающими при производстве и манипуляциях с фульминатом ртути, но, по словам Кеммерера, только один из сравнительно недавно внедренных кажется вполне удовлетворительным. Он основан на том факте, что фульминат ртути при нагревании с большим объемом воды под высоким давлением распадается на металлическую ртуть и невзрывчатые ртутные соединения неизвестного состава.

При смешивании различных ингредиентов с фульминатом ртути для получения капсюльных смесей они не должны быть слишком сухими; на самом деле, они обычно более или менее влажные и смешиваются небольшими порциями в специальном помещении, полы которого покрыты ковром, а столы — войлоком. Рабочие также носят войлочную обувь. Все используемые инструменты и аппараты должны содержаться в чистоте; для гранулирования используются волосяные сита, а гранулированная смесь впоследствии сушится на легких рамах с холщовыми лотками, дно которых покрыто тонкой бумагой, а рамы снабжены каучуковыми подушками для уменьшения возможных толчков. Окна здания должны быть выкрашены в белый цвет, чтобы не пропускать солнечные лучи.

Г-н Х. Максим из Нью-Йорка недавно запатентовал состав для детонаторов, используемых с мощными взрывчатыми веществами, которые также можно безопасно метать из артиллерийских орудий в значительных количествах. Состав готовится следующим образом: нитроглицерин загущается пироксилином до консистенции сырой резины. Это достигается использованием от 75 до 85% нитроглицерина и от 15 до 25% пироксилина, в зависимости от желаемой жесткости или эластичности соединения. Также используется какой-либо растворитель, растворяющий нитрохлопок. Полученный продукт представляет собой своего рода желатин-динамит и должен находиться в пастообразном состоянии, чтобы его можно было смешать с фульминатом ртути. Используемый растворитель — ацетон, а количество фульмината составляет от 75 до 85% всего соединения. При желании соединение можно сделать менее чувствительным к ударам, придав ему губчатую консистенцию путем перемешивания с воздухом, пока оно еще находится в сиропообразном состоянии. Нитроглицерин, особенно в последнем случае, можно исключить. В некоторых случаях, когда желательно добавить замедляющую среду, добавляют нитробензол или подходящую камедь.

[Иллюстрация: РИС. 34. МЕТОД ПОДГОТОВКИ ЗАРЯДА.]

Метод подготовки взрывного заряда следующий: кусок бикфордова шнура требуемой длины чисто отрезается и вставляется в детонатор до тех пор, пока он не достигнет фульмината. Затем верхняя часть детонатора обжимается вокруг шнура с помощью щипцов. Цель этого состоит не только в том, чтобы обеспечить развитие полной мощности детонатора, но и в том, чтобы закрепить шнур в капсюле (рис. 34). Когда детонатор и т. д. должны использоваться под водой или во влажных условиях, вокруг места соединения капсюля со шнуром следует нанести смазку или сало, чтобы сделать соединение водонепроницаемым. Затем открывается патрон, в его верхнем конце делается отверстие, и детонатор вставляется почти до самого верха. Патроны из пироксилина или тонита обычно имеют отверстие, уже сделанное в конце заряда. Небольшие заряды сухого пироксилина, известные как детонаторы-инициаторы, обычно используются для подрыва влажного пироксилина. Детонаторы (которые часто подрываются электрическим способом) помещаются внутрь этих инициаторов (рис. 35).

[Иллюстрация: РИС. 35. ИНИЦИАТОР.]

Один из видов используемых электрических взрывателей показан на рис. 36. Этот аппарат производится фирмой Messrs John Davis & Son и представляет собой просто небольшое ручное динамо, способное создавать электрический ток высокого напряжения. Эта фирма также является производителем различных видов взрывателей низкого напряжения. Подготовив заряд, как на рис. 34, вставьте в шпур один или несколько патронов, как сочтете необходимым, и плотно утрамбуйте каждый из них отдельно деревянным трамбовочным стержнем, чтобы вокруг заряда не оставалось пустого пространства, а поверх него вставьте патрон, содержащий шнур и детонатор. Теперь заполните остальную часть шпура песком, гравием, водой или другой забойкой. С желатин-динамитами можно использовать плотную забойку, но для обычного динамита лучше подходит рыхлый песок. Заряд готов к подрыву.

[Иллюстрация: РИС. 36. — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ.]

ГЛАВА VI.

БЕЗДЫМНЫЕ ПОРОХА.

Бездымный порох в целом — Кордит — Аксит — Баллистит — Порох ВМС США — Порох Шульце E.C. — Индурит — Порох Вьей — Рифлейт — Каннонит — Вальсроде — Пороха Cooppal — Амберит — Тройсдорф — Максимит — Пороха на основе пикриновой кислоты и т. д.

Прогресс, достигнутый за последние годы в производстве бездымных порохов, очень велик. За немногими исключениями, почти все эти пороха являются нитросоединениями и главным образом состоят из той или иной формы нитроцеллюлозы, либо в виде пироксилина, либо нитролигнина; или же содержат, в дополнение к вышеуказанному, нитроглицерин, часто с добавлением такого вещества, как камфора, которая используется для снижения чувствительности взрывчатого вещества. Другие нитротела, которые используются или были предложены, — это нитрокрахмал, нитроджут, нитрованная бумага, нитробензол, динитробензол, смешанные с большим количеством других химических веществ, таких как нитраты, хлораты и т. д. И, наконец, существуют пикратные пороха, состоящие из пикриновой кислоты, либо в чистом виде, либо в смеси с другими веществами.

Различные бездымные пороха можно грубо разделить на военные и охотничьи. Но эта классификация очень приблизительна, потому что, хотя некоторые из более известных чисто военных порохов не подходят для использования в охотничьих ружьях, почти все производители охотничьих порохов также производят специальную разновидность своего конкретного взрывчатого вещества, приспособленную для использования в современных винтовках или пулеметах, а иногда, как утверждается, и для тяжелых орудий.

Из чисто военных порохов наиболее известны кордит, баллистит и французский порох B.N., немецкий бездымный (который содержит нитроглицерин и пироксилин); а среди порохов общего назначения, две разновидности которых производятся либо для винтовок, либо для охотничьих ружей, — Шульце, пороха E.C., порох Вальсроде, каннонит, порох Cooppal, амберит и т. д.

Кордит, бездымный порох, принятый на вооружение британским правительством, является патентом покойных сэра Ф. А. Абеля и сэра Джеймса Дьюара и несколько похож на желатин-динамит. Он производится главным образом на Королевском пороховом заводе в Уолтем-Эбби, а также на двух или трех частных заводах, включая заводы National Explosives Company Limited, New Explosives Company Limited, Cotton-Powder Company Limited, Messrs Kynock's и др. В первоначальном виде он состоял из 37% пироксилина, 58% нитроглицерина и 5% вазелина, но модифицированный кордит, производимый сейчас, состоит из 65% пироксилина, 30% нитроглицерина и 5% вазелина. Используемый пироксилин состоит главным образом из гексанитрата,[A] который нерастворим в нитроглицерине. Поэтому необходимо использовать какой-либо растворитель, например ацетон, чтобы образовать желе с нитроглицерином. Процесс производства кордита очень похож, насколько это касается химической части процесса, на процесс производства желатин-динамита, за исключением того, что необходимо использовать растворитель для пироксилина, отличный от нитроглицерина. Как используемый нитроглицерин, так и пироксилин должны быть как можно более сухими, причем последний должен содержать не более 0,6% минеральных веществ и не более 10% растворимой нитроцеллюлозы, а содержание азота должно быть не менее 12,5%. Сухой пироксилин (около 1% влаги) помещается в смесительный бак, который представляет собой ящик с латунной футеровкой, добавляется часть ацетона, и машина (рис. 29) запускается; через некоторое время добавляется остальная часть ацетона (всего 20%) и паста замешивается в течение трех с половиной часов. По истечении этого времени добавляется вазелин, и замешивание продолжается еще три с половиной часа. Смесительная машина (рис. 29) состоит из корыта, составленного из двух половин цилиндра, в каждой из которых находится вал с вращающейся лопастью. Эти лопасти вращаются в противоположных направлениях, причем одна делает примерно вдвое меньше оборотов, чем другая. Поскольку лопасти почти касаются дна корыта, любой материал, попавший в машину, делится на две части, разминается о дно, затем проталкивается вдоль лопасти, переворачивается и полностью перемешивается. Во время замешивания ацетон постепенно проникает в смесь и растворяет как нитроцеллюлозу, так и нитроглицерин, и получается однородное тесто, которое постепенно приобретает бурый цвет. Во время замешивания масса нагревается, поэтому через рубашку машины пропускается холодная вода, чтобы предотвратить нагрев смеси выше нормальной температуры и последующее испарение ацетона. Верхняя часть машины закрыта стеклянной дверцей, чтобы по возможности предотвратить испарение растворителя. Когда различные ингредиенты сформированы в однородную массу, смесь переносят в прессовый цех, где в виде пластичной массы ее помещают в цилиндрические формы. Форма вставляется в специально сконструированный пресс, и кордитовая паста выдавливается через матрицу с одним или несколькими отверстиями. Паста выдавливается гидравлическим давлением, и длинный шнур наматывается на металлический барабан (рис. 38) или нарезается на куски; в любом случае кордит теперь отправляется в сушильные камеры и сушится при температуре около 100° F от трех до четырнадцати дней, время варьируется в зависимости от размера. Эта операция удаляет ацетон и любую влагу, которую кордит может еще содержать, и его диаметр несколько уменьшается. В случае более тонкого кордита, такого как винтовочный кордит, следующей операцией является смешивание. Этот процесс заключается в установке десяти металлических барабанов на мотальную машину, аналогичную тем, что используются для пряжи, и наматывании десяти шнуров на один барабан. Эта операция известна как «десятижильное скручивание». Кроме того, шесть «десятижильных» катушек впоследствии наматываются на одну, и «шестидесятижильная» катушка готова к отправке. Это делается для получения равномерного смешивания материала. Кордит большего диаметра нарезается на куски длиной 12 дюймов. Каждая партия кордита от каждого производителя имеет порядковый номер, цифры, обозначающие размер, и одну или несколько начальных букв для идентификации производителя. Эти правила не распространяются на Королевский пороховой завод в Уолтем-Эбби. Готовый кордит напоминает шнур из гуттаперчи, а его цвет варьируется от светло- до темно-коричневого. Он не должен выглядеть черным или сморщенным и всегда должен обладать достаточной эластичностью, чтобы возвращаться в исходную форму после легкого сгибания. Кордит практически бездымный. При взрыве образуется очень тонкий пар, который быстро рассеивается. Эту бездымность можно понять из того факта, что продукты сгорания почти все являются неконденсируемыми газами и не содержат твердых продуктов сгорания, которые могли бы вызвать дым. Для той же начальной скорости требуется меньший заряд кордита, чем пороха, из-за большего количества выделяемого газа. Кордит горит очень медленно по сравнению с порохом. Для стрельбы холостыми патронами используется кордитовая стружка, не содержащая вазелина. Скорость, с которой взрывается кордит, в некоторой степени зависит от диаметра шнуров, а давление, развиваемое при взрыве, — от его механического состояния. Размеры используемого кордита, по данным полковника Баркера, R.A., следующие:

Для винтовки .303 — диаметр 0,0375 дюйма. Для 12-фунтового казнозарядного орудия — 0,05 дюйма. Для 12-фунтового казнозарядного орудия — 0,075 дюйма. Для 4,7-дюймового скорострельного орудия — 0,100 дюйма. Для 6-дюймового скорострельного орудия — 0,300 дюйма. Для тяжелых орудий — от 0,40 до 0,50 дюйма.

Для винтовок кордит используется в пучках по шестьдесят нитей, в полевых орудиях — кусками длиной от 11 до 12 дюймов, а более толстый кордит нарезается на куски длиной 14 дюймов. Полковник Баркер говорит, что влияние тепла на кордит в отношении его стрелковых качеств не больше, чем на черный порох, и, говоря о влиянии, которое кордит оказывает на орудия, в которых он используется (R.A. Inst.), сказал, что у них в Уолтем-Эбби было 4,7-дюймовое скорострельное орудие, которое произвело 40 выстрелов черным порохом и 249 выстрелов кордитом (58% нитроглицерина) и все еще находилось в отличном состоянии, показывая очень мало признаков износа, а также 12-фунтовое казнозарядное орудие, которое много использовалось и нисколько не пострадало.

[Сноска A: Используемый пироксилин содержит 12% растворимого пироксилина и содержание азота не менее 12,8–13,1%.]

[Illustration: Fig. 37 Scale, 1 inch = 1 foot. Single Strand Reel.]

[Иллюстрация: РИС. 38. — «ДЕСЯТИЖИЛЬНОЕ СКРУЧИВАНИЕ».]

В некоторых экспериментах, проведенных капитаном сэром А. Ноблем,[A] со старым кордитом, содержащим 58% нитроглицерина, был произведен выстрел зарядом 5 фунтов 10 унций кордита диаметром 0,2 дюйма. Среднее давление в каморе, измеренное крешерным манометром, составило 13,3 тонны на квадратный дюйм (максимум 13,6, минимум 12,9), или в среднем 2027 атмосфер (макс. 2070, мин. 1970). Начальная скорость составила 2146 футов в секунду, а дульная энергия — 1437 футо-тонн. Грамм кордита генерировал 700 см^{3} постоянных газов при 0° C и давлении 760 мм. Количество выделенного тепла составило 1260 грамм-единиц. В случае кордита, как и в случае баллистита, к образовавшимся постоянным газам приходится добавлять значительное количество водяного пара. Аналогичное испытание, в котором использовалось 12 фунтов обычного пороха в зернах, дало давление 15,9 тонны на квадратный дюйм, или в среднем 2424 атмосферы. Он сообщил 45-фунтовому снаряду среднюю начальную скорость 1839 футов в секунду, развив таким образом дульную энергию 1055 футо-тонн. Грамм этого пороха при 0° C и 760 мм генерирует 280 см^{3} постоянных газов и развивает 720 грамм-единиц тепла.

[Сноска A: Proc. Roy. Soc., том lii., № 315.]

В серии экспериментов, проведенных Химическим комитетом по взрывчатым веществам Военного министерства в 1891 году, было убедительно показано, что значительные количества кордита могут сгорать без взрыва. Ряд деревянных ящиков, содержащих по 500–600 фунтов кордита каждый, были помещены на большой костер из дров и горели более четверти часа без взрыва. В Вулидже в 1892 году в пакет из оберточной бумаги, содержащий десять кордитовых патронов, стреляли из винтовки (.303), заряженной кордитом, без взрыва хотя бы одного из них, что показывает его нечувствительность к удару.

Что касается воздействия кордита на орудия, сэр А. Нобль отмечает, что вызываемая эрозия совершенно иного рода, чем у черного пороха. Поверхность ствола в случае кордита, по-видимому, плавно смывается газами, а не изъязвляется и не разъедается, как при использовании черного пороха. Эрозия также распространяется на меньшую длину поверхности, и в стрелковом оружии она, как говорят, не больше, чем в случае черного пороха. Сэр А. Нобль говорит в этой связи: «Почти излишне объяснять, что отсутствие быстрой эрозии имеет очень большое значение ввиду быстрого разрушения каналов стволов крупных орудий при стрельбе зарядами, развивающими очень высокую энергию. Как, возможно, и следовало ожидать, из-за более высокой теплоты баллистита его эрозионная способность несколько выше, чем у кордита, в то время как эрозионная способность кордита, в свою очередь, несколько выше, чем у коричневого призматического пороха. Амидный порох, с другой стороны, обладает той особенностью, что вызывает гораздо меньшую эрозию, чем любой другой порох, с которым я экспериментировал, причем его эрозионная способность составляет лишь одну четвертую часть от эрозионной способности других перечисленных порохов».

ТАБЛИЦА НЕКОТОРЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ СЭРА А. НОБЛЯ. ПОЛУЧЕННЫЕ СКОРОСТИ. В 40-кал. орудии. В 50-кал. орудии. В 75-кал. орудии. В 100-кал. орудии. Фут/сек. Фут/сек. Фут/сек. Фут/сек. С кордитом 0,4 дюйма диам. 2794 2940 3166 3286 С кордитом 0,3 дюйма диам. 2469 2619 2811 2905 С баллиститом 0,3-дюймовые кубы 2416 2537 2713 2806 С французским B.N. для 6-дюймовых орудий 2249 2360 2536 2616 С призматическим амидным 2218 2342 2511 2574 ЭНЕРГИИ, СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ВЫШЕУКАЗАННЫМ СКОРОСТЯМ. Футо-тонны. Футо-тонны. Футо-тонны. Футо-тонны. Кордит 0,4 дюйма 5413 5994 6950 7478 Баллистит 0,3-дюймовые кубы 4227 4754 5479 5852 Французский B.N. 4047 4463 5104 5460 Призматический амидный 3507 3862 4460 4745

И снова, говоря о своих собственных экспериментах, он говорит: «Одно 4,7-дюймовое орудие произвело 1219 выстрелов, а другое — 953, все полными зарядами кордита, в то время как 6-дюймовое орудие произвело 588 выстрелов полными зарядами, из которых 355 были кордитом. Во всех этих орудиях, насколько я могу судить, эрозия, безусловно, не больше, чем при использовании обычного пороха, и заметно отличается от нее по внешнему виду. При использовании обычного пороха орудие, когда оно сильно изношено, глубоко изрезано бороздами (эти борозды имеют большую тенденцию превращаться в трещины) и представляет собой в миниатюре вид очень грубо вспаханного поля. С кордитом, напротив, поверхность кажется довольно гладко выметенной, в то время как длина эродированной поверхности значительно меньше».

[Иллюстрация: РИС. 39. — СРАВНИТЕЛЬНЫЕ КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЯ КОРДИТА И ЧЕРНОГО ПОРОХА. a, заряд, 48 фунтов пороха; b, заряд, 13 фунтов 4 унции кордита; c, заряд, 13 фунтов 4 унции пороха. Вес снаряда, 100 фунтов в 6-дюймовом орудии. Н.С. Кордита = 1960 футов в секунду.]

Давления, создаваемые кордитом по сравнению с давлениями, создаваемыми черным порохом в 6-дюймовом орудии, можно увидеть, обратившись к рис. 39, который взят из статьи профессора В. Б. Льюиса, прочитанной в Обществе искусств, и принадлежит д-ру У. Андерсону, члену Королевского общества, генеральному директору артиллерийских заводов.

Было установлено, что эрозионный эффект находится в прямой зависимости от присутствующего нитроглицерина. Кордит M.D., который содержит только 30% нитроглицерина, дает лишь около половины эрозионного эффекта старого служебного кордита. Что касается нагревательного эффекта кордита и кордита M.D. на винтовку, г-н Т. У. Джонс провел несколько экспериментов. Он произвел пятьдесят выстрелов патронами .303 за пятнадцать минут из служебной винтовки. Кордит повысил температуру винтовки на 270° F, а кордит M.D. — только на 160° F.

Что касается влияния тепла на кордит, существуют некоторые разногласия. Д-р У. Андерсон, член Королевского общества, говорит, что нет сомнений в том, что влияние тепла на кордит больше, чем на черный порох. При температуре 110° F кордит, используемый в 4,7-дюймовом орудии, значительно подвержен влиянию в отношении давления.

Полковник Баркер, R.A., в ответ на вопрос, поднятый полковником Тренчем, R.A. (в Королевском артиллерийском институте), касающийся стрелковых качеств кордита, нагретого до температуры 110° F, сказал: «Нагрев кордита и стрельба им в горячем состоянии, несомненно, нарушают его стрелковые качества, но, насколько мы можем судить, не намного больше, чем у пороха. Боюсь, что мы всегда должны ожидать аномальных результатов с нагретыми метательными веществами, будь то порох или кордит; и при стрельбе в горячем состоянии увеличение давления и скоростей будет зависеть от превышения температуры над нормальной или средней температурой, при которой происходит стрельба». Полковник Баркер также, ссылаясь на эксперименты, которые проводились в зарубежных климатических условиях, сказал: «Климатические испытания проводились по всему миру, и они до сих пор доказали свою исключительную удовлетворительность. Арктический холод зимы в Канаде с температурой ниже нуля и тропическое солнце Индии пока не смогли поколебать стабильность состава или аномально ухудшить его стрелковые качества». Д-р Андерсон придерживается мнения, что кордит не следует хранить в корабельных погребах рядом с котлами. Профессор Вивиан Б. Льюис в своих недавних Канторовских лекциях перед Обществом искусств предполагает, что погреба военных кораблей должны иметь водяное охлаждение и поддерживаться при температуре, не превышающей 100° F.

Аксит. — Этот порох производится фирмой Messrs Kynock Limited на их заводе в Уиттоне, Бирмингем. Основные компоненты кордита сохранены, хотя пропорции изменены; добавлены ингредиенты, которые придают свойства, не присущие кордиту, и методы его производства были модифицированы. Форма также была изменена. Аксит изготавливается в виде ленты, поперечное сечение которой по форме напоминает двутавровый рельс. Для этого пороха утверждается, что он не вызывает коррозию ствола так, как кордит, что при равном давлении он дает значительно увеличенную скорость и, следовательно, более пологую траекторию. Что влияние температуры на давление и скорость у аксита лишь вдвое меньше, чем у кордита. Что максимальная температура пламени аксита значительно ниже, чем у кордита, и эрозионный эффект, следовательно, значительно меньше. Что осадок, остающийся в стволе после стрельбы патронами с акситом, уменьшает трение между пулей и стволом. Поэтому практически возможно использовать патроны с акситом, дающие более высокие скорости, чем те, которые можно использовать с кордитом, так как при таких скоростях последний вызывал бы омеднение ствола из-за чрезмерного трения. Также утверждается, что точность значительно повышена. Следующие результаты были получены в то же время и при тех же условиях:

~Axite~ Cartridges with 200-grain bullets.
  Velocity 2,726 F.S.
  Pressure 20.95 tons.

~Axite~ Cartridges with 215-grain bullets.
  Velocity 2,498 F.S.
  Pressure 19.24 tons.

~Axite~ Service Cartridges.
  Velocity 2,179 F.S.
  Pressure 15.76 tons.

~Cordite~ Service Cartridges.
  Velocity 2,010 F.S.
  Pressure 15.67 tons.

Пять патронов со служебным акситом и служебным кордитом были помещены в печь и нагреты до температуры 110° F в течение одного часа, а затем отстреляны для измерения давления. Были получены следующие результаты:

Аксит. Кордит. До нагревания 15,76 тонны на кв. дюйм 15,67 тонны на кв. дюйм. После нагревания 16,73 тонны на кв. дюйм 17,21 тонны на кв. дюйм.

Увеличение 0,97 = 6,1% 1,54 = 9,8%

Average Velocities—
  Before heating 2,150 F.S. 2,030 F.S.
  After " 2,180 " 2,090 "
                     _____ _____

Увеличение 30 фут/сек = 1-1/2% 60,0 фут/сек = 3%

Чтобы показать точность, обеспечиваемую акситом, семь выстрелов были произведены со станка по мишени, установленной на расстоянии 100 ярдов от винтовки. Шесть из семи выстрелов можно было накрыть пенни, седьмой был чуть снаружи. Чтобы установить относительное тепло, передаваемое винтовке при взрыве аксита и кордита, по десять патронов с акситом и кордитом были отстреляны из винтовки .303 с интервалом в десять секунд, причем температура ствола винтовки измерялась до и после каждой серии:

ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СТВОЛА ВИНТОВКИ

С акситом составило 71° F. С кордитом составило 89° F. Разница в пользу аксита 18° F = 20,2%

Смазывающее действие аксита подтверждается тем фактом, что серия кордитовых патронов, отстрелянных из винтовки .303 обычным способом, сопровождалась второй серией, при которой ствол смазывался между каждым выстрелом путем чередования стрельбы патроном с акситом и патроном с кордитом. Средняя скорость первой серии кордитовых патронов составила 1974 фута в секунду; средняя скорость второй серии составила 2071 фут в секунду; таким образом, увеличенная скорость из-за смазывающего эффекта аксита составила 97 футов в секунду. Этот порох, очевидно, обладает очень многими превосходными качествами и значительными преимуществами перед кордитом. Понятно, что аксит в настоящее время рассматривается британским правительством для использования в качестве служебного пороха.

Баллистит. — Порох Нобеля, известный как баллистит, первоначально состоял из камфорированного желатин-динамита и изготавливался из 10 частей камфоры на 100 частей нитроглицерина, к которым затем добавлялось 200 частей бензола, а затем в этой смеси вымачивалось 50 частей нитрохлопка (растворимого), после чего смесь нагревалась для испарения бензола, а полученное соединение впоследствии пропускалось между нагретыми паром валками и формировалось в листы, которые затем окончательно нарезались на мелкие квадраты или другие формы по мере необходимости. Однако камфора, содержащаяся в этом веществе, оказалась недостатком, и ее использование было прекращено. Состав теперь составляет 50% растворимого нитрохлопка и 50% нитроглицерина. Поскольку нитроглицерин не растворяет свой собственный вес нитрохлопка (даже растворимой разновидности), бензол используется в качестве растворителя, но впоследствии удаляется из готового продукта, точно так же, как ацетон удаляется из кордита. Около 1% дифениламина добавляется с целью повышения его стабильности.

Цвет баллистита темно-коричневый. При воспламенении он горит слоями и испускает искры. Размер кубиков, на которые он нарезается, составляет 0,2-дюймовый куб. Его плотность 1,6. Он также с помощью специальной машины подготавливается в виде листов после смешивания в деревянном корыте, снабженном двойными цинковыми пластинами, и подвергается процессу нагревания с помощью труб с горячей водой. Он пропускается между горячими валками и раскатывается в листы, которые затем пропускаются через режущую машину и гранулируются. Эксперименты сэра А. Нобеля[A] с этим порохом дали следующие результаты: использованный заряд составлял 5 фунтов 8 унций, размер кубиков — 0,2 дюйма. Среднее давление, измеренное крешерным манометром, составило 14,3 тонны на квадратный дюйм (максимум 2210, минимум 2142), а среднее давление — 2180 атмосфер. Начальная скорость составила 2140 футов в секунду, а дульная энергия — 1429 футо-тонн. Грамм баллистита генерирует 615 см^{3} постоянных газов и дает 1365 грамм-единиц тепла. Баллистит производится в Ардире в Шотландии, в Чилворте в Суррее, а также в Италии под названием «Филит», который имеет форму шнуров, а не кубиков. Баллистит, производимый в Германии, содержал больше нитроцеллюлозы, и готовый порох покрывался графитом. Его использование в качестве служебного пороха в Германии было прекращено, но он до сих пор остается служебным порохом в Италии.

[Сноска A: Proc. Roy. Soc., том lii., стр. 315.]

Бездымный порох ВМС США. — Этот порох производится на торпедной станции ВМС США для использования в орудиях всех калибров в ВМС США. Это нитроцеллюлозный порох, смесь нерастворимой и растворимой нитроцеллюлозы вместе с нитратами бария и калия и небольшим процентом карбоната кальция. Пропорции в случае пороха для 6-дюймового скорострельного орудия следующие: смешанная нитроцеллюлоза (растворимая и нерастворимая) — 80 частей, нитрат бария — 15 частей, нитрат калия — 4 части и карбонат кальция — 1 часть. Процент азота, содержащегося в нерастворимой нитроцеллюлозе, должен быть 13,30±0,15, а в растворимой — 11,60±0,15, и средняя степень нитрования смеси должна составлять 12,75% азота. Растворитель, используемый при изготовлении пороха, представляет собой смесь эфира (уд. вес 0,720) — 2 части и спирта (95% по объему) — 1 часть. Процесс производства вкратце следующий:[A] — Растворимая и нерастворимая нитроцеллюлоза сушатся отдельно при температуре от 38° до 41° C до тех пор, пока они не будут содержать более 0,1% влаги. Карбонат кальция также мелко измельчается и сушится, и добавляется к смешанным нитроцеллюлозам после того, как они были просеяны через сито с 16 ячейками на дюйм. Нитраты затем отвешиваются и растворяются в горячей воде, и к этому раствору добавляется смесь нитроцеллюлоз и карбоната кальция при постоянном перемешивании, пока вся масса не станет однородной пастой. Эта пастообразная масса затем распределяется по лоткам и повторно сушится при температуре от 38° до 48° C, а когда она полностью высохнет, ее переносят в смесительную машину. Теперь добавляется эфирно-спиртовая смесь и начинается процесс замешивания. Экспериментально было установлено, что количество растворителя, необходимое для обеспечения тщательного включения, составляет около 500 см^{3} на каждые 500 г сухой пасты. Чтобы предотвратить потерю растворителя из-за испарения, смесительная машина сделана паронепроницаемой. Смешивание или замешивание продолжается до тех пор, пока полученная серовато-желтая паста не станет абсолютно однородной, насколько это можно определить на глаз, что требует от трех до четырех часов. Паста затем обрабатывается в предварительном прессе (известном как блочный пресс, приводимый в действие гидравлической силой), где она прессуется в цилиндрическую массу однородной плотности и таких размеров, чтобы соответствовать окончательному или пороховому прессу. Цилиндрические массы из блочного пресса переносятся в окончательный пресс, откуда они выдавливаются через матрицу под давлением около 500 фунтов на квадратный дюйм. По мере выхода из окончательного пресса порох имеет форму ленты или листа, ширина и толщина которых определяются размерами зарядной каморы орудия, в котором порох должен использоваться. На внутренней поверхности матрицы имеются ребра, проходящие в направлении выхода пороха из пресса, цель этих ребер — наносить насечки на листы или ленты в направлении их длины, чтобы порох равномерно поддавался давлению газов, генерируемых в орудии во время горения заряда. Лента или лист затем нарезаются на куски шириной и длиной, соответствующими каморе орудия, для которого они предназначены, причем общее правило заключается в том, что толщина зерна (в совершенно сухом состоянии) должна составлять пятнадцать тысячных (0,015) калибра орудия, а длина — соответствовать длине зарядной каморы. Таким образом, в случае 6-дюймового скорострельного орудия толщина зерна (или листа) составляет 0,09 дюйма, а длина — 32 дюйма. Листы затем тщательно сушатся, сначала между листами пористой промокательной бумаги под умеренным давлением и при температуре от 15° C до 21,5° C в течение трех дней, а затем подвергаются воздействию свободной циркуляции воздуха при температуре около 21,5° C в течение семи дней и, наконец, выдерживаются в течение недели или дольше при температуре, не превышающей 38° C, до тех пор, пока они не перестанут терять вес.

[Сноска A: Лейтенант У. Уолк, «Лекции о взрывчатых веществах», стр. 330.]

Листы после тщательной сушки имеют однородный желтовато-серый цвет и характерную коллоидную консистенцию; они обладают идеально гладкой поверхностью и не имеют внутренних пузырей или трещин. Температура воспламенения готового пороха должна быть не ниже 172° C., а при прохождении испытания на нагрев или стабильность он должен выдерживать воздействие температуры 71° C. в течение тридцати минут без изменения цвета индикаторной бумаги.

~Порох W.A.~ — Этот порох производится компанией American Smokeless Powder Company и был предложен для использования в армии и на флоте Соединенных Штатов. Он выпускается в нескольких сортах в зависимости от требуемых баллистических характеристик. Он состоит из нерастворимого пироксилина и нитроглицерина, а также металлических нитратов и органического вещества, используемого в качестве замедлителя или регулятора. Детали его производства очень похожи на производство кордита, за исключением того, что нитроглицерин растворяется в части ацетона перед добавлением к пироксилину. Порох прессуется в сплошные нити, трубчатые шнуры или цилиндры в зависимости от калибра орудия, в котором он будет использоваться. При выходе из пресса нити попадают на брезентовую ленту, которая проходит над нагретыми паром трубами, и собираются в проволочные корзины. Более крупные шнуры или цилиндры нарезаются на куски нужной длины и раскладываются на лотках в сушильном помещении. Порох для стрелкового оружия гранулируется путем нарезки нитей на короткие цилиндры, которые затем подвергаются галтовке, обеспыливанию и, если они недостаточно сухие, снова помещаются на лотки в сушильном помещении. Перед отправкой с завода от пяти до десяти партий по 500 фунтов каждая смешиваются в смесительной машине для достижения большей однородности. Цвет пороха W.A. очень светло-серый, зерна очень однородны по размеру, сухие и твердые. Порох для крупных орудий имеет желтоватый цвет, почти прозрачен и почти так же тверд, как эбонит. Утверждается, что порох не подвержен влиянию атмосферных или климатических условий, стабилен и дает отличные баллистические результаты; он не чувствителен к ударам пуль, а при воспламенении горит спокойно, если не находится в условиях сильного сжатия.

Переходя теперь к бездымным порохам, основным ингредиентом которых является нитроцеллюлоза в той или иной форме (пироксилин, нитролигнин и т. д.), одним из первых среди них был пироксилин Прентиса, состоявший из 15 частей нитрованной бумаги, смешанной с 85 частями неконвертированной целлюлозы. Он скатывался в цилиндр. Другим был порох из пироксилина Паншона, состоявший из пироксилина, пропитанного раствором сахара, а затем смешанного с нитратом, таким как нитрат натрия или калия. Впоследствии использовался нитрат бария, а материал гранулировался и состоял из нитрованного пироксилина.

Взрывчатое вещество, известное как тонит, производимое в Фавершаме, первоначально предназначалось для использования в качестве пороха, но сейчас применяется только для взрывных работ.

~Порох Шульце.~ — Одним из первых успешных порохов, представленных в этой стране, был порох Шульце, изобретение полковника Шульце из прусской артиллерии, который в настоящее время производится компанией Schultze Gunpowder Company Limited в Лондоне. Состав этого пороха, как указано в «Словаре взрывчатых веществ» покойного полковника Кандилла, следующий:

Растворимый нитролигнин 14,83 процента. Нерастворимый 23,36 процента. Лигнин (неконвертированный) 13,14 процента. Нитраты K и Ba 32,35 процента. Парафин 3,65 процента. Вещества, растворимые в спирте 0,11 процента. Влага 2,56 процента.

Этот порох первым решил проблему создания бездымного или почти бездымного пороха, который можно было безопасно и успешно использовать в стрелковом оружии. Ранее пироксилин испытывался в различных формах, и почти в каждом случае это приводило к разрушению оружия из-за трудности регулирования горения до безопасного уровня. Но около 1866 года полковник Шульце в результате экспериментов получил нитрованное древесное волокно, которое подавало большие надежды на то, что оно будет более податливым и легче регулируемым при горении, чем пироксилин. Оно было немедленно представлено в Англии, и была сформирована компания Schultze Gunpowder Company Limited для начала его производства, что она и сделала в 1868 году. С момента своего появления порох Шульце претерпел различные модификации. Сначала он изготавливался в виде мелкого кубического зерна, получаемого путем поперечной нарезки волокна древесины, а затем разбивания этого шпона на кубики. Позже были внедрены улучшения, и полученное таким образом древесное волокно измельчалось до мелкой степени, а затем снова формировалось в мелкие зерна неправильной формы. Затем был сделан шаг вперед в форме используемого древесного волокна: волокно разрушалось под воздействием химикатов при высокой температуре, что позволяло получить чрезвычайно чистую форму древесного волокна. Следующим улучшением стало придание зернам пороха практически водонепроницаемости и меньшей подверженности атмосферным влияниям влажности и сухости, а последним усовершенствованием процесса стало упрочнение зерен с помощью растворителя нитролигнина, чтобы исключить образование пыли, которая часто возникала из-за трения зерен при транспортировке.

Периодически вносились и незначительные изменения, чтобы соответствовать постепенным изменениям, произошедшим за этот долгий период в производстве охотничьих ружей и гильз, используемых с этим порохом. Однако на протяжении всей своей эволюции эта компания придерживалась первоначальной идеи использования древесного волокна вместо хлопка в качестве основы своего бездымного пороха, поскольку опыт подтвердил первоначальное мнение о том, что таким образом можно получить порох, менее чувствительный к случайным различиям в навеске и более удовлетворительный во всех отношениях, чем порох, изготовленный на хлопковой основе. Порох всегда регулировался так, чтобы по объему он занимал тот же объем, что и лучший черный порох, а по весу составлял ровно половину веса черного.

Процесс производства этого пороха вкратце заключается в следующем:

Древесина чистых пород обрабатывается хорошо известным сульфитным способом для получения чистого древесного волокна, которое очень тщательно очищается. После сушки оно вымачивается в смеси азотной и серной кислот, чтобы превратить его в нитросоединение и взрывчатую основу пороха. Это нитросоединение тщательно очищается до тех пор, пока оно не будет соответствовать очень высоким требованиям чистоты Министерства внутренних дел, а затем измельчается с солями, содержащими кислород, и т. д. Все это формируется в маленькие зерна неправильной формы желаемого размера, которые сушатся и упрочняются путем вымачивания в подходящем растворителе для нитросоединения. После окончательной сушки, просеивания и т. д. порох хранится на складах в течение нескольких месяцев перед выпуском. При выпуске производится очень большая смесь весом в много тонн, что обеспечивает абсолютную однородность материала.

В Англии существует стандартный заряд, принятый всеми для испытания охотничьего пороха; этот заряд составляет 42 грана пороха и 1-1/8 унции дроби № 6 — эта дробь отстреливается из 12-калиберного ружья, при этом снимаются осыпь и скорость на любом требуемом расстоянии.

The standard muzzle velocity of Schultze gunpowder is 1,220 feet per second.

Средняя скорость на 40 ярдах составляет 875 футов в секунду.

The mean 20 yards ditto is 1,050 feet per second.

Внутреннее давление не должно превышать 3,5 тонны.

Эта компания также производит новую форму пороха, известную как Imperial Schultze. Это порох с несколько меньшим удельным весом; 33 грана занимают объемный заряд по сравнению с 42 гранами старого. По своему составу он во многом следует линии старого пороха, но совершенно свободен от дыма и не оставляет никакого остатка.

~Порох E.G.~ — Это один из старейших нитропорохов. Он был изобретен Ридом и Джонсоном в 1882 году. В настоящее время он производится компанией E.G. Powder Company Limited на их заводе недалеко от Дартфорда, Кент, а в Америке — компанией Anglo-American E.G. Powder Company в Нью-Джерси. Основой этого пороха является тонкая форма целлюлозы, полученная из хлопка, тщательно очищенная, освобожденная от всех посторонних веществ и тщательно нитрованная. Его производство выглядит примерно так: чистый нитрохлопок в виде мелкого порошка вращается в барабане, сбрызгивается водой, и барабан вращается до тех пор, пока нитрохлопок не примет форму зерен. Затем зерна сушатся и смачиваются эфиро-спиртом, благодаря чему влага желатинизируется, а затем окрашиваются аурином, который придает им оранжевый цвет. Затем их сушат и пропускают через сито, чтобы отделить зерна, которые могли слипнуться во время процесса желатинизации.

С момента своего появления вскоре после 1881 года порох E.G. претерпел значительные изменения и в настоящее время с практической точки зрения является совершенно другим продуктом. Сейчас и с 1897 года он является тем, что известно как 33-грановый порох, то есть старый стандартный заряд в 3 драхмы по объему для 12-калиберного ружья весит 33 грана по сравнению с 42 гранами для оригинального E.G. и других нитропорохов. Это улучшение было достигнуто за счет уменьшения содержания нитрата бария и использования нитроцеллюлозы более высокой степени нитрования, а также большей желатинизации при производстве. Гранулы очень твердые и противостоят влаге в степени, ранее недостижимой для любого «объемного» пороха.

Неравномерность давления при заряжании также оказывает минимальное влияние из-за твердости зерен. Используемое красящее вещество — аурин, а небольшое количество используемого нитрата — соль бария. Порох стандартизируется по скорости давления с помощью хронографа Буланже,[A] осыпи и гравиметрической плотности путем тщательных ежедневных испытаний и постоянно подвергается суровым испытаниям на стабильность в различных условиях хранения, в результате чего он может храниться практически неограниченное время как в патронах, так и в насыпном виде без опасения каких-либо изменений. Пороха E.C. используются в охотничьих ружьях. E.C. № 1 и № 2 в настоящее время не производятся, их полностью заменил E.C. № 3. С 1890 года эти пороха производятся по патентам Борланда-Джонсона, причем эти улучшенные пороха некоторое время были известны как пороха J.B. E.C. № 1 был заменен E.C. № 2, изготовленным по патентам Борланда-Джонсона, а тот, в свою очередь, E.C. № 3 (в 1897 году).

[Сноска A: Изобретен в 1869 году майором Ле Буланже, бельгийская артиллерия. Он предназначен для регистрации средней скорости между любыми двумя точками и благодаря своей простоте и точности широко используется. Другие формы были изобретены капитаном Бреге, французская морская артиллерия, и капитаном Холденом, Королевская артиллерия.]

~Индурит~ — изобретение профессора Ч. Э. Манро из Торпедной станции ВМС США. Он изготавливается из нерастворимого нитрохлопка, обработанного особым образом паром и смешанного с нитробензолом. Порох Дюпона очень похож на индурит. М. Э. Леонард из Соединенных Штатов изобрел порох, состоящий из 75 частей нитроглицерина, 25 частей пироксилина, 5 частей порошка плауна и 4 частей кристаллов мочевины, растворенных в ацетоне. Французский бездымный порох, Vielle poudre (poudre B), используемый в винтовке Лебеля, представляет собой смесь нитроцеллюлозы и танина, смешанную с нитратами бария и калия. Он дает очень слабый звук выстрела и очень мало синеватого дыма. Говорят, что компания Нобеля совершенствует бездымный порох, в котором основными ингредиентами являются нитроамидо- и тринитробензол. К. О. Лундхольм запатентовал (патент США 701,591, 1901 г.) бездымный порох, содержащий 30 частей нитроглицерина, 60 частей нитроцеллюлозы, 10 частей диамилфталата (или 5 частей диамилфталата и 5 частей вазелина). Диамилфталат добавляется с вазелином или без него к нитроглицерину и нитроцеллюлозе.

~Порох Вальсроде.~ — Бездымный порох, известный как порох Вальсроде, состоит из абсолютно чистой желатинизированной нитроцеллюлозы, гранулированной химическим, а не механическим способом, следовательно, зерна не нуждаются в покрытии желатином для предотвращения их разрушения, как это бывает со многими нитропорохами. По этой же причине, а также из-за метода удаления используемого растворителя, Вальсроде не имеет никакой склонности к поглощению влаги. Фактически, он может лежать в воде несколько дней, и после того, как его вынут и снова высушат при умеренной температуре, он окажется таким же хорошим, как и прежде. Он также не подвержен влиянию тепла, сухого или влажного, и может храниться годами, не подвергаясь ни малейшим изменениям. Также утверждается, что он нагревает стволы орудий гораздо меньше, чем черный порох, и не повреждает их.

Стандартный заряд составляет 30 гран, и утверждается, что с этим зарядом порох Вальсроде окажется не хуже любого другого. Необходим большой капсюль, так как зерна этого пороха очень твердые и требуют большого пламени для их надлежащего воспламенения. При снаряжении патронов для охотничьих целей требуется дополнительный войлочный пыж, чтобы компенсировать небольшое пространство, занимаемое зарядом; но для военного использования порох можно оставлять совершенно свободным. Давление газов этого пороха низкое (в некоторых военных винтовках только половина давления других нитропорохов), и, следовательно, отдача невелика; утверждается, что при небольшом увеличении заряда (с 29 до 30 гран) как пробивная способность, так и начальная скорость значительно увеличатся, в то время как давление газов и отдача не станут больше.

Этот порох использовался в Бисли, на собрании Национальной стрелковой ассоциации, с удовлетворительными результатами. Он производится компанией Walsrode Smokeless and Waterproof Gunpowder Company. Нитрохлопок желатинизируется с помощью уксусного эфира, и образующаяся оболочка замедляет горение. Нитрохлопок смешивается с уксусным эфиром, и когда желатинизация завершена, пластичная масса продавливается через отверстия в металлической пластине в полоски, которые затем нарезаются на кусочки размером с зерна. Порох M.H. Walsrode — это листовой порох светлого цвета, около 40 гран которого дают начальную скорость 1350 футов и давление 3 тонны. Он, как и другие пороха Вальсроде, водонепроницаем и жаропрочен.

~Порох Cooppal~ производится компанией Cooppal & Co. на их обширных пороховых заводах в Бельгии. Он состоит из нитроджута или нитрохлопка, с нитратами или без них, обработанных растворителем для образования желатинизированной массы. Существует огромное количество разновидностей этого пороха. Один вид имеет форму маленьких квадратиков; другой, для использования в орудиях Гочкиса, сформирован в 3-миллиметровые кубики и имеет черный цвет. Другие разновидности окрашены анилиновыми красителями разных цветов.

~Амберит~ — это нитроцеллюлозный порох 42-гранового типа охотничьих порохов, производимый компанией Curtis's & Harvey Limited на их заводе бездымного пороха в Тонбридже, Кент. Он состоит из смеси нитроцеллюлозы, парафина, нитрата бария и некоторых других ингредиентов. Для этого пороха утверждается, что он сочетает в себе резкий бой с безопасностью, большой пробивной способностью и умеренной нагрузкой на ружье. Он имеет твердое и прочное зерно, его можно заряжать как черный порох и подвергать сильному трению, не рассыпаясь в порошок, он бездымный и не оставляет остатка в ружье. Заряд для 12-го калибра составляет 42 грана по весу и 1-1/8 унции или 1-1/16 унции дроби. Пороха, известные как cannonite[A] и рубиновый порох, также производимые компанией Curtis's & Harvey Limited, являются аналогичными продуктами, имеющими те же общие характеристики.

[Сноска A: Дополнительные сведения о cannonite см. в первом издании, стр. 181.]

~Smokeless Diamond~, также производимый вышеупомянутой фирмой, представляет собой нитроцеллюлозный порох 33-гранового типа охотничьих порохов. Он был изобретен г-ном Г. М. Чепменом. Производство Smokeless Diamond, осуществляемое в Тонбридже, вкратце заключается в следующем: пироксилин, который является основным ингредиентом этого пороха, сначала сушится, затем смешивается с определенными соединениями, которые действуют как модераторы, и после добавления растворителей перерабатывается в однородное пластичное состояние. Затем он проходит процессы грануляции, просеивания, обеспыливания, сушки и глянцевания. Для обеспечения однородности несколько партий смешиваются вместе и хранятся некоторое время перед выпуском для использования.

Утверждается, что этот порох быстро воспламеняется, причем быстрота, вероятно, обусловлена своеобразной структурой зерен, которые при рассмотрении под микроскопом имеют вид кокса. Заряд для 12-го калибра составляет 33 грана и 1-1/16 унции дроби, что дает скорость 1050 футов в секунду и давление 3 тонны на квадратный дюйм.

~Порох Грейнера~ состоит из нитроцеллюлозы, нитробензола, графита и сажи.

~Порох B.N.~ — Этот порох имеет светло-серый или серовато-коричневый цвет, совершенно непрозрачен и шероховат на ощупь. Он состоит из смеси нитроцеллюлозы и нитратов бария и калия. Его состав следующий:

Нерастворимая нитроцеллюлоза 29,13 частей. Растворимая нитроцеллюлоза 41,31 частей. Нитрат бария 19,00 частей. Нитрат калия 7,97 частей. Карбонат натрия 2,03 частей. Летучие вещества 1,43 частей.

Этот порох является модификацией Poudre B., или пороха Вьеля, изобретенного для использования в винтовке Лебеля, который состоял из смеси нитроцеллюлоз с парафином.

~Порох Фон Фостера~ не содержит ничего, кроме чистой желатинизированной нитроцеллюлозы, вместе с небольшим количеством карбоната извести.

Немецкий ~порох Тройсдорф~ представляет собой смесь желатинизированной нитроцеллюлозы, с нитратами или без них.

~Максимит~ — изобретение г-на Хадсона Максима, представляет собой нитросоединение, основой которого является пироксилин. Точный состав и метод производства, однако, держатся в секрете. Он производится компанией Columbia Powder Manufacturing Company из Нью-Йорка в двух формах — одна для использования в качестве бездымного винтовочного пороха, а другая для взрывных работ.

~Порох Веттерен.~ — Этот порох производился на Королевском пороховом заводе в Веттерене и использовался на бельгийской службе. Первоначально это была смесь нитроглицерина и нитроцеллюлозы с амилацетатом в качестве растворителя. Его состав, однако, время от времени менялся. Одна разновидность состоит в основном из нитроцеллюлозы с амилацетатом в качестве растворителя. Он темно-коричневого цвета и имеет консистенцию каучука. Он раскатывается в листы и окончательно гранулируется.

~Генрит~ — это нитроцеллюлозный порох.

~Нормальный порох.~ — Шведский порох, известный как «Нормальный» бездымный порох, производимый Шведской пороховой компанией из Ландскруны, Швеция, и используемый в течение последних нескольких лет в швейцарской армии, изготавливается в четырех формах. Для полевых орудий калибра 8,4 он используется в виде цилиндрических зерен желтого цвета диаметром от 0,8 до 0,9 мм и плотностью 0,790 — около 840 зерен его приходится на одно орудие. Для винтовок он используется в виде серых квадратов, плотность 0,750, и 1 грамм равен примерно 1014 зернам. Сто выстрелов этим порохом, произведенных за восемнадцать минут, повысили температуру ствола орудия на 284° F. Нитроглицериновый порох, отстрелянный в тех же условиях, дал температуру 464° F.

Утверждается, что этот порох хорошо хранится — образец, хранившийся 3,5 года, дал такие же результаты, как и при первом изготовлении — он прост в изготовлении, очень стабилен, легко воспламеняется, не очень чувствителен к ударам или трению, очень легкий и т. д. Восемьсот выстрелов, произведенных из тяжелого орудия, не нанесли никакого ущерба внутренней части оружия. Образцы, хранившиеся одиннадцать месяцев во влажной атмосфере погреба, при отстреле дали начальную скорость 1450 футов в секунду и давление 1312 атмосфер, при этом было обнаружено, что влажность повысилась с 1,2 до 1,6 процента. После двадцати трех месяцев во влажных условиях он содержал 2 процента влаги, дал начальную скорость 1478 футов в секунду и давление 1356 атмосфер. В 7,5-миллиметровой винтовке, пуля 13,8 г, заряд 2 г, он дает начальную скорость 2035 футов в секунду и давление 2200 атмосфер. В 8,4-см полевом орудии с зарядом 600 г и снарядом 6,7 кг начальная скорость была равна 1640 футов в секунду, а давление 1750. Образец пороха для использования в винтовке .303 M., недавно проанализированный автором, дал следующий результат:

Пироксилин 96,21 процента. Растворимый хлопок 1,80 процента. Ненитрованный хлопок следы. Смола и другие вещества 1,99 процента.

100,00

Различные формы пороха, изобретенные и производимые г-ном К. Ф. Хенгстом, в основном состоят из нитрованной соломы, которая была мелко измельчена. Солома сначала обрабатывается кислотами, а затем щелочами, в результате чего получается твердое волокнистое вещество, которое гранулируется. Утверждается, что этот порох полностью бездымный и беспламенный, что он не засоряет ружье и не нагревает ствол, и в то же время на 150 процентов сильнее черного пороха.

Немецкий порох «Тройсдорф» состоит из нитроцеллюлозы, которая была желатинизирована вместе с нитратом. Порох Кольфа также желатинизирован нитроцеллюлозой. Пороха, изобретенные г-ном Э. Дж. Ривзом, содержат нитроглицерин, нитрохлопок, касторовое масло, бумажную массу и карбонат магния. Порох Максима содержит как растворимую, так и нерастворимую нитроцеллюлозу, нитроглицерин и карбонат соды. Бездымный порох, производимый «Dynamite Actiengesellschaft Nobel», состоит из нитрокрахмала от 70 до 99 частей и ди- или тринитробензола от 1 до 30 частей.

Американский древесный порох, известный как Bracket's Sporting Powder, состоит из растворимого и нерастворимого нитролигнина, смешанного с обугленным лигнином, гумусом и нитратом соды. Г-н Ф. Х. Снайдер из Нью-Йорка является изобретателем снарядного пороха, известного как «Взрывчатое вещество Снайдера», состоящего из 94 процентов нитроглицерина, 6 процентов растворимого нитрохлопка и камфоры, который, как говорят, безопасен в использовании. С ним были проведены эксперименты в 6-дюймовом нарезном орудии, стрелявшем по мишени на расстоянии 220 ярдов, состоящей из двенадцати 1-дюймовых стальных пластин, сваренных вместе и подкрепленных 12- и 14-дюймовыми дубовыми балками, весом 20 тонн. Выстрелы полностью уничтожили ее. Заряд взрывчатого вещества составлял 10 фунтов в каждом снаряде.

~Сравнительные испытания черных и нитропорохов из «American Field».~ — Результаты, приведенные в таблице ниже, были получены на полигоне Немецкой стрелковой ассоциации в Кепенике, Берлин. Пробивная способность рассчитывалась путем размещения рам, каждая из которых содержала пять карточек толщиной 1 миллиметр (равно 0,03937 дюйма) на расстоянии 3 дюйма друг от друга, на одной линии, на расстоянии 20 дюймов. Скорость, осыпь и пробивная способность измерялись на расстоянии 40 ярдов от дульного среза 12-калиберного двуствольного ружья с чоком. Давление газов измерялось специальным аппаратом. Все гильзы были снаряжены 1-1/8 унции дроби № 3, что равно 120 дробинам, и число, приведенное ниже, представляет собой среднее число в 30-дюймовой осыпи. Количество пробитых листов дает среднюю пробивную способность. Одна атмосфера равна давлению, равному 1 килограмму (2,2 фунта) на квадратный сантиметр, следовательно, 1000 атмосфер равны 2200 фунтам на квадратный сантиметр. Пороха E.C., Schultze и Walsrode были снаряжены в специальные гильзы Elcy длиной 2-1/2 дюйма. Средние значения были взяты из большого количества выстрелов, и та же серия выстрелов была произведена в точно таких же условиях.

_______________________________________________________________________ | | | | | | | | Давление | | | | | | газов. | Скорость. | Осыпь. | Пробивная способность. | |__________________|____________|___________|____________|______________| | | | | | | | | Атмосферы. | Метры. | | Листы. | | | | | | | | Мелкозернистый | | | | | | черный порох, | | | | | | стандартный заряд | 514,2 | 280 | 78,6 = 66% | 19,0 | | | | | | | | Крупнозернистый | | | | | | черный порох, | | | | | | стандартный заряд | 473,4 | 281,4 | 78,2 = 65% | 19,4 | | | | | | | | Порох Шульце, | | | | | | 42 грана | 921,0 | 290,0 | 64,2 = 54% | 20,2 | | | | | | | | Порох Шульце, | | | | | | 45 гран | 1052,8 | 305,8 | 52,2 = 42% | 20,6 | | | | | | | | Бездымный E.G., | | | | | | 42 грана | 920,2 | 298,4 | 81,4 = 67% | 18,8 | | | | | | | | Вальсроде, | | | | | | 29 гран | 586,4 | 280,6 | 83,0 = 69% | 19,0 | |__________________|____________|___________|____________|______________|

Barometer, 760 mm. Thermometer, 30° C. Hydrometer = 65. Wind, S.W.

~Пикриновые пороха.~ — Главным из них является мелинит, состав которого не известен с уверенностью. Считается, что это расплавленная пикриновая кислота вместе с пироксилином, растворенным в ацетоне или эфиро-спирте. Уолк приводит следующие пропорции — 30 частей тринитроцеллюлозы, растворенной в 45 частях эфиро-спирта (2 к 1), и 70 частей плавленой и измельченной пикриновой кислоты. Эфиро-спиртовой смеси дают самопроизвольно испариться, а полученную массу гранулируют. Французы, однако, утверждают, что первоначальное изобретение было настолько модифицировано и усовершенствовано, что сегодняшний мелинит нельзя узнать в более раннем продукте. Мелинит имеет желтый цвет, почти не имеет кристаллического вида, и при воспламенении пламенем или нагретой проволокой горит красновато-желтым пламенем, выделяя обильные объемы черного дыма. Мелинит, используемый в настоящее время, считается совершенно безопасным взрывчатым веществом как в отношении производства, так и в отношении обращения и хранения.

Лиддит,[A] пикриновое взрывчатое вещество, используемое на британской службе, предположительно идентично оригинальному мелиниту, но его состав не был обнародован.

[Сноска A: Симоза, японский порох, как утверждается, идентичен лиддиту и мелиниту (Chem. Centr., 1906, 1, 1196).]

Пикраты в порохах используются чаще, чем сама пикриновая кислота. Одним из самых известных является порох Брюгера, который представляет собой смесь 54 частей пикрата аммония и 45 частей селитры. Он стабилен и безопасен в производстве. Он использовался в винтовке Шасспо с хорошими результатами, дает мало дыма и лишь небольшой остаток карбоната калия.

Следующим по важности является порох Дезиноля, производимый в Бушоне, состоящий из пикрата калия, селитры и древесного угля. Он производился в трех разновидностях, а именно: для винтовок, больших орудий, а также торпед и снарядов. Эти пороха изготавливаются почти так же, как и порох. Преимущества, которые им приписываются по сравнению с порохом, — это большая сила, относительное отсутствие дыма и отсутствие вредного воздействия на каналы стволов орудий.

Эмменсит — изобретение доктора Стивена Эмменса из Соединенных Штатов. Эмменситовые «кристаллы» получают путем обработки пикриновой кислоты дымящей азотной кислотой с удельным весом 1,52. Кислота растворяется с выделением красных паров. Жидкость при охлаждении образует кристаллы, которые, как утверждается, отличаются от пикриновой кислоты, и блестящие чешуйки. Эти чешуйки при нагревании в воде разделяются на два новых тела. Одно из них переходит в раствор и образует кристаллы, отличные от первых, в то время как другое тело остается нерастворенным. Кристаллы кислоты используются в смеси с нитратом.

Эмменсит был подвергнут эксперименту по указанию военного министра США и признан удовлетворительным. Образец эмменсита в виде грубого порошка был сначала испытан в пистолете и оказался превосходящим по метательной силе обычный порох. При испытании против взрывчатого желатина он очень хорошо справился с разрушением железных пластин. Утверждается, что это взрывчатое вещество обладает тем отличием, что является единственным мощным взрывчатым веществом, которое может использоваться как для огнестрельного оружия, так и для взрывных работ. Это мнение подтверждается испытаниями, проведенными властями военного ведомства Америки, и показывает, что эмменсит является полезным взрывчатым веществом как для взрывных работ, так и в качестве бездымного пороха. Его взрывная сила, согласно испытаниям, составляет 283 тонны на квадратный дюйм, а удельный вес — 1,8.

Абель предложил использовать пикриновую кислоту для снаряжения снарядов. Его пикриновый порох состоял из 3 частей селитры и 2 частей пикрата аммония. Викторит состоит из хлората калия, пикриновой кислоты и оливкового масла, иногда с добавлением древесного угля. Он имеет форму грубого желтовато-серого порошка, оставляет маслянистое пятно на бумаге и очень чувствителен к трению и ударам. Состав следующий: KClO3 = 80 частей; пикриновая кислота, 110 частей; селитра, 10 частей; древесный уголь, 5 частей. В Англии он не производится. Порох Чинера очень похож по составу на викторит, но содержит смолу. Список основных пикриновых порохов можно найти в «Словаре взрывчатых веществ» покойного полковника Дж. П. Кандилла, Королевская артиллерия.

ГЛАВА VII.

АНАЛИЗ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.

Динамит на кизельгуре — Желатиновые соединения — Тонит — Кордит — Вазелин — Ацетон — Схема анализа взрывчатых веществ — Пироксилин — Испытание на растворимость — Ненитрованный хлопок — Щелочность — Зола и неорганические вещества — Определение азота — Методы Лунге, Шампиона и Пелле, Шульце-Тимана и Кьельдаля — Целлулоид — Пикриновая кислота и пикраты — Смолистые и дегтярные вещества — Серная кислота, соляная кислота и щавелевая кислота — Азотная кислота — Неорганические примеси — Общие примеси и фальсификации — Пикрат калия и т. д. — Пикраты алкалоидов — Анализ глицерина — Остаток — Серебряная проба — Нитрование — Общий кислотный эквивалент — Нейтральность — Свободные жирные кислоты — Связанные жирные кислоты — Примеси — Олеиновая кислота — Хлорид натрия — Определение глицерина — Отработанные кислоты — Нитрат натрия — Фульминат ртути — Капсюльный состав — Таблица для коррекции объемов газов по температуре и давлению

~Динамит на кизельгуре.~ — Материал обычно состоит из 75 процентов нитроглицерина и 25 процентов инфузорной земли — кизельгура. Анализ очень прост и может быть проведен следующим образом: отвесьте около 10 г вещества и поместите над хлоридом кальция в эксикатор на шесть-восемь дней, а затем снова взвесьте. Потеря веса дает влажность. Она обычно будет очень мала, вероятно, никогда не превысит 1 процента, а обычно меньше.

Г-н Джеймс О. Хэнди, чтобы сэкономить время, предлагает сушить динамит следующим образом. Он помещает 1 г материала в фарфоровый тигель диаметром 1 дюйм. Затем тигель устанавливается на дно бутылки с очень широким горлышком емкостью около 600 куб. см. Воздух, который был высушен путем пропускания через концентрированную серную кислоту, теперь протягивается над поверхностью образца в течение трех часов с помощью обычного аспиратора. Воздух должен проходить со скоростью примерно 10 куб. см в секунду. Трубка, по которой сухой воздух входит в бутылку, доходит до 1 дюйма от тигля, содержащего динамит. Пустая предохранительная бутылка соединяется с входом, а другая — с выходом бутылки с широким горлышком. Первая предохраняет от механического уноса воздушным потоком серной кислоты из кислотной бутылки в образец, в то время как вторая предотвращает попадание спазматических выбросов воды из выхлопа в образец. Метод также дал удовлетворительные результаты с нитроглицерином. Сухое вещество теперь можно завернуть в фильтровальную бумагу, все взвесить и экстрагировать нитроглицерин в аппарате Сокслета эфиром. Эфир должен быть перегнан не менее двадцати четырех раз.

Я обнаружил, однако, что гораздо более быстрые и столь же точные результаты могут быть получены путем оставления динамита в контакте с эфиром в небольшой колбе Эрленмейера на двадцать четыре часа — лучше оставить на ночь — и декантирования, а затем снова дать веществу остаться в контакте с небольшим количеством свежего эфира в течение часа, и, наконец, фильтрования через взвешенный фильтр, сушки при 100° C. и взвешивания. Это дает вес кизельгура. Нитроглицерин должен быть получен по разности, так как совершенно бесполезно выпаривать эфирный раствор для его получения, поскольку он сам по себе является летучим в очень значительной степени при температуре испарения эфира, и результат, следовательно, всегда будет намного ниже. Сухой гур, конечно, можно исследовать как качественно, так и количественно на другие минеральные соли, такие как карбонат соды и т. д. Фактический анализ динамита № 1, проведенный автором в Хейле, дал: влажность 0,92 процента; кизельгур 26,15 процента; и нитроглицерин 72,93 процента, причем последнее получено по разности.

~Нитроглицерин.~ — Иногда возникает необходимость проверить взрывчатое вещество на наличие нитроглицерина. Если из вещества сочится маслянистая жидкость, пропитайте ею каплю фильтровальной бумаги. Если это нитроглицерин, он оставит жирное пятно. Если теперь положить бумагу на железную наковальню и ударить железным молотком, она взорвется с резким звуком; если ее поджечь, она горит пламенем от желтоватого до зеленоватого цвета, издавая треск, а если положить на железную пластину и нагреть снизу, она резко взрывается.

Если несколько капель нитроглицерина поместить в пробирку и взболтать с метиловым спиртом (предварительно проверенным дистиллированной водой, чтобы убедиться, что он не дает мутности), а затем отфильтровать, то при добавлении дистиллированной воды раствор станет молочным, а нитроглицерин отделится и в конечном итоге соберется на дне пробирки.

Если к раствору следов нитроглицерина в метиловом спирте добавить несколько капель раствора, состоящего из 1 объема анилина и 40 объемов серной кислоты (1,84), образуется глубокий пурпурный цвет. Этот цвет меняется на зеленый при добавлении воды. Если необходимо определить нитроглицерин количественно во взрывчатом веществе, можно следовать схеме на странице 213. Эфир — лучший растворитель для использования. Азот следует определять в нитрометре.

~Желатиновые соединения.~ — Простейшим из этих соединений является, конечно, взрывчатый желатин, так как он состоит только из пироксилина и нитроглицерина, причем нитроцеллюлоза растворена в глицерине для образования прозрачного желе, обычные пропорции составляют около 92 процентов нитроглицерина к 8 процентам пироксилина, но в некоторых желатинах содержание хлопка доходит до 10 процентов. Желатин-динамит и гелигнит — это взрывчатые желатины с различными пропорциями древесной массы и селитры (KNO3), смешанные с жидким взрывчатым желатином. Метод анализа следующий: отвесьте 10 г вещества, предварительно нарезанного на мелкие кусочки платиновым шпателем, и поместите над хлоридом кальция в эксикатор на несколько дней. Снова взвесьте. Потеря равна влажности. Она обычно очень мала. Или можно использовать метод Хэнди. Затем высушенный образец переносится в небольшую воронку с чертополоховой головкой, которая была отрезана от стебля, а отверстие заткнуто небольшим количеством стекловаты, и вокруг верхнего края которой была закреплена кусочек тонкой платиновой проволоки, чтобы его можно было впоследствии легко извлечь из трубки Сокслета. Вес этой воронки и стекловаты должен быть точно известен. Затем его переносят в трубку Сокслета и экстрагируют эфиром, который растворяет нитроглицерин. Взвешенный остаток должен впоследствии быть обработан в колбе эфиро-спиртом для растворения пироксилина.

Но более быстрый метод, и столь же точный, заключается в переносе высушенного желатина в коническую колбу Эрленмейера емкостью около 500 куб. см и добавлении 250 куб. см смеси эфиро-спирта (2 части эфира к 1 части спирта) и оставлении на ночь. Иногда необходимо дополнительное добавление эфиро-спирта. Всегда лучше добавить еще 300 куб. см и оставить на двадцать минут или около того после того, как раствор был отфильтрован. Нерастворенная часть, которая состоит из древесной массы, нитрата калия и других солей, отфильтровывается через льняной или бумажный фильтр, сушится и взвешивается.

~Раствор.~ — Эфиро-спиртовой раствор содержит нитроцеллюлозу и нитроглицерин в растворе.[A] К этому раствору добавьте избыток хлороформа (потребуется около 100 куб. см), после чего нитроцеллюлоза выпадет в осадок в желатинообразной форме. Его следует отфильтровать через льняной фильтр и дать стечь. Бесполезно пытаться использовать фильтр-насос, так как это обычно приводит к его затвердеванию. Осажденный хлопок следует затем снова растворить в эфиро-спирте и снова осадить хлороформом (следует использовать 20 куб. см эфиро-спирта). Эта мера предосторожности абсолютно необходима, если вещество сначала обрабатывалось эфиро-спиртом, а не только эфиром, иначе результаты будут намного выше из-за того, что желатинообразный осадок удерживает очень значительные количества нитроглицерина. Затем осадку дают стечь как можно полнее и, наконец, сушат в воздушной бане при 40° C., пока он не станет легко отделяться от льняного фильтра с помощью шпателя, после чего его переносят на взвешенное часовое стекло, возвращают в печь и сушат при 40° C. до постоянного веса. Найденный вес, рассчитанный на взятые 10 г, дает процентное содержание нитроцеллюлозы.

[Сноска A: Если вещество обрабатывалось только эфиром в аппарате Сокслета, нитроглицерин, конечно, будет растворен первым, а эфиро-спиртовой раствор будет содержать только нитроцеллюлозу.]

~Остаток~, оставшийся после обработки желатина эфиро-спиртом, в случае взрывчатого желатина очень мал и, вероятно, будет состоять только из карбоната соды. Его следует высушить при 100° C. и взвесить, но в случае гелигнита или желатин-динамита этот остаток следует перенести в стакан и прокипятить с дистиллированной водой, воду декантировать восемь или десять раз, а остаток, наконец, перенести на тарированный фильтр и промывать некоторое время горячей водой. Остаток, оставшийся на фильтре, — это древесная масса. Ее сушат при 100° C. до постоянного веса и взвешивают. Раствор и промывные воды от древесины выпаривают в платиновой чашке и сушат при 100° C. Он будет состоять из нитрата калия и любых других минеральных солей, таких как карбонат соды, на наличие которых всегда следует проверять, добавляя несколько капель азотной кислоты и немного воды к остатку, снова выпаривая досуха и снова взвешивая. По разности веса можно рассчитать соду, так как образовался нитрат натрия. Таким образом —

Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + CO2 + H2O.

Мол. вес = 106 = 170

(170 - 106 = 64) и x = (106 x d)/64

где x равно граммам карбоната натрия в остатке, а d равно разности веса остатка до и после обработки азотной кислотой.

Нитроглицерин лучше всего находить по разности, но при желании растворы после осаждения нитроцеллюлозы можно выпарить на водяной бане при 30°–40° C. и, наконец, высушить над CaCl2, пока не перестанет ощущаться запах эфира или хлороформа, и взвесить нитроглицерин. Однако он всегда будет намного ниже. Фактический анализ образца желатин-динамита дал следующий результат:

Нитроцеллюлоза (коллодионный хлопок) 3,819 процента. Нитроглицерин 66,691 " Древесная масса 16,290 " KNO_{3} 12,890 " Na_{2}CO_{3} Отсутствует. Вода 0,340 "

Предполагалось, что данный образец должен содержать 30 процентов абсорбирующего материала и 70 процентов взрывчатых веществ. Многие динамиты содержат иные вещества, помимо вышеуказанных, такие как парафин, смола, сера, древесина, угольная пыль, древесный уголь, а также минеральные соли, например, карбонат магния, хлорат калия и т. д. В этих случаях описанные выше методы, разумеется, должны быть значительно изменены. Парафин, смола и большая часть серы, если они присутствуют, будут обнаружены в эфирном растворе. Раствор следует выпарить (в данном случае взрывчатое вещество следует сначала обработать только эфиром, а не смесью эфира и спирта), остаток взвесить, а затем обработать на водяной бане раствором каустической соды. Смола переходит в раствор, отделяется от остатка путем декантации, осаждается соляной кислотой, собирается на тарированном фильтре (высушенном при 100° C.), высушивается при 100° C. и взвешивается. Остаток нитроглицерина обрабатывают крепким спиртом, декантируют, а остаток парафина и серы промывают спиртом, высушивают и взвешивают.

Для отделения парафина от серы остаток нагревают с раствором сульфида аммония. После охлаждения парафин собирается в виде корки на поверхности жидкости; проколов в ней небольшое отверстие стеклянной палочкой, можно слить находящуюся под ней жидкость, после чего парафин промывают водой, высушивают и взвешивают. Содержание серы определяется по разности. Г-н Ф. У. Смит (Jour. Amer. Chem. Soc., 1901, 23 [8], 585-589) определяет содержание серы в желатин-динамите следующим образом: около 2 г вещества нагревают в серебряном тигле емкостью 100 см³ на водяной бане со спиртовым раствором гидроксида натрия, и после разложения нитроглицерина жидкость выпаривают досуха. Остаток сплавляют с 40 г KOH и 5 г нитрата калия, массу растворяют в разбавленной уксусной кислоте и фильтруют, а сульфаты осаждают обычным способом. Если присутствует камфора, ее можно экстрагировать сероуглеродом после обработки материала смесью эфира и спирта. В этом случае сера, парафин и смола также растворятся. Камфору, как легколетучее вещество, можно отделить выпариванием. Пусть вес экстракта, очищенного от смеси эфира и спирта перед обработкой сероуглеродом, равен A, вес экстракта после обработки CS_{2} и его выпаривания равен B, а вес остатка, оставшегося после выпаривания CS_{2} и камфоры в растворе, равен C; тогда процентное содержание камфоры составит A - B - C. Остаток C может содержать следы нитроглицерина, смолы или серы.

Камфору можно отделить от нитроглицерина с помощью CS_{2}. Если раствор камфоры в нитроглицерине взболтать с CS_{2}, камфора и небольшое количество нитроглицерина растворятся. Раствор сероуглерода декантируют или переливают в делительную воронку и отделяют от нитроглицерина. Затем оба раствора нагревают на водяной бане до 20° C., затем до 60° C., а после этого выдерживают в вакууме над CaCl_{2} до тех пор, пока CS_{2} не испарится. Камфора испаряется, оставляя небольшое количество нитроглицерина, которое было растворено вместе с ней. Другая часть представляет собой нитроглицерин, теперь свободный от CS_{2}. Оба компонента взвешивают, и их суммарный вес равен количеству присутствующего нитроглицерина. При этом происходит потеря нитроглицерина, так как он частично испаряется вместе с CS_{2}. Капитан Гесс показал, что эта потеря составляет около 1,25 процента. Поэтому данное количество следует прибавить к результату, полученному при анализе. Мортон Либшюц в статье в Moniteur Scientifique за январь 1893 года совершенно справедливо отмечает, что разнообразие производимых динамитов очень велико, и все они имеют особый состав, который, независимо от качества, иногда настолько сложен, что определение их элементов затруднительно.

Определение нитроглицерина в простом динамите № 1 не представляет труда, но это не так, когда динамит содержит вещества, растворимые в эфире, такие как сера, смола, парафин и нафталин. Подробно описав применяемые им методы, он заключает, что знание об использовании уксусной кислоты, в которой растворяется нитроглицерин, для определения нитроглицерина может быть полезным. Г-н Ф. У. Смит[A] предлагает следующий косвенный метод определения нитроглицерина в желатин-динамите и т. д. Около 15 г образца экстрагируют хлороформом в аппарате Сокслета и определяют потерю веса. Во второй порции определяют влажность. Третью порцию весом около 2 г мацерируют с эфиром в небольшом стакане, эфирный экстракт фильтруют, и процесс экстракции повторяют три-четыре раза. Объединенные фильтраты оставляют для самопроизвольного испарения, а остаток осторожно нагревают на водяной бане с 5 см³ раствора сульфида аммония и 10 см³ спирта до разложения нитроглицерина, после чего добавляют около 250 см³ воды и достаточное количество соляной кислоты, чтобы сделать жидкость сильнокислой, и фильтруют. Осадок промывают до удаления кислоты, а затем смывают через фильтр крепким спиртом и хлороформом в тарированную платиновую чашку, которую высушивают до постоянного веса при 50° C. Содержимое чашки переносят в серебряный тигель и определяют содержание серы. Это количество серы, вычтенное из веса содержимого платиновой чашки, дает количество веществ, растворимых в хлороформе, за исключением нитроглицерина, влаги и серы. Количество вышеуказанных веществ плюс влага и сера, вычтенное из общей потери при экстракции хлороформом, дает количество нитроглицерина. Нитробензол, согласно Дж. Марпурго, можно обнаружить следующим образом: в фарфоровую чашку помещают две капли жидкого фенола, три капли воды и кусочек поташа размером с горошину. Смесь кипятят, а затем добавляют испытуемый водный раствор. При длительном кипячении нитробензол образует у края жидкости малиновое кольцо, которое при добавлении раствора белильной извести становится изумрудно-зеленым. А нитроглицерин в эфирном растворе обнаруживают, поместив несколько капель исследуемого раствора вместе с одной-двумя каплями анилина на часовое стекло, выпарив эфир и добавив к остатку каплю концентрированной серной кислоты; если присутствует нитроглицерин, H_{2}SO_{4} окрасится в малиновый цвет вследствие действия сульфата анилина на азотную кислоту, высвободившуюся из нитроглицерина.

[Footnote A: "Notes on the Analysis of Explosives," Jour. Amer. Chem.
Soc., 1901, 23 [8], 585-589.]

Тонит. — Анализ этого взрывчатого вещества является сравнительно простой задачей и может быть выполнен следующим образом: отвесьте 10 г или меньшее количество, прокипятите с водой в стакане, декантируя жидкость четыре или пять раз, и отфильтруйте. Водный раствор будет содержать нитрат бария. Затем поместите остаток на фильтр и промойте два или три раза кипящей водой. Выпарьте фильтрат досуха в платиновой чашке. Высушите и взвесьте. Это соответствует Ba(NO_{3})_{2}. Если образец представляет собой тонит № 3 и содержит динитробензол, сначала обработайте его эфиром для растворения этого вещества. Отфильтруйте в чашку, выпарьте эфир, взвесьте динитробензол, а затем обработайте остаток водой, как и ранее. Остаток высушивают и взвешивают, что соответствует количеству присутствующего пироксилина. Затем его следует обработать раствором смеси эфира и спирта в конической колбе, дать постоять около трех часов, затем отфильтровать через тарированную фильтровальную бумагу, высушить при 40° C. и взвесить. Это даст количество пироксилина, а разница между этим последним весом и предыдущим даст количество коллодионного хлопка. Часть остатка, содержащую как пироксилин, так и растворимый хлопок, можно испытать в нитрометре и определить содержание азота.

Кордит. — Это взрывчатое вещество состоит из пироксилина (с небольшим количеством коллодионного хлопка в качестве примеси), нитроглицерина и вазелина — пропорции составляют 30 процентов нитроглицерина, 65 процентов пироксилина и 5 процентов вазелина. Его анализ выполняется путем модификации метода, приведенного для желатинов. Пять граммов можно растворить в смеси эфира и спирта в конической колбе, оставить на ночь, а затем отфильтровать через льняной фильтр. Остаток промывают небольшим количеством эфира, отжимают, высушивают при 40° C. и взвешивают. Это соответствует пироксилину. Раствор содержит нитроглицерин, растворимый хлопок и вазелин. Хлопок осаждают хлороформом, отфильтровывают, высушивают и взвешивают. Оба раствора эфира и спирта смешивают и осторожно выпаривают в платиновой чашке на водяной бане при низкой температуре. Остаток затем обрабатывают крепкой 80-процентной уксусной кислотой, которая растворяет оставшийся в нем нитроглицерин. Нитроглицерин затем получают по разности, либо можно использовать метод, предложенный мне в частном порядке г-ном У. Дж. Уильямсом. Остаток, полученный после выпаривания раствора эфира и спирта, после взвешивания обрабатывают спиртовым раствором поташа для разложения нитроглицерина, добавляют воду и выпаривают спирт. Затем добавляют немного эфира, смесь взбалтывают, эфир отделяют и выпаривают, а остаток взвешивают как вазелин.

Влажность, однако, следует определять методом, разработанным г-ном Артуром Маршаллом, членом Королевского института химии, с Королевского порохового завода в Уолтем-Эбби, который выполняется следующим образом: кордит или другое взрывчатое вещество подготавливают способом, установленным для тепловой пробы Абеля, то есть его измельчают на небольшой мельнице и отбирают ту часть, которая проходит через сито с отверстиями размера проволоки № 8, но не проходит через сито с отверстиями размера проволоки № 14.

[Иллюстрация: РИС. 40. — АППАРАТ МАРШАЛЛА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ В КОРДИТЕ.]

Используемый вид аппарата показан на рис. 40. Он состоит из алюминиевой чашки A, имеющей указанные размеры, и стеклянного конуса B весом не более 30 г. Пять граммов кордита взвешивают в алюминиевой чашке A. Ее накрывают конусом B, все вместе точно взвешивают, а затем помещают на металлическую пластину, нагреваемую паром от водяной бани. Ее оставляют на бане до тех пор, пока вся влага не будет удалена, затем дают остыть в течение примерно получаса в эксикаторе и взвешивают. Потеря веса точно показывает влажность образца. Для кордита исходного состава достаточно одного часа нагревания, чтобы полностью удалить влагу; для модифицированного кордита, содержащего 65 процентов пироксилина, достаточно двух часов при условии, что содержание влаги не превышает 1,3 процента.

Если доля нитроглицерина выше, необходимо более длительное нагревание. Алюминиевая чашка не должна быть мельче, чем показано на рисунке, так как если расстояние между веществом и краем стеклянного конуса составляет менее половины дюйма, часть нитроглицерина будет потеряна. Кроме того, образец не должен быть измельчен сильнее, чем указано, иначе часть влаги будет потеряна при операциях измельчения и просеивания, и результат будет занижен. Чтобы иметь возможность удалить всю влагу за указанное время, необходимо, чтобы стеклянный конус не слишком плотно прилегал к алюминиевой чашке; следовательно, горизонтальный бортик вокруг верхней части чашки следует отогнуть, чтобы сделать его слегка неровным и оставить зазор около 0,02 дюйма в некоторых местах. Если принять эти несколько простых мер предосторожности, метод окажется очень точным. Параллельные определения различаются не более чем на 0,01 процента.[A]

[Сноска A: "Определение влажности во взрывчатых веществах на основе нитроглицерина", А. Маршалл, Jour. Soc. Chem. Ind., 29 февраля 1904 г., стр. 154.]

Используемый вазелин (C_{16}H_{34}), или нефтяное желе, имеет температуру вспышки 400° F. Он должен содержать не более 0,2 процента летучих веществ при нагревании в течение 12 часов на водяной бане, иметь удельный вес 0,87 при 100° F. и температуру плавления 86° F. Его получают при перегонке нефти, и он состоит в основном из фракций, перегоняющихся выше 200° C. Он кипит при температуре около 278° C.

Ацетон (CH_{3}CO.CH_{3}), или диметилкетон, образуется при окислении изопропилового спирта бихроматом калия и серной кислотой. Он также производится в значительных количествах при сухой перегонке древесины и многих других органических соединений. Сырой древесный спирт, очищенный от уксусной кислоты, состоит в основном из смеси ацетона и метилового спирта. Эти два вещества можно грубо разделить добавлением хлорида кальция, который соединяется с метиловым спиртом. При последующей перегонке отгоняется сырой ацетон, который можно очистить путем превращения в бисульфитное соединение.

Однако ацетон обычно получают путем сухой перегонки сырого ацетата кальция или бария.

(CH_{3}.COO)_{2}Ca = CH_{3}.CO.CH_{3} + CaCO_{3}.

Дистиллят фракционируют, и фракцию, кипящую между 50° и 60° C., смешивают с крепким раствором бисульфита натрия. Кристаллическую массу ацетонобисульфита натрия, которая выпадает при стоянии, хорошо отжимают для освобождения от примесей, разлагают перегонкой с разбавленным карбонатом натрия, а водный дистиллят чистого ацетона обезвоживают над хлоридом кальция. Ацетон представляет собой бесцветную подвижную жидкость с уд. весом 0,792 при 20° C., кипит при 56,5° C., обладает своеобразным приятным эфирным запахом и смешивается с водой, спиртом и эфиром в любых пропорциях.

Ацетон, используемый в производстве кордита, должен соответствовать следующей спецификации:—

СПЕЦИФИКАЦИЯ НА АЦЕТОН.

1. Ацетон должен иметь удельный вес не более 0,802 при 60° F. При смешивании с дистиллированной водой он не должен давать мутности и не должен оставлять остатка при выпаривании при 212° F. При перегонке четыре пятых по объему от взятого количества должны отогнаться при температуре, не превышающей 138° F. Остаточное вещество, оставшееся после этой перегонки, не должно содержать, помимо ацетона, никаких ингредиентов, не являющихся побочным продуктом производства ацетона.

2. Один см³ 0,10-процентного раствора чистого перманганата калия в дистиллированной воде, добавленный к 100 см³ ацетона, должен сохранять свой характерный цвет не менее 30 минут. Это испытание следует проводить при температуре 60° F.

3. Ацетон, испытанный следующим методом, должен содержать не более 0,005 процента кислоты в пересчете на уксусную кислоту:—

К 50 см³ образца, разбавленного 50 см³ дистиллированной воды, с добавлением 2 см³ раствора фенолфталеина (1 грамм на 1000 см³ 50-процентного спирта) в качестве индикатора, добавьте из бюретки раствор гидроксида натрия N/100 (1 см³ = 0,0006 грамма уксусной кислоты) и произведите расчет на уксусную кислоту обычным способом.

Вода, используемая для разбавления ацетона, должна быть тщательно проверена на кислотность, а пипетки, используемые для измерения, не следует продувать, так как это может привести к нейтрализации почти 2 см³ раствора соды.

Присутствие воды в образце ацетона можно обнаружить методом Швейцера и Лунгвица (Chem. Zeit., 1895, xix., стр. 1384), который заключается во взбалтывании равных объемов ацетона и петролейного эфира (температура кипения от 40° до 60° C.), при этом в случае присутствия воды произойдет разделение жидкости на слои.

Оценка ацетона. — Кеблер (Jour. Amer. Chem. Soc., 1897, 19, 316-320) усовершенствовал модификацию метода Робино и Роллинса, предложенную Скуиббом. Требуются следующие растворы:—

(1.) 6-процентный раствор соляной кислоты.

(2.) Децинормальный раствор тиосульфата натрия.

(3.) Щелочной раствор иодида калия, приготовленный растворением 250 г иодида калия в воде до объема одного литра; растворением 257 г гидроксида натрия (спиртового) в воде, также до объема одного литра. После того как последний раствор отстоится, 800 см³ прозрачного раствора добавляют к литру раствора иодида калия.

(4.) Раствор гипохлорита натрия: 100 г белильной извести (35 процентов) смешивают с 400 см³ воды; к этому добавляют горячий раствор 120 г кристаллического карбоната натрия в 400 см³ воды. После охлаждения прозрачную жидкость декантируют, остаток фильтруют, а фильтрат доводят до объема одного литра; к каждому литру добавляют 25 см³ раствора гидроксида натрия (уд. вес 1,29).

(5.) Водный раствор ацетона, содержащий 1 или 2 процента ацетона.

(6.) Бикарбонатный раствор крахмала, приготовленный обработкой 0,125 г крахмала 5 см³ холодной воды, затем добавлением 20 см³ кипящей воды, кипячением в течение нескольких минут, охлаждением и добавлением 2 г бикарбоната натрия.

К 20 см³ раствора иодида калия добавляют 10 см³ разбавленного водного ацетона, затем из бюретки вливают избыток раствора гипохлорита натрия и хорошо взбалтывают в течение минуты. Затем смесь подкисляют раствором соляной кислоты и при перемешивании добавляют избыток раствора тиосульфата натрия, после чего смесь оставляют постоять несколько минут. Затем добавляют крахмальный индикатор и титруют избыток тиосульфата. Зная соотношение раствора гипохлорита натрия к тиосульфату натрия, можно легко рассчитать процентное содержание ацетона.[A]

[Сноска A: См. "Испытание ацетона", Конрой, Jour. Soc. Chem. Ind., 31 марта 1900 г., том xix.]

Д-р С. Дж. М. Олд недавно (Jour. Chem. Soc., 15 февраля 1906 г., том xxv.) разработал объемный метод оценки ацетона, основанный на образовании бромоформа и его последующем гидролизе спиртовым поташом. Гидролиз, вероятно, выражается следующим образом:—

3CHBr_{3} + 9KOH + C_{2}H_{5}OH = 3CO + C_{2}H_{4} + 9KBr + 7H_{2}O

поскольку Герман и Лонг показали, что выделяется ровно 3 объема оксида углерода на 1 объем этилена. Остаточный бромид калия оценивают с помощью стандартного раствора нитрата серебра. Бромоформ особенно подходит для этой цели по нескольким причинам. Он очень легко образуется при действии брома и поташа на ацетон, и, хотя он очень летуч с паром, он не подвержен потерям из-за собственного испарения. Кроме того, его высокий молекулярный вес и большой процент содержания брома способствуют получению точных результатов: 58 г ацетона обусловливают образование 357 г KBr. Метод проведения анализа следующий:—

Известное количество испытуемого раствора, содержащее ацетон в количестве от 0,1 до 0,2 г, отбирают пипеткой в круглодонную колбу емкостью 500 см³, разбавляют небольшим количеством воды и смешивают с 20-30 см³ 10-процентного раствора каустического поташа. Колбу соединяют с длинным обратным холодильником, а также снабжают капельной воронкой, содержащей раствор брома в бромиде калия (200 г Br и 250 г KBr на 1 литр воды). Раствор брома вливают в смесь до тех пор, пока она не приобретет слабый желтый оттенок, после чего колбу с содержимым нагревают на водяной бане при температуре около 70° C. в течение получаса. Раствор брома добавляют по каплям до тех пор, пока слабое окрашивание не станет постоянным, избыток брома удаляют кипячением в течение минуты или двух с небольшим количеством каустического поташа. Затем смесь перегоняют до тех пор, пока дистиллят не освободится от бромоформа, при этом галоген проверяют обычным способом. При необходимости к содержимому колбы добавляют воду. Здесь можно заметить, что в дистилляте не удается обнаружить ацетон с помощью пробы с оксидом ртути, а свободный бром также отсутствует. Промыв холодильник небольшим количеством спирта для удаления следов бромоформа, которые могли там скопиться, дистиллят и промывные воды смешивают с 50 см³ спирта и достаточным количеством твердого каустического поташа, чтобы получить приблизительно 10-процентный раствор. Затем смесь нагревают на водяной бане под обратным холодильником до полного разложения бромоформа. Это обычно занимает около трех четвертей часа. Жидкости дают остыть, при необходимости выпаривают до меньшего объема и точно нейтрализуют разбавленной азотной кислотой. Затем ее разбавляют водой до 500 см³, а аликвотную часть титруют раствором нитрата серебра N/10, используя хромат калия в качестве индикатора; 240 частей брома соответствуют 58 частям ацетона. Полный анализ можно выполнить за полтора-два часа. Обязательно, чтобы используемый бром был чистым, так как сырой бром часто содержит бромоформ. Метод пригоден для оценки ацетона в древесном спирте, при этом спирт разбавляют до 10-кратного объема и для определения используют 5 см³ этого раствора. Например:—

(1.) Три см³ раствора, содержащего 9,61 процента ацетона, дали 1,7850 г KBr. Ацетона найдено = 9,66 процента.

(2.) Десять см³ раствора, содержащего 0,96 процента ацетона, дали 0,5847 г KBr. Ацетона найдено = 0,95 процента.

Нитрохлопок. — Первое, что необходимо определить при вскрытии ящика с влажным хлопком или при получении образца из "почера", — это процентное содержание воды, которое он содержит. Лучше всего это сделать, отвесив около 1000 г на бумажный лоток, который предварительно был высушен в сушильном шкафу при 100° C. в течение некоторого времени и стал постоянным по весу. Затем лоток с хлопком помещают в водяной сушильный шкаф, поддерживаемый при 100° C., и сушат до тех пор, пока он теряет воду. Потеря веса дает процентное содержание воды. Как правило, во "влажном" хлопке оно варьируется от 20 до 30 процентов.

ОБЩАЯ СХЕМА АНАЛИЗА НИТРОВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ. Экстрагируйте высушенное вещество безводным эфиром в аппарате для экстракции жиров Сокслета. Раствор — Разделите на две части A и B. A. Дайте эфиру испариться самопроизвольно. Высушите остаток в вакууме над H_{2}SO_{4} и взвесьте. Равно нитроглицерину, смоле, камфоре и парафину. Нитроглицерин в этом остатке можно разложить нагреванием с раствором спиртового поташа. Затем можно добавить воду и выпарить спирт на водяной бане. Из этого раствора смолу можно осадить HCl, отфильтровать, высушить и взвесить. Раствор, содержащий парафин, обрабатывают раствором AmS и нагревают. При охлаждении парафин отделяется, и его можно отделить. Остаток можно взболтать с CS_{2} для удаления камфоры. B. Добавьте фенолфталеин и титруйте спиртовым поташом, 1 см³ нормального KHO = 0,330 г смолы, и добавьте значительно больше KHO. Выпарьте, растворите остаток в воде, взболтайте с эфиром и разделите. Эфирный раствор при выпаривании оставляет парафин. Водный раствор — Добавьте бромид, подкислите HCl, отделите любую смолу и осадок, фильтрат с BaCl_{2} BaSO_{4} x 0,1373 = сера. Остаток — Высушите, взвесьте и экстрагируйте водой, предпочтительно в аппарате Сокслета. Раствор — Содержит металлические нитраты, хлораты, растворимые карбонаты, сумма которых (кроме AmCO_{3}) может быть определена выпариванием при 100° C. досуха и взвешиванием. Нитраты могут быть определены. Остаток — Высушите, взвесьте и взболтайте аликвотную часть с H_{2}SO_{4} и Hg в нитрометре. Если присутствует нитроцеллюлоза, обработайте остаток остатка смесью эфира и спирта. Раствор — Выпарьте и взвесьте. Остаток состоит из растворимой нитроцеллюлозы. Остаток — Высушите и взвесьте, определите гексанитроцеллюлозу в нитрометре, если она присутствует. Экстрагируйте остаток уксусным эфиром. Раствор — Гексанитроцеллюлоза (пироксилин). Остаток — Высушите и взвесьте, прокалите и взвесьте снова. Потеря = целлюлоза. Остаток состоит из опилок, древесного угля, угля, мела, кизельгура или минерального вещества и т. д.

ПРИМЕЧАНИЕ. — Камфора определяется по разности. Сера лишь частично растворима в эфире. Поэтому лучше экстрагировать часть исходного вещества водой, а остаток обработать спиртовым KHO. Добавьте бромид, подкислите и осадите в виде BaSO_{4}.

Испытание на растворимость. — Цель этого испытания — установить в случае пироксилина процентное содержание растворимого (пента- и более низких нитратов) хлопка, который он содержит, или в случае растворимого хлопка — количество пироксилина. Метод процедуры следующий: пять граммов образца, который был предварительно высушен при 100° C., а затем выдержан на воздухе в течение двух часов, переносят в коническую колбу и добавляют 250 см³ смеси эфира и спирта (2 части эфира к 1 части спирта). Затем колбу закрывают пробкой и оставляют для переваривания при повторном взбалтывании на два или три часа. Затем все содержимое переносят на льняной фильтр, и когда раствор пройдет через фильтр, его промывают небольшим количеством эфира и отжимают в ручном винтовом прессе между слоями фильтровальной бумаги. Затем образец возвращают в колбу и повторяют предыдущую обработку, но для второго раза будет достаточно переваривания в течение одного часа. Фильтр затем снова отжимают, сначала осторожно вручную, затем в прессе, после чего раскрывают и дают эфиру испариться. Затем пироксилин удаляют с фильтра, переносят на часовое стекло и высушивают в водяном сушильном шкафу при 100° C. После высыхания его выдерживают на воздухе в течение двух часов и взвешивают. Это соответствует количеству пироксилина и неконвертированного хлопка в 5 г. Неконвертированный хлопок должен быть определен в отдельной порции весом 5 г и вычтен.

Метод определения растворимого хлопка, используемый в настоящее время в правительственных лабораториях, следующий: пятьдесят гран нитрохлопка растворяют в 150 см³ смеси эфира и спирта и оставляют стоять при частом взбалтывании в мерном сосуде с притертой пробкой емкостью 200 см³ в течение шести часов; 75 см³ прозрачного раствора затем отбирают с помощью пипетки и выпаривают в чашке на водяной бане, а затем в водяном сушильном шкафу при 120° F. (49° C.) до постоянного веса. Найденный вес равен количеству растворимого хлопка в 75 см³, которое, умноженное на 4, равно процентному содержанию, таким образом: предположим, что найденный вес составил 2,30 грана, тогда

(2,3 x 150)/75 = 4,6 в 50 = 9,20 процента.

Метод определения растворимой нитроцеллюлозы в пироксилине и бездымном порохе был опубликован К. Б. Куинаном (Jour. Amer. Chem. Soc., 23 [4], 258). В этом методе около 1 г мелко измельченного сухого образца, подлежащего анализу, помещают в алюминиевую чашку диаметром 1,9 дюйма и глубиной 4-1/8 дюйма. Затем его накрывают и хорошо перемешивают с 50 см³ спирта, затем добавляют 100 см³ эфира и смесь перемешивают в течение нескольких минут. После удаления мешалки чашку слегка накрывают алюминиевой крышкой и помещают в стальной стакан центробежной машины, которую постепенно разгоняют до скорости 2000 оборотов в минуту; общая центробежная сила в положении, занимаемом чашками (которые при быстром вращении становятся горизонтальными), составляет около 450 фунтов. Их вращают на полной скорости в течение десяти-двенадцати минут, а затем машину постепенно останавливают. К этому времени все нерастворимое вещество окажется на дне чашки, а надосадочный раствор будет прозрачным. Его отбирают с помощью пипетки до уровня четверти дюйма от дна (не нарушая осадка).

Необходимо следить за тем, чтобы отобранный таким образом раствор был совершенно прозрачным. На дне чашки остается около 10-15 см³ коллоидного раствора и пленка нерастворимого вещества; их хорошо перемешивают, мешалку ополаскивают смесью эфира и спирта, добавляют около 50 см³ свежей смеси эфира и спирта; смесь снова обрабатывают в центробежном аппарате в течение восьми минут; весь процесс промывки затем повторяют до тех пор, пока все растворимое вещество не будет удалено. Это может потребовать около семи или восьми (или для образцов с большим количеством нерастворимого вещества десяти-двенадцати или более) промывок, но по мере протекания экстракции период вращения может быть несколько сокращен. После завершения экстракции нерастворимое вещество переносят в тигель Гуча с обычной асбестовой прокладкой, высушивают при 100° C. и взвешивают. Остаток можно, при желании, высушить и взвесить в алюминиевой чашке, но тогда его нельзя будет прокалить. Общее время анализа, исключая время, необходимое для сушки, составляет от одного до двух часов — среднее время 1-1/4 часа. Результаты удовлетворительны как по точности, так и по быстроте. Растворимую в ацетоне нитроцеллюлозу можно определить тем же методом.

Неконвертированный или ненитрованный хлопок. — Как бы хорошо ни был нитрован хлопок, он почти наверняка содержит небольшое количество ненитрованного или неконвертированного хлопка. Это можно определить следующим образом: пять граммов образца кипятят с насыщенным раствором сульфида натрия, затем оставляют стоять в течение сорока восьми часов, после чего фильтруют или декантируют, снова кипятят со свежими растворами сульфида и снова фильтруют, промывают сначала разбавленной HCl, а затем водой, высушивают и взвешивают. Остаток представляет собой целлюлозу, которая не была нитрована, плюс зола и т. д. Его следует прокалить, а вес золы вычесть из предыдущего веса.

Ацетон и уксусный эфир (этилацетат) также могут использоваться в качестве растворителей для нитроцеллюлозы. Другой процесс заключается в кипячении пироксилина и т. д. в растворе станната натрия, приготовленном добавлением каустической соды к раствору хлорида олова до тех пор, пока первоначально образовавшийся осадок не растворится. Этот раствор растворяет нитраты целлюлозы, но не влияет на целлюлозу. Д-р Лунге нашел следующий процесс более удовлетворительным в случае более высоконитрованных продуктов: реагентом является спиртовой раствор этилата натрия, приготовленный растворением 2-3 г натрия в 100 см³ 95-процентного спирта и смешиванием отфильтрованного раствора со 100 см³ ацетона. Он не оказывает влияния на целлюлозу, но разлагает нитроцеллюлозу с образованием красновато-коричневого соединения, которое растворимо в воде. При определении 5 г пироксилина нагревают до 40° или 50° C. на водяной бане со 150 см³ реагента, при этом жидкость периодически взбалтывают в течение двадцати-тридцати минут; или смесь можно оставить стоять на несколько часов при обычной температуре. Коричнево-красный раствор декантируют с нерастворенного остатка, а последний промывают спиртом и водой путем декантации, а затем на фильтре горячей водой, к которой для окончательной промывки добавляют немного соляной кислоты. Для обычной работы эту целлюлозу немедленно высушивают и взвешивают, но при точных определениях ее промывают спиртом, снова обрабатывают 50 см³ реагента, отделяют и промывают, как и прежде. Полученная таким образом целлюлоза не дает следов газа в нитрометре, а параллельные определения совпадают в пределах 0,1-0,2 процента, когда вес неизмененной целлюлозы составляет около 0,2 г. Пироксилин, который полностью растворим в ацетоне, содержит лишь следы целлюлозы, и когда присутствует целых 0,85 процента, он растворяется не полностью. Этот метод не применим для определения целлюлозы в продуктах с более низкой степенью нитрования, и д-р Лунге объясняет это тем, что они, будучи приготовлены с менее концентрированной кислотой, неизменно содержат оксицеллюлозу.

Щелочность. — Пять граммов высушенного на воздухе и очень мелко измельченного образца берут из центра плит или дисков и переваривают с примерно 20 см³ соляной кислоты N/2, разбавляют водой до примерно 250 см³ и взбалтывают в течение примерно пятнадцати минут. Затем жидкость декантируют и промывают водой до тех пор, пока промывные воды перестанут давать кислую реакцию. Раствор вместе с промывными водами титруют карбонатом натрия N/4, используя лакмус в качестве индикатора.

Зола и неорганические вещества. — Это лучше всего определяется путем смешивания 2 или 3 г нитрохлопка в платиновом тигле со стружкой парафина, нагревания до расплавления парафина, а затем предоставления содержимому тигля возможности загореться и спокойно сгореть. Затем температуру повышают, а углеродистый остаток прокаливают, охлаждают, взвешивают и т. д., и рассчитывают процентное содержание золы. Шернинг действует следующим образом: он берет 5 г нитрохлопка в большой платиновый тигель, затем смачивает его смесью спирта и эфира, в которой парафин был растворен до насыщения, отфильтрован и смешан с одной четвертью своего объема воды. Затем добавляют несколько кусочков твердого парафина и поджигают эфир. Пока этот процесс продолжается, тигель держат в наклонном положении и вращают, чтобы пироксилин мог равномерно впитать парафин. Частично обугленный остаток теперь растирают закругленной стеклянной палочкой, а тигель накрывают и нагревают в течение пятнадцати-двадцати минут над паяльной трубкой, время от времени снимая крышку. Остаток вскоре превращается в золу, которую взвешивают, а затем смывают в фарфоровую чашку и обрабатывают соляной кислотой, нагретой до 90° C. Оксид железа, глинозем, известь и магнезия таким образом растворяются, а кремнезем остается в виде нерастворимого остатка. Остальная часть анализа проводится по хорошо известным методам разделения. Процентное содержание золы в целом, как правило, — это все, что требуется.

Исследование нитрованных целлюлоз в поляризованном свете. — Д-р Г. Лунге (Jour. Amer. Chem. Soc., 1901, 23 [8], 527) пришел к следующим выводам: наиболее высоконитрованные продукты кажутся синими в поляризованном свете, но те, которые содержат от 13,9 до 13,0 процента азота, невозможно отличить друг от друга путем поляризации. По мере повышения процентного содержания азота синий цвет становится менее интенсивным, и кое-где можно наблюдать серые волокна, хотя и не пропорционально увеличению содержания азота. Ниже 12,4 процента азота волокна показывают серый блеск, который обычно кажется желтым, когда отсекается верхний свет. Ниже 10 процентов азота структура неизменно частично разрушена, и никакие достоверные наблюдения невозможны. Можно с уверенностью отличить, во-первых, любую неизмененную целлюлозу по ее вспыхиванию пестрыми (радужными) цветами; и, во-вторых, высоконитрованные продукты (от 12,75 процента N и выше) по их менее сильному вспыхиванию синими цветами. Пурпурная переходная стадия в волокнах, содержащих более 11,28 процента N (Шардонне), д-ром Лунге не наблюдалась.

Определение азота с помощью нитрометра Лунге. — Определение процентного содержания азота в образце пироксилина или коллодиона, пожалуй, более ценно и дает лучшее представление о его чистоте и составе, чем любой из вышеперечисленных методов исследования, и в сочетании с испытанием на растворимость оно, как правило, даст аналитику довольно ясное представление о составе его образца. Если мы рассматриваем пироксилин как гексанитроцеллюлозу, теоретическое количество азота, требуемое для формулы, составляет 14,14 процента, и таким же образом для коллодионного хлопка, который состоит из более низких нитратов, главным образом, однако, из пентанитрата, теоретический азот составляет 12,75 процента, так что если в образце нитрохлопка содержание азота падает значительно ниже 14 процентов, он, вероятно, содержит значительные количества более низких нитратов, а возможно, и некоторое количество ненитрованной целлюлозы (C_{6}H_{10}O_{5})_{x}, что, конечно, также снизило бы процентное содержание азота.

Наиболее быстрый метод определения азота в этих нитротелах — использование нитрометра Лунге (рис. 41), и лучший способ выполнения процесса следующий: отвесьте с величайшей осторожностью 0,6 г предварительно высушенного вещества в небольшой бюкс емкостью около 15 см³, осторожно добавьте 10 см³ концентрированной серной кислоты из пипетки и оставьте стоять до тех пор, пока весь хлопок не растворится. Нитрометр должен иметь емкость 150-200 см³, содержать колбу емкостью 100 см³ в верхней части и быть снабжен трехходовым краном Грейнера и Фридриха. Когда нитрохлопок полностью растворится до прозрачного раствора, поднимите уравнительную трубку нитрометра так, чтобы ртуть в измерительной трубке подошла вплотную к крану. Откройте кран, чтобы выпустить пузырьки воздуха, и очистите поверхность ртути и внутреннюю часть чашки небольшим кусочком фильтровальной бумаги. Теперь закройте кран и влейте раствор нитрохлопка в чашку. Промойте бюкс 15 см³ серной кислоты, содержащейся в пипетке, поливая немного кислоты на пробку бюкса на случай, если на ней остался раствор. Теперь опустите уравнительную трубку немного вниз, ровно настолько, чтобы раствор потек в колбу измерительной трубки при слегка открытом кране. Когда раствор стечет почти до конца, закройте кран, промойте стенки бюкса и добавьте в чашку нитрометра; дайте стечь, как и прежде, а затем промойте стенки чашки 10 см³ серной кислоты, добавляя понемногу и давая каждой добавленной порции стечь в колбу нитрометра перед добавлением следующей порции. Большая осторожность необходима, чтобы предотвратить попадание пузырьков воздуха, и если уравнительная трубка опущена слишком низко, кислота потечет с напором и увлечет за собой воздух.

[Иллюстрация: РИС. 41. — ОБЫЧНАЯ ФОРМА НИТРОМЕТРА ЛУНГЕ.]

Когда весь раствор находится в измерительной трубке, уравнительную трубку снова слегка поднимают, и трубку, содержащую раствор нитрохлопка, взбалтывают в течение десяти минут с значительной силой. Затем ее возвращают в зажим, давление сбрасывают опусканием уравнительной трубки, и весь аппарат оставляют стоять в течение двадцати минут, чтобы выделившийся газ принял температуру помещения. Термометр должен быть подвешен близко к колбе измерительной трубки. По истечении двадцати минут уровни ртути в уравнительной и измерительной трубках выравнивают, а окончательную регулировку получают путем легкого открытия крана на измерительной трубке (очень слегка), предварительно добавив немного серной кислоты в чашку и наблюдая, втекает ли кислота или движется вверх. Это должно быть сделано с очень большой осторожностью. При точной регулировке она не должна двигаться ни в ту, ни в другую сторону. Теперь считайте объем газа NO в кубических сантиметрах с измерительной трубки. Считайте также показания термометра, подвешенного рядом с колбой, и измерьте высоту барометра в миллиметрах. Расчет очень прост.

ПРИМЕР — КОЛЛОДИОННЫЙ ХЛОПОК.

Взято 0,6[A] г. Показание на измерительной трубке = 114,6 см³ NO. Барометр — 758 мм. Температура — 15° C.

[Сноска A: В случае пироксилина достаточно 0,5 г.]

Поскольку 1 см³ NO = 0,6272 мг N, и с учетом поправки на температуру и давление по формуле

760 x (1 + d^{2}) (d = 0,003665), для температуры 15° = 801,78,[A]

то

(114,6 x 100 x 750 x 0,6272)/(801,7 x 0,6) = 11,22 процента азота.

[Сноска A: См. таблицу на стр. 244.]

Азот в нитроглицерине, разумеется, можно определить с помощью нитрометра, но в этом случае лучше брать гораздо меньшее количество вещества. Вполне достаточно от 0,1 до 0,2 г. Это даст от 30 до 60 см³ газа, поэтому необходимо использовать измерительную трубку без 100-кубового расширения.

ПРИМЕР.

0.1048 grm. nitroglycerine taken gave 32.5 c.c. NO. Barometer, 761 mm. Temperature, 15° C.

Следовательно,

(3,25 x 100 x 761 x 0,6272)/(801,78 x 0,1048) = 18,46 процента N. Теоретически = 18,50 процента.

Профессор Лунге разработал другую форму нитрометра (рис. 42), очень полезную при определении азота в взрывчатых веществах. Он состоит из измерительной трубки, которая посередине расширяется в колбу и градуирована выше и ниже на 1/10 см³. Вместимость всего аппарата составляет 130 см³; при этом вместимость каждой части трубки составляет 30 см³, а колбы — 70 см³. Верхняя часть градуированной трубки служит для измерения малых объемов газа, в то время как большие объемы отсчитываются по нижней части.

[Иллюстрация: РИС. 42. РИС. 43. НЕКОТОРЫЕ НОВЫЕ ФОРМЫ НИТРОМЕТРА.]

Ф. М. Хорн (Zeitschrift für angewandte Chemie, 1892, стр. 358) разработал форму нитрометра (рис. 43), которую он нашел особенно полезной при исследовании бездымных порохов. Кран H снабжен широким отверстием, через которое взвешенное количество пороха целиком всыпается в колбу K. Затем через воронку T добавляется от 4 до 5 см³ серной кислоты, нагретой до 30° C, после чего кран H немедленно закрывается. Когда порох растворится — процесс, который можно ускорить очень осторожным нагреванием колбы, — густой раствор втягивается в трубку нитрометра N, а колба несколько раз промывается свежей кислотой, после чего анализ продолжается обычным способом.

Метод доктора Лунге, заключающийся в использовании отдельного нитрометра для измерения выделившегося газа NO, отличного от того, в котором происходила реакция, причем газ переносится из одного в другой путем соединения их с помощью каучуковой трубки, а затем перегоняется путем повышения давления в трубке, содержащей газ, при открытых кранах, я нашел большим усовершенствованием.

1 см³ газа NO при 0° и 760 мм. Равен 0,6272 миллиграмма (N) азота. " 1,343 " оксида азота. " 2,820 " (HNO_{3}) азотной кислоты. " 3,805 " (NaNO_{3}) нитрата натрия. " 4,523 " (KNO_{3}) нитрата калия.

~Метод Шампиона и Пелле.~ — Этот метод сейчас используется очень редко. Он основан на том факте, что при кипячении нитроцеллюлозы с хлоридом железа(II) и соляной кислотой весь азот выделяется в виде оксида азота (NO). Он выполняется следующим образом: в колбе, снабженной воронкой с притертой стеклянной пробкой, создается вакуум; отводная трубка, которую также можно закрыть, погружается под раствор каустической соды, находящийся в желобе, а конец помещается под градуированную трубку, также заполненную раствором каустической соды. От 0,12 до 0,16 г хлопка, растворенного в 5–6 см³ серной кислоты, впускается в колбу, содержащую хлорид железа(II) и соляную кислоту, в которой вакуум был создан путем кипячения с последующим закрытием кранов. Затем раствор нагревают, краны на отводной трубке открывают, конец помещают под собирающую трубку и собирают выделившийся NO. Газ NO не выделяется, пока раствор не станет несколько концентрированным. Эдер заменил хлорид железа(II) раствором сульфата железа(II) в HCl. Необходимо следить за тем, чтобы используемая колба была достаточно прочной, чтобы выдержать давление, иначе она лопнет.

Те же химики (Compt. Rendus, lxxxiii. 707) также разработали следующий метод определения NO_{2} в нитроглицерине: известное количество раствора сульфата железа(II) с предварительно установленной восстановительной способностью помещается в колбу, подкисляется соляной кислотой, а его поверхность покрывается слоем нефтяного масла. Затем вводится около 0,5 г нитроглицерина, и колба нагревается на водяной бане. Когда образец полностью разложится, жидкость нагревают до кипения для удаления оксида азота, а избыток сульфата железа(II) определяют титрованием стандартным перманганатом; 56 частей железа (Fe), окисленного образцом, соответствуют 23 частям NO_{2} в образце нитроглицерина.

~Метод Шульце-Тимана~ для определения азота в нитро-взрывчатых веществах, особенно в нитроцеллюлозе и нитроглицерине. — На рисунке (№ 44) показано общее устройство аппарата. Я обязан следующим описанием метода работы с ним моему другу, г-ну Уильяму Бейту из Хейла. Чтобы заполнить аппарат раствором соды, газовую бюретку надевают на каучуковую пробку сосуда W и плотно зажимают. Затем открывают краны A и C, а B закрывают. Когда бюретка заполнится раствором соды до середины воронки Y, A и C закрывают, а B открывают. Стрелки показывают вход и выход для охлаждающей воды, которая постоянно циркулирует через водяную рубашку вокруг трубки нитрометра. Чтобы собрать газ, поднимите нитрометр с резиновой пробки и поместите газовую трубку из аппарата для разложения в стеклянную чашу W под отверстие нитрометра.

[Иллюстрация: Рис. 44. АППАРАТ ШУЛЬЦЕ-ТИМАНА.]

Для определения азота в нитроцеллюлозе возьмите от 0,5 до 0,65 г и поместите в колбу для разложения f (рис. 45), смыв примерно 25 см³ воды попеременным открыванием зажимов D и E. Воздух из колбы вытесняется кипячением, при этом доступ воздуха перекрывается трубкой i, погруженной в сосуд W, заполненный щелоком соды, а трубка K помещается в пробирку R, содержащую несколько см³ воды. Как только весь воздух будет полностью вытеснен, зажимы D и E закрывают, а газовую горелку убирают. (Эта колба должна быть прочной, иначе она лопнет.) В пробирку R наливают 25 см³ концентрированного раствора хлорида железа(II) и 10–15 см³ концентрированной соляной кислоты, которые засасываются в колбу для разложения f при открытии зажима E, при этом тщательно следят, чтобы внутрь не попал воздух. Зажим E теперь закрывают, трубку i помещают под бюретку, и начинают выделение газа NO путем нагревания содержимого колбы f. Когда давление газа в колбе станет выше атмосферного, соединительная трубка начинает раздуваться в точке i, после чего открывают зажим D и продолжают кипячение с частым встряхиванием колбы, пока пузырьки азотистого газа не перестанут подниматься в щелок соды; перегонка HCl вызывает потрескивание, зажим D закрывают, а E открывают. Бюретку снова герметично устанавливают на каучуковую пробку в сосуде W, и аппарат оставляют остывать до тех пор, пока вода, выходящая через P, не покажет ту же температуру, что и вода, протекающая через (в охлаждающую рубашку) Z. Если уровень раствора соды в трубке X теперь установить точно на одном уровне с уровнем в бюретке путем опускания или поднятия трубки X по мере необходимости, объем полученного NO в см³ можно считать с точностью до 1/10 см³, а процентное содержание азота рассчитать по обычной формуле.

[Иллюстрация: РИС. 45. — Колба для разложения для метода Шульце-Тимана.]

Раствор хлорида железа(II) получают растворением железных гвоздей и т. д. в концентрированной HCl, при этом железо должно быть в избытке. Когда выделение водорода прекращается, необходимо отфильтровать теплый раствор через бумажный фильтр и подкислить фильтрат несколькими каплями HCl. Используемый раствор соды имеет уд. вес от 1,210 до 1,260; что равно 25°–30° по Боме. Нитроцеллюлозу сушат порциями по 2 г при 70° C в течение восьми-десяти часов, а затем три часа в эксикаторе над H_{2}SO_{4}. Результаты, полученные с помощью этого аппарата, очень точны. Реакция основана на методе Шампиона и Пелле.

~Метод Кьельдаля для определения азота.~ — Этот метод, который так широко используется аналитиками для определения азота в органических телах, возможно, особенно в удобрениях, был предложен Й. Кьельдалем[A] из лаборатории Карлсберг в Копенгагене. Впоследствии он был модифицирован Йодльбауэром из Мюнхена[B] и применен к анализу нитро-взрывчатых веществ М. Шенелем из Центральной лаборатории порохов (Laboratoire Centrale des Poudres), чей порядок действий следующий: 0,5 г мелко измельченного вещества переваривают на холоду с раствором 1,2 г фенола и 0,4 г фосфорного ангидрида в 30 см³ серной кислоты. Смесь постоянно встряхивают до полного растворения. Затем осторожно и постепенно добавляют от 3 до 4 г цинковой пыли, поддерживая температуру массы низкой до тех пор, пока не будет достигнуто полное восстановление. Наконец, добавляют 0,7 г ртути и продолжают процесс обычным способом согласно Кьельдалю; то есть жидкость перегоняют до тех пор, пока весь аммиак не перейдет в дистиллят и не поглотится стандартной кислотой. Затем дистиллят титруют стандартным аммиаком.

[Сноска A: J. Kjeldahl, Zeitschrift Anal. Chem., 1883, xxii., стр. 366.]

[Сноска B: Jodlbauer, Chemisches Centralblatt, 1886, стр. 434-484. См. также Arms and Explosives, 1893, стр. 87.]

Группа NO_{2} в момент растворения фиксируется на феноле с образованием мононитрофенола, который впоследствии восстанавливается действием цинковой пыли в амидопроизводное. Во время последующего сжигания азот амидофенола фиксируется в состоянии аммиака. М. Шенель вполне удовлетворен полученными результатами, но он отмечает, что успех операции зависит от полного превращения фенола в мононитропроизводные. Это происходит всякий раз, когда органическое соединение образует прозрачный раствор в холодной смеси серной кислоты. Такие вещества, как коллодий или пироксилин, должны быть очень мелко измельчены для успешной обработки. В следующей таблице представлены некоторые результаты, полученные М. Шенелем:

______________________________________________ | | | | | Общий азот. | | Анализируемые вещества. |______________________| | | | | | | Вычислено. | Найдено. | | |_____________|________| | | | | | Селитра (KNO_{3}) | 13,86 | 13,91 | | | | 13,82 | | | | 13,73 | | | | 13,96 | | Нитрат аммония | 35,00 | 35,31 | | | | 34,90 | | | | 34,96 | | Нитрат бария | 10,72 | 10,67 | | | | 10,62 | | Нитроглицерин | 18,50 | 18,45 | | Динитробензол[A] | 16,67 | 16,78 | | | | 16,57 | | Пара-нитрофенол | 10,07 | 10,03 | | Пикриновая кислота[A] | 18,34 | 18,42 | | | | 18,43 | | Пикрат аммония | 22,76 | 22,63 | | | | 22,67 | | Динитро-орто-крезол | 14,14 | 14,10 | | | | 13,98 | | Тринитро-мета-крезол | 17,28 | 17,57 | | | | 17,27 | |_______________________|_____________|________|

[Сноска A: Д-р Бернард Дайер получил 18,39 процента для пикриновой кислоты и 16,54 процента для динитробензола. — Jour. Chem. Soc., авг. 1895.]

Когда Шенель попытался применить модификацию процесса Кьельдаля по Йодльбауэру для исследования три- и тетранитронафталинов, он обнаружил, что хорошие результаты получить невозможно, поскольку эти соединения не растворяются полностью в холодной серной кислоте. Однако его можно использовать, если предварительно превратить их в нафтиламины согласно плану, предложенному Д'Агиаром и Лаутеманном (Bull. Soc. Chim., том iii., новая серия, стр. 256). Это быстро осуществляется следующим образом: двенадцать граммов йода постепенно добавляют к раствору 2 г фосфора в 15 или 20 см³ сероуглерода, этот раствор находится в колбе вместимостью 250 см³. Колбу с содержимым нагревают на водяной бане при 100° C при постоянном внимании, пока последние следы сероуглерода не отгонятся. Затем ее охлаждают, и йодид фосфора отделяют от стенок колбы встряхиванием, но не удаляют. Следующий шаг — добавить от 0,5 до 0,6 г анализируемого вещества, после чего вводят 8 г воды и колбу осторожно встряхивают два или три раза. Как только реакция становится оживленной, содержимое колбы хорошо встряхивают. Обычно процесс завершается примерно через одну минуту после добавления воды. Колбу теперь охлаждают и постепенно добавляют 25 см³ серной кислоты вместе с 0,7 г ртути; образуется йодистоводородная кислота (HI), и температуру колбы необходимо поднять достаточно, чтобы удалить ее. Оставшаяся часть операции проводится как в обычном процессе Кьельдаля.

М. Шенель нашел этот процесс лучшим для анализа нитронафталинов и для труднопроницаемых веществ, таких как коллодий или пироксилин. Лично я никогда не мог получить удовлетворительных результатов с помощью этого процесса при анализе нитроцеллюлозы, и я придерживаюсь мнения, что этот процесс не имеет никаких преимуществ перед методом нитрометра, по крайней мере для анализа пироксилина.

Таблица процентного содержания азота и оксида азота в различных веществах, используемых в качестве взрывчатых веществ или входящих в их состав:

Название ФОРМУЛЫ АЗОТ, % NO_{2}, %

Нитроглицерин C_{3}H_{5}(ONO_{2})_{3} 18,50 = 60,70 Гексанитроцеллюлоза C_{12}H_{14}O_{4}(ONO_{2})_{6} 14,14 = 46,42 Пентанитроцеллюлоза C_{6}H_{8}O_{5}(ONO_{2})_{5} 11,11 = 36,50 Нитробензол C_{6}H_{5}NO_{2} 11,38 = 37,39 Динитробензол C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} 16,67 = 54,77 Тринитробензол C_{6}H_{3}(NO_{2})_{3} 19,24 = 63,22 Нитротолуол C_{7}H_{7}NO_{2} 10,21 = 33,49 Нитронафталин C_{10}H_{7}NO_{2} 8,09 = 26,53 Динитронафталин C_{10}H_{6}(NO_{2})_{2} 12,84 = 42,12 Нитроманнит C_{6}H_{7}(NO_{3})_{6} 23,59 = 77,37 Нитрокрахмал C_{6}H_{8}O_{4}(HNO_{3}) 6,76 = 22,18 Пикриновая кислота (Тринитрофенол) C_{6}H_{2}OH(NO_{2})_{3} 18,34 = 60,15 Хлорнитробензол C_{6}H_{3}Cl(NO_{2})_{2} 13,82 = 45,43 Нитрат аммония NH_{4}NO_{3} 35,00 = Нитрат натрия NaNO_{3} 16,47 = Нитрат калия KNO_{3} 13,86 = Азотная кислота HNO_{3} 22,22 = Нитрат бария Ba(NO_{3})_{2} 10,72 =

~Анализ целлулоида.~ — Мелко измельченный целлулоид хорошо перемешивают платиновой проволокой с концентрированной серной кислотой в чашке нитрометра Лунге, и после растворения азот определяют в растворе обычным способом. Чтобы предотвратить влияние камфоры, Г. Заунширм (Chem. Zeit., xiv., 905) предлагает следующую обработку. Растворите взвешенное количество целлулоида в смеси эфира и спирта, смешанной с взвешенным количеством промытого и прокаленного асбеста или пемзы, высушите и измельчите массу, а затем экстрагируйте камфору хлороформом, высушите и взвесьте: затем экстрагируйте абсолютным метиловым спиртом, выпарьте, взвесьте и исследуйте нитроцеллюлозу в нитрометре.

~Пикриновая кислота и пикраты.~ — Пикриновая кислота растворима в горячей воде и в пропорции 1 часть на 100 в холодной воде, а также в эфире, хлороформе, глицерине, 10-процентном растворе соды, спирте, амиловом спирте, сероуглероде, бензоле и нефти. Если раствор пикриновой кислоты прокипятить с крепким раствором цианида калия, образуется жидкость глубокого красного цвета из-за образования изопурпурата калия, который кристаллизуется в виде мелких красновато-коричневых пластинок с жучино-зеленым блеском. Это вещество при реакции с хлоридом аммония дает изопурпурат аммония (NH_{4}C_{8}H_{4}N_{5}O_{6}), или искусственный мурексид, который окрашивает шелк и шерсть в красивый красный цвет. При добавлении хлорида бария к любой из вышеуказанных солей образуется ярко-красный осадок, состоящий из изопурпурата бария. С аммиачно-медным сульфатом растворы пикриновой кислоты дают ярко-зеленый осадок. Г-н А. Х. Аллен приводит следующие методы анализа коммерческой пикриновой кислоты в своем труде «Коммерческий органический анализ»:

~Смолистые и дегтярные вещества~ присутствуют довольно часто. Они остаются нерастворенными при растворении образца в кипящей воде. Разделение происходит более полно, если горячий раствор точно нейтрализовать каустической содой.

~Серная кислота, соляная кислота и щавелевая кислота~, а также их соли обнаруживаются путем добавления к фильтрованному водному раствору образца растворов пикратов бария, серебра и кальция. Эти соли легко приготовить путем кипячения пикриновой кислоты с карбонатами соответствующих металлов и фильтрования: другие растворимые соли этих металлов могут быть заменены пикратами, но они менее удовлетворительны.

~Азотная кислота~ может быть обнаружена по красным парам, выделяющимся при нагревании образца с медной стружкой.

~Неорганические примеси и пикраты калия и натрия~ и т. д. оставляют остатки при осторожном прокаливании.

~Общие примеси и фальсификации~ могут быть обнаружены и определены путем встряхивания 1 г образца кислоты в градуированной трубке с 25 см³ эфира; чистая кислота растворяется, тогда как любая щавелевая кислота, нитраты, пикраты, борная кислота, квасцы, сахар и т. д. останутся нерастворенными, и после удаления эфирной жидкости их можно легко идентифицировать и определить. Для обнаружения и определения воды и щавелевой кислоты 50 см³ теплого бензола можно с успехом заменить эфиром. Сахар можно отделить от других примесей путем обработки остатка, нерастворимого в эфире или бензоле, ректификованным спиртом, в котором растворяются только сахар и борная кислота. Если присутствует борная кислота, спиртовой раствор будет гореть зеленым пламенем. Моно- и динитрофеновые кислоты понижают температуру плавления (122° C). Их соли кальция менее растворимы, чем пикрат, и могут быть приблизительно отделены от него фракционной кристаллизацией или осаждением горячего насыщенного раствора образца избытком известковой воды. Пикриновую кислоту можно определить путем экстракции подкисленного водного раствора встряхиванием с эфиром или бензолом с последующим удалением и выпариванием растворителя. Ее также можно осадить в виде калиевой соли.

~Пикрат калия~ [KC_{6}H_{2}(NO_{2})_{3}O]. Когда крепкий раствор пикриновой кислоты нейтрализуется карбонатом калия, эта соль выпадает в виде желтых кристаллических игл, для растворения которых требуется 260 частей холодной или 14 частей горячей воды. В спирте она гораздо менее растворима.

~Пикрат аммония~ более растворим в воде, чем вышеуказанный, а пикрат натрия легко растворим в воде, но почти нерастворим в растворе карбоната натрия.

~Пикраты алкалоидов.~ — Пикриновая кислота образует нерастворимые соли со многими алкалоидами, и пикриновую кислоту можно определить следующим образом: к раствору пикриновой кислоты или пикрата добавьте раствор сульфата цинхонина, подкисленный H_{2}SO_{4}. Выпавший пикрат цинхонина [C_{20}H_{24}N_{2}O(C_{6}H_{2}N_{3}O_{7})_{2}] промывают холодной водой, смывают с фильтра в фарфоровый тигель или чашку, воду выпаривают на водяной бане, а остаточную соль взвешивают. Ее вес, умноженный на 0,6123, дает количество пикриновой кислоты в взятом образце.

~Анализ глицерина.~[A] Глицерин, который должен использоваться для производства нитроглицерина, должен иметь минимальный удельный вес 1,261 при 15° C. Это можно определить либо с помощью ареометра Сарториуса, либо с помощью обычной пикнометрической склянки. Очень удобна склянка вместимостью 10 или 25 см³.

[Сноска A: См. также Sulman and Berry, Analyst, xi., 12-34, и Allen's "Commercial Organic Analysis", том ii., часть i.]

~Остаток~[A], остающийся после выпаривания, должен составлять не более 0,25 процента. Чтобы определить это, возьмите 25 г глицерина и выпарьте его при температуре около 160° C в платиновой чашке, закончив процесс в воздушной бане. Взвешивайте до получения постоянного веса. Затем прокалите над горелкой Бунзена и взвесьте золу.

[Сноска A: Органические вещества в количестве до 0,6 процента не всегда вредны для нитрующих свойств глицерина.]

~Серебряная проба.~ Часть образца глицерина для испытания следует поместить в небольшую бюксу, добавить к нему четверть его объема раствора нитрата серебра N/10, встряхнуть и поместить в темный шкаф на пятнадцать минут. Его следует признать плохим, если он почернеет или станет темно-коричневым в течение этого времени (акролеин, муравьиная и масляная кислоты).

Немецкий официальный тест для глицерина, предназначенного для фармацевтических целей, гораздо строже: 1 см³ глицерина, нагретый до кипения с 1 см³ раствора аммиака и тремя каплями раствора нитрата серебра, не должен давать ни окрашивания, ни осадка в течение пяти минут.

~Нитрование.~ Пятьдесят граммов глицерина наливают из стакана в смесь концентрированной азотной кислоты (удельный вес 1,53) и серной кислоты (1,84), смешанных в пропорции 3 HNO_{3} к 5 H_{2}SO_{4} (около 400 см³ смешанных кислот). Смешанные кислоты следует поместить в довольно большой стакан, который держат правой рукой в сосуде с водой, а глицерин медленно вливают в них из меньшего стакана, который держат в левой руке. Стакану, в котором проводится нитрование, следует придавать постоянное вращательное движение. Когда весь глицерин добавлен и смесь встряхивали еще несколько минут, ее выливают в делительную воронку и дают некоторое время постоять. Если глицерин хороший, он должен отделиться от смешанных кислот через десять минут, а линия раздела между нитроглицерином и кислотой должна быть четкой и резкой; также в жидкости не должно быть взвешенных белых хлопьевидных веществ. Избыток кислот теперь сливают, а нитроглицерин один или два раза встряхивают с теплым раствором карбоната соды, а затем только с водой. Нитроглицерин затем сливают во взвешенный стакан, поверхность осушают куском фильтровальной бумаги и взвешивают; 100 частей хорошего глицерина должны давать около 230 частей нитроглицерина. Более быстрый метод — взять только 10 см³ глицерина, удельный вес которого уже известен, провести нитрование, как указано выше, вылить в бюретку, считать объем нитроглицерина в см³ и умножить их на 1,6 (удельный вес нитроглицерина), таким образом: 10 г дали 14,5 см³ нитроглицерина, и 14,5 x 1,6 = 23,2 г, следовательно, 100 г дали бы 232 г нитроглицерина. Моменты, на которые следует обратить внимание при нитровании образца глицерина: разделение должно быть четким и происходить в течение получаса или менее, и не должно образовываться белых хлопьевидных веществ, особенно при добавлении раствора карбоната соды.

~Общий кислотный эквивалент.~ Г-н Г. Э. Бартон (Jour. Amer. Chem. Soc., 1895) предлагает определять его так: 100 см³ глицерина разбавляют до 300 см³ в стакане, добавляют несколько капель 1-процентного раствора фенолфталеина и 10 см³ нормального раствора каустической соды; после кипячения жидкость титруют нормальной соляной кислотой (таким образом указываются и приблизительно определяются жирные кислоты).

~Нейтральность.~ Тот же химик определяет нейтральность глицерина следующим образом: 50 см³ глицерина, смешанного со 100 см³ воды и несколькими каплями спиртового фенолфталеина[A], титруют соляной кислотой или гидроксидом натрия; для нейтрализации образца должно требоваться не более 0,3 см³ нормальной соляной кислоты или нормального раствора соды; сырые глицерины содержат от 0,5 до 1,0 процента карбоната натрия.

[Сноска A: Салман и Берри предпочитают лакмус в качестве индикатора.]

~Определение свободных жирных кислот.~ Взвешенное количество глицерина встряхивают с некоторым количеством нейтрального эфира в делительной воронке, дают глицерину отстояться, сливают его, а эфир промывают тремя отдельными порциями воды. Вода должна быть предварительно прокипячена и совершенно свободна от CO_{2}. Теперь вся свободная жирная кислота находится в эфире, и никакой другой растворимой кислоты нет. Добавляют каплю фенолфталеина, немного воды и определяют кислотность титрованием децинормальным раствором бариты, а количество взятого раствора бариты пересчитывают на олеиновую кислоту.

~Связанная жирная кислота.~ Около 30 г глицерина помещают в колбу и добавляют к нему около половины грамма каустической соды в растворе. Смесь нагревают в течение десяти минут при 150° C. После охлаждения добавляют немного чистого эфира и достаточно разбавленной H_{2}SO_{4}, чтобы сделать ее отчетливо кислой. Хорошо встряхивают. Все жирные кислоты переходят в эфир. Затем водный раствор удаляют, а эфир хорошо промывают для удаления всей H_{2}SO_{4}. После добавления фенолфталеина кислоту титруют, а использованное количество пересчитывают на олеиновую кислоту. Из этого общего количества жирных кислот вычитают свободную жирную кислоту и таким образом получают количество связанных жирных кислот.

~Примеси.~ В плохих образцах глицерина могут быть обнаружены следующие примеси: свинец, мышьяк, известь, хлор, серная кислота, тиосульфаты, сульфиды, цианистые соединения, органические кислоты (особенно олеиновая кислота и жирные кислоты[A]), продукты переработки канифоли и другие органические тела. Также говорят, что его фальсифицируют сахаром и глюкозным декстрином. Допускаются следы серной кислоты и мышьяка, а также очень незначительные следы извести и хлора.

[Сноска A: Эти вещества часто вызывают проблемы при нитровании, так как во время процесса промывки образуются белые хлопьевидные вещества.]

Органические кислоты, муравьиную и масляную кислоты, можно обнаружить путем нагревания образца глицерина в пробирке со спиртом и серной кислотой, при этом, если они присутствуют, образуются сложные эфиры, такие как этилформиат и этилбутират, причем первый пахнет персиками, а второй — ананасом.

~Олеиновая кислота~, если она присутствует в большом количестве, выпадает при разбавлении образца водой, но меньшие количества можно обнаружить путем пропускания тока диоксида азота N_{2}O_{4} (полученного нагреванием нитрата свинца) через разбавленный образец, при этом выпадает белый хлопьевидный осадок элаидиновой кислоты, которая менее растворима, чем олеиновая кислота. При встряхивании глицерина с хлороформом растворяются жирные кислоты, канифольное масло и некоторые другие примеси, в то время как некоторые другие образуют мутный слой между хлороформом и надосадочной жидкостью. При отделении хлороформа и выпаривании его досуха получается остаток, который можно исследовать далее.

~Хлорид натрия~ можно определить в 100 см³ глицерина путем добавления небольшого количества воды, нейтрализации карбонатом натрия и последующего титрования децинормальным раствором нитрата серебра с использованием хромата калия в качестве индикатора.

~Органические примеси~ различных видов встречаются в сыром глицерине и в большинстве своем нежелательны. Их сумму можно определить с достаточной точностью методом Салмана и Берри: 50 г образца разбавляют двойным объемом воды, осторожно нейтрализуют уксусной кислотой и нагревают для удаления углекислого газа; в холодном состоянии добавляют раствор основного ацетата свинца в небольшом, но отчетливом избытке и смесь хорошо встряхивают. Образование обильного осадка, который быстро оседает, является признаком значительной примеси в образце. Чтобы установить его количество, осадок сначала промывают декантацией, а затем собирают на тарированном или, предпочтительно, на двойном уравновешенном фильтре, где его дополнительно промывают, сушат при 100°–105° C и взвешивают. Осадок и фильтровальную бумагу затем прокаливают отдельно в фарфоре при слабом красном калении, остатки смачивают несколькими каплями азотной кислоты и прокаливают снова; вес оксида свинца, вычтенный из веса исходного осадка, дает вес органического вещества, осажденного свинцом. Сырые глицерины содержат от 0,5 до 1,0 процента.

~Альбуминовые вещества.~ Приблизительное определение альбуминовых веществ можно сделать путем осаждения основным ацетатом свинца, как описано выше, и определения азота методом Кьельдаля; азот, умноженный на 6,25, дает количество альбуминового вещества в осадке.

~Определение глицерина.~ Ацетиновый метод Бенедикта и Кантона основан на превращении глицерина в триацетин и омылении последнего, что сводит оценку глицерина к ацидиметрическому методу. Около 1,5 г сырого глицерина нагревают до кипения с 7 г уксусного ангидрида и 3–4 г безводного ацетата натрия под обратным холодильником в течение полутора часов. После охлаждения добавляют 50 см³ воды и смесь нагревают до тех пор, пока весь триацетин не растворится. Затем жидкость фильтруют в большую колбу, остаток на фильтре хорошо промывают водой, фильтрат полностью охлаждают, добавляют фенолфталеин и жидкость точно нейтрализуют разбавленным (2–3-процентным) раствором щелочи. Затем в жидкость пипеткой вводят 25 см³ 10-процентного раствора каустической соды, который должен быть точно стандартизирован по нормальной кислоте, и нагревают до кипения в течение десяти минут для омыления триацетина, после чего избыток щелочи оттитровывают обратно нормальной кислотой. 1 см³ нормальной кислоты соответствует 0,03067 г глицерина.

~Меры предосторожности.~ — Нагревание должно проводиться с обратным холодильником, так как триацетин несколько летуч. Используемый ацетат натрия должен быть совершенно безводным, иначе превращение глицерина в триацетил будет неполным. Триацетин при контакте с водой постепенно разлагается. Поэтому после завершения ацетилирования операции должны проводиться как можно быстрее. Необходимо нейтрализовать свободную уксусную кислоту очень осторожно и при быстром перемешивании, чтобы щелочь не оказалась в локальном избытке.

~Метод с оксидом свинца.~ — Два грамма образца смешивают с 40 г чистого глета и нагревают в воздушной бане до 130° C до тех пор, пока вес не станет постоянным, при этом следят за тем, чтобы глет был свободен от таких соединений свинца и других веществ, которые могли бы неблагоприятно повлиять на результаты, и чтобы нагревание смеси происходило в воздушной бане, свободной от углекислого газа. Увеличение веса глета минус вес вещества, нелетучего из 2 г глицерина при 160° C, умноженное на коэффициент 1,243, принимается за вес глицерина в 2 г образца. Глицерин должен быть достаточно чистым и свободным от смолистых веществ и SO_{3}, чтобы дать хорошие результаты этим методом.

~Анализ "отработанных кислот" от производства нитроглицерина или пироксилина.~ Определите удельный вес с помощью пикнометра или ареометра, а оксиды азота — перманганатным методом, описанным в разделе о нитроглицерине. Теперь определите общую кислотность смеси с помощью децинормального раствора гидрата натрия и рассчитайте ее как азотную кислоту (HNO_{3}), затем определите азотную кислоту с помощью нитрометра Лунге, вычтите найденный процент из общей кислотности и рассчитайте разницу как серную кислоту, таким образом:

Общая кислотность равна 97,46 процента — 11,07 процента HNO_{3} = 86,39 процента, тогда (86,39 x 49)/63 = 67,20 процента H_{2}SO_{4}.

Тогда анализ образца будет:

Серная кислота = 67,20 процента | Азотная кислота = 11,07 " |- Удельный вес = 1,7075. Вода = 12,73 " |

Этот метод достаточно точен для общего использования на заводе азотной кислоты. Смесь кислот можно брать по объему для определения оксида азота в нитрометре. 2 см³ — удобное количество в вышеуказанном случае, тогда 2 x 1,7075 (удельный вес) = 3,414 г взятого вещества дали 145 см³ NO (барометр = 748 мм, температура = 15° C), что равно 134,9 см³ (испр.), и так как 1 см³ NO = 0,0282 г HNO_{3}, 135 x 0,0282 = 0,378 г = 11,07 процента азотной кислоты.

~Нитрат натрия.~ Определите влажность и хлор обычными методами, а общее содержание NaNO_{3} — с помощью нитрометра; 0,45 г — очень удобное количество для работы (дает около 123 см³ газа); измельчите очень мелко и растворите в очень небольшом количестве горячей воды в чашке нитрометра; используйте около 15 см³ концентрированной H_{2}SO_{4}. Один кубический сантиметр NO равен 0,003805 г NaNO_{3}. Также следует определить нерастворимые вещества, как органические, так и неорганические, и проверить на наличие сульфата натрия и извести.

~Анализ фульмината ртути (метод Дайверса и Кавакиты).~ — Взвешенное количество фульмината ртути добавляют к избыточному, но измеренному количеству дымящей соляной кислоты, содержащейся в реторте, соединенной с приемником, содержащим воду. После нагревания в течение некоторого времени содержимое реторты и приемника смешивают и разбавляют, а ртуть осаждают сероводородом. При нагревании и воздействии воздуха в открытых сосудах сероводород по большей части улетучивается. Затем раствор титруют гидроксидом калия (KOH), а также другим количеством соляной кислоты, равным тому, которое использовалось с фульминатом. Поскольку хлорид ртути превращается обратно в соляную кислоту под действием сероводорода, и поскольку гидроксиламин не нейтрализует по лакмусу соляную кислоту, связанную с ним, в двух растворах имеется равное количество свободной или доступной соляной кислоты. Любой избыток кислоты в том растворе, в который был добавлен фульминат, будет, следовательно, обусловлен муравьиной кислотой, образовавшейся из фульмината. Д-р Дайверс и М. Кавакита, работая по этому методу, получили 31,31 процента муравьиной кислоты вместо 32,40, требуемых по теории. (Jour. Chem. Soc., стр. 17, 1884.)

Дайверс и Кавакита действуют так: 2,351 г, растворенные, как уже описано, в HCl, а затем разбавленные, дали сульфид ртути, равный 70,40 процента ртути. Тот же раствор, после удаления ртути, оттитрованный йодом на гидроксиламин, дал азот, равный 9,85 процента, а при выпаривании с гидроксиламмонийхлоридом — 9,55 процента. Раствор 2,6665 г фульмината в HCl известного количества, после удаления ртути сероводородом, дал при титровании гидратом калия муравьиную кислоту, равную 8,17 процента углерода. Собирая и сравнивая с расчетом по формуле, получаем —

Выч. I. II. III.

Ртуть 70,42 70,40 … … Азот 9,86 9,85 9,55 … Углерод 8,45 … … 8,17 Кислород 11,27 … … … _______

100,00

~Анализ состава капсюлей.~ — Г-да Ф. У. Джонс и Ф. А. Уиллкокс (Chem. News, 11 дек. 1896) предложили следующий процесс для анализа этого вещества: состав капсюлей обычно состоит из ингредиентов — хлората калия, сульфида сурьмы и фульмината ртути, и оценить эти вещества в присутствии друг друга обычными аналитическими методами — сложный процесс. Поскольку отделение сульфида сурьмы и фульмината ртути в присутствии хлората калия требует обработки смеси соляной кислотой, а это вызывает выделение сероводорода из сульфида и, как следствие, осаждение серы; а хлорат калия нельзя отделить от других ингредиентов обработкой водой из-за заметной растворимости фульмината ртути в холодной воде.

В ходе некоторых экспериментов по растворимости фульмината ртути г-да Джонс и Уиллкокс заметили, что это тело легко растворимо в ацетоне и других эфирных растворителях, когда они насыщены газообразным аммиаком, и что хлорат калия и сульфид сурьмы нерастворимы в чистом ацетоне, насыщенном аммиаком; эти наблюдения сразу дали простой метод разделения трех ингредиентов состава капсюлей. При использовании этого раствора ацетона и аммиака анализ можно провести за сравнительно короткое время, и он дает результаты достаточной точности для всех технических целей. Ниже приведены детали процесса:

Тарированную фильтровальную бумагу помещают в воронку, к шейке которой прикреплен кусок резиновой трубки, снабженной зажимом. Бумагу смачивают раствором ацетона и аммиака, состав капсюля взвешивают непосредственно на фильтровальной бумаге, затем покрывают раствором ацетона и аммиака и оставляют на тридцать четыре часа. Затем его неоднократно промывают тем же раствором до тех пор, пока промывные воды не перестанут давать окрашивание с сульфидом аммония, а затем промывают ацетоном до тех пор, пока промывные воды не перестанут давать остаток при выпаривании, высушивают и взвешивают. Бумагу снова помещают в воронку и промывают водой до тех пор, пока она не освободится от хлората калия, высушивают и взвешивают.

Если c = вес взятой навески, d = вес фильтровальной бумаги, a = вес после первой экстракции, b = вес после второй экстракции, то c+d-a = вес фульмината, c+d-a-b = вес KClO_{3}, b-d = вес сульфида сурьмы.

Состав следует мелко растереть в агатовой ступке.

Результаты анализа двух смесей известного состава этим методом приведены ниже —

________________________________________________________________________ | | A | B | | | | | | | | Процент | Процент | Процент | Процент | | | взято | найдено | взято | найдено | |____________________|____________|____________|____________|____________| | | | | | | | Сульфид сурьмы | 36.47 | 36.25 | 37.34 | 37.22 | | Хлорат калия | 33.25 | 33.71 | 46.03 | 46.43 | | Фульминат ртути | 30.27 | 30.02 | 16.61 | 16.34 | |____________________|____________|____________|____________|____________|

Метод д-ра Г. У. Браунсдона (Jour. Soc. Chem. Ind., xxiv., апрель 1905 г.) заключается в следующем: состав капсюля извлекается путем сжатия капсюля плоскогубцами над фарфоровой чашкой емкостью около 200 куб. см, при этом разрыхленная фольга и измельченный состав удаляются заостренной деревянной щепкой. Состав, прилипший к оболочке или фольге, разрыхляется спиртом и смывается в чашку спиртом из небольшой промывалки. Оболочку и фольгу откладывают в сторону и впоследствии взвешивают в сухом виде. Состав в чашке тщательно измельчают плоскодонной стеклянной палочкой, спирт выпаривают на водяной бане до тех пор, пока остаток не станет влажным, но не совсем сухим, затем добавляют 25 куб. см воды и состав тщательно перемешивают со дна. После добавления 0,5 г чистого тиосульфата натрия содержимое чашки тщательно перемешивают в течение двух с половиной минут. Затем добавляют одну каплю метилового оранжевого и раствор титруют серной кислотой N/20, которая была стандартизирована по навескам фульмината массой 0,05–0,1 г, к которым в фарфоровой чашке добавляют 25 куб. см воды, затем 0,5 г тиосульфата, и после перемешивания в течение двух с половиной минут титруют серной кислотой N/20. Небольшое количество присутствующего сульфида сурьмы не мешает определению конечной точки. После титрования раствор фильтруют через небольшой фильтр диаметром 5-1/2 см, который задерживает сульфид сурьмы. Фильтровальную бумагу, содержащую Sb_{2}S_{3}, тщательно промывают, а затем переносят в большую пробирку размером 6 на 1 дюйм. Добавляют 5 куб. см концентрированной соляной кислоты и содержимое пробирки осторожно кипятят в течение нескольких секунд, пока сульфид не растворится и весь H_{2}S не будет удален или разложен: добавляют 2–3 куб. см насыщенного раствора винной кислоты, и содержимое пробирки смывают в коническую колбу Эрленмейера емкостью 250 куб. см. Затем раствор почти нейтрализуют карбонатом натрия, добавляют избыток бикарбоната и после добавления некоторого количества раствора крахмала титруют раствором йода N/20. Этот метод для малых количеств антимонита является быстрым и точным, погрешность составляет не более ±0,0003 г Sb_{2}S_{3}.

Этот метод имеет тенденцию давать несколько заниженные показатели для фульмината, но поскольку они являются равномерными с пренебрежимо малой погрешностью, это не влияет на ценность результатов как критерия однородности. Д-ром Браунсдоном были получены следующие результаты испытаний —

____________________________________________________________ | | | | | Взято фульмината | Найдено фульмината | Погрешность | | г | г | г | | | | | | 0.0086 | 0.0083 | -0.0003 | | 0.0082 | 0.0081 | -0.0001 | | 0.0074 | 0.0071 | -0.0003 | | 0.0068 | 0.0066 | -0.0002 | |____________________|___________________|___________________| | | | | | Взято антимонита | Sb_{2}S_{3}, найдено | Погрешность | | г | г | г | | | | | | 0.0085 | 0.0084 | -0.0001 | | 0.0098 | 0.0099 | +0.0001 | | 0.0160 | 0.0157 | -0.0003 | | 0.0099 | 0.0100 | +0.0001 | |____________________|___________________|___________________|

ТАБЛИЦА ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ОБЪЕМОВ ГАЗОВ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ, СОДЕРЖАЩАЯ ДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ ФОРМУЛЫ.

V_{1} = V x B/(760 x (1 + dt)) (d = 0.003665) 1 + dt от 0° до 30° C.

___________________________________________________________ | | | | | | t. | 760x(1+dt). | t. | 760x(1+dt). | t. | 760x(1+dt). _____|_____________|_____|_____________|_____|_____________ | | | | | | °C. | | °C. | | °C. | 0.0 | 750.000 | 1.7 | 764.7352 | 3.4 | 769.4704 .1 | 760.2785 | .8 | 765.0137 | .5 | 769.7489 .2 | 760.5571 | .9 | 765.2923 | .6 | 770.0274 .3 | 760.8356 | 2.0 | 765.5708 | .7 | 770.3060 .4 | 761.1142 | .1 | 765.8493 | .8 | 770.5845 .5 | 761.3927 | .2 | 766.1279 | .9 | 770.8631 .6 | 761.6712 | .3 | 766.4064 | 4.0 | 771.1416 .7 | 761.9498 | .4 | 766.6850 | .1 | 771.4201 .8 | 762.2283 | .5 | 766.9635 | .2 | 771.6987 .9 | 762.5069 | .6 | 767.2420 | .3 | 771.9772 1.0 | 762.7854 | .7 | 767.5206 | .4 | 772.2558 .1 | 763.0639 | .8 | 767.7991 | .5 | 772.5343 .2 | 763.3425 | .9 | 768.0777 | .6 | 772.8128 .3 | 763.6210 | 3.0 | 768.3562 | .7 | 773.0914 .4 | 763.8996 | .1 | 768.6347 | .8 | 773.3699 .5 | 764.1781 | .2 | 768.9133 | .9 | 773.6485 .6 | 764.4566 | .3 | 769.1918 | 5.0 | 773.9270 _____|_____________|_____|_____________|_____|_____________ ___________________________________________________________ | | | | | | t. | 760x(1+dt). | t. | 760x(1+dt). | t. | 760x(1+dt). _____|_____________|_____|_____________|_____|_____________ | | | | | | °C. | | °C. | | °C. | 5.1 | 774.2055 | .9 | 787.5755 | .7 | 800.9454 .2 | 774.4841 | 10.0 | 787.8540 | .8 | 801.2239 .3 | 774.7626 | .1 | 788.1325 | .9 | 801.5025 .4 | 775.0412 | .2 | 788.4111 | 15.0 | 801.7810 .5 | 775.3197 | .3 | 788.6896 | .1 | 802.0595 .6 | 775.5982 | .4 | 788.9682 | .2 | 802.3381 .7 | 775.8768 | .5 | 789.2467 | .3 | 802.6166 .8 | 776.1553 | .6 | 789.5252 | .4 | 802.8952 .9 | 776.4339 | .7 | 789.8038 | .5 | 803.1737 6.0 | 776.7124 | .8 | 790.0823 | .6 | 803.4522 .1 | 776.9909 | .9 | 790.3609 | .7 | 803.7308 .2 | 777.2695 | 11.0 | 790.6394 | .8 | 804.0093 .3 | 777.5480 | .1 | 790.9179 | .9 | 804.2879 .4 | 777.8266 | .2 | 791.1965 | 16.0 | 804.5664 .5 | 778.1051 | .3 | 791.4750 | .1 | 804.8449 .6 | 778.3836 | .4 | 791.7536 | .2 | 805.1235 .7 | 778.6622 | .5 | 792.0321 | .3 | 805.4020 .8 | 778.9407 | .6 | 792.3106 | .4 | 805.6806 .9 | 779.2193 | .7 | 792.5892 | .5 | 805.9591 7.0 | 779.4978 | .8 | 792.8677 | .6 | 806.2376 .1 | 779.7763 | .9 | 793.1463 | .7 | 806.5162 .2 | 780.0549 | 12.0 | 793.4248 | .8 | 806.7947 .3 | 780.3334 | .1 | 793.7033 | .9 | 807.0733 .4 | 780.6120 | .2 | 793.9819 | 17.0 | 807.3518 .5 | 780.8905 | .3 | 794.2604 | .1 | 807.6303 .6 | 781.1690 | .4 | 794.5390 | .2 | 807.9089 .7 | 781.4476 | .5 | 794.8175 | .3 | 808.1874 .8 | 781.7261 | .6 | 795.0960 | .4 | 808.4660 .9 | 782.0047 | .7 | 795.3746 | .5 | 808.7445 8.0 | 782.2832 | .8 | 795.6531 | .6 | 809.0230 .1 | 782.5617 | .9 | 795.9317 | .7 | 809.3016 .2 | 782.8403 | 13.0 | 796.2102 | .8 | 809.5801 .3 | 783.1188 | .1 | 796.4887 | .9 | 809.8587 .4 | 783.3974 | .2 | 796.7673 | 18.0 | 810.1372 .5 | 783.6959 | .3 | 797.0458 | .1 | 810.4175 .6 | 783.9544 | .4 | 797.3244 | .2 | 810.6943 .7 | 784.2330 | .5 | 797.6029 | .3 | 810.9728 .8 | 784.5115 | .6 | 797.8814 | .4 | 811.2514 .9 | 784.7901 | .7 | 798.1600 | .5 | 811.5299 9.0 | 785.0686 | .8 | 798.4385 | .6 | 811.8084 .1 | 785.3471 | .9 | 798.7171 | .7 | 812.0870 .2 | 785.6257 | 14.0 | 798.9956 | .8 | 812.3655 .3 | 785.9042 | .1 | 799.2741 | .9 | 812.6441 .4 | 786.1828 | .2 | 799.5527 | 19.0 | 812.9226 .5 | 786.4613 | .3 | 799.8312 | .1 | 813.2011 .6 | 786.7398 | .4 | 800.1098 | .2 | 813.4797 .7 | 787.0184 | .5 | 800.3883 | .3 | 813.7582 .8 | 787.2969 | .6 | 800.6668 | .4 | 814.0368 _____|_____________|_____|_____________|_____|_____________ ___________________________________________________________ | | | | | | t. | 760x(1+dt). | t. | 760x(1+dt). | t. | 760x(1+dt). _____|_____________|_____|_____________|_____|_____________ | | | | | | °C. | | °C. | | °C. | 19.5 | 814.3153 | 23.0 | 824.0642 | .5 | 833.8131 .6 | 814.5938 | .1 | 824.3427 | .6 | 834.0916 .7 | 814.8724 | .2 | 824.6213 | .7 | 834.3702 .8 | 815.1500 | .3 | 824.8998 | .8 | 834.6487 .9 | 815.4925 | .4 | 825.1784 | .9 | 834.9273 20.0 | 815.7080 | .5 | 825.4569 | 27.0 | 835.2058 .1 | 815.9865 | .6 | 825.7354 | .1 | 835.4843 .2 | 816.2651 | .7 | 826.0140 | .2 | 835.7629 .3 | 816.5436 | .8 | 826.2925 | .3 | 836.0414 .4 | 816.8222 | .9 | 826.5711 | .4 | 836.3200 .5 | 817.1007 | 24.0 | 826.8496 | .5 | 836.5985 .6 | 817.3792 | .1 | 827.1281 | .6 | 836.8770 .7 | 817.6578 | .2 | 827.4067 | .7 | 837.1556 .8 | 817.9363 | .3 | 827.6852 | .8 | 837.4341 .9 | 818.2149 | .4 | 827.9638 | .9 | 837.7127 21.0 | 818.4934 | .5 | 828.2423 | 28.0 | 837.9912 .1 | 818.7719 | .6 | 828.5208 | .1 | 838.2697 .2 | 819.0505 | .7 | 828.7994 | .2 | 838.5483 .3 | 819.3290 | .8 | 829.0779 | .3 | 838.8268 .4 | 819.6076 | .9 | 829.3565 | .4 | 839.1054 .5 | 819.8861 | 25.0 | 829.6350 | .5 | 839.3839 .6 | 820.1646 | .1 | 829.9135 | .6 | 839.6624 .7 | 820.4432 | .2 | 830.1921 | .7 | 839.9410 .8 | 820.7217 | .3 | 830.4706 | .8 | 840.2195 .9 | 821.0003 | .4 | 830.7492 | .9 | 840.4981 22.0 | 821.2788 | .5 | 831.0277 | 29.0 | 840.7766 .1 | 821.5573 | .6 | 831.3062 | .1 | 841.0551 .2 | 821.8859 | .7 | 831.5848 | .2 | 841.3337 .3 | 822.1144 | .8 | 831.8633 | .3 | 841.6122 .4 | 822.3930 | .9 | 832.1419 | .4 | 841.8908 .5 | 822.6715 | 26.0 | 832.4204 | .5 | 842.1693 .6 | 822.9500 | .1 | 832.6989 | .6 | 842.4478 .7 | 823.2286 | .2 | 832.9775 | .7 | 842.7264 .8 | 823.5071 | .3 | 833.2560 | .8 | 843.0049 .9 | 823.7857 | .4 | 833.5346 | .9 | 843.2835 | | | | | 30.0 | 843.5620 _____|_____________|_____|_____________|_____|_____________

ГЛАВА VIII.

ТЕМПЕРАТУРА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, ТЕПЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ И Т. Д.

Аппарат Хорсли — Таблица температур воспламенения — Правительственный аппарат для тепловых испытаний динамитов — Нитроглицерин, пироксилин и бездымные пороха — Испытания на разжижение и выпотевание — Регулятор Пейджа для аппарата тепловых испытаний — Удельный вес взрывчатых веществ — Таблица температур детонации, чувствительности и т. д.

~Температура воспламенения взрывчатых веществ.~ — Температуру воспламенения взрывчатого вещества можно определить следующим образом: требуется медная чашка глубиной около 3 дюймов и шириной 6 или более дюймов, снабженная крышкой, также из меди. Крышка содержит несколько небольших отверстий, в каждое из которых впаяна толстая медная трубка диаметром около 5 мм и длиной 3 дюйма, с трубкой несколько большего размера в центре для размещения термометра. Чашку наполняют металлом Розе или парафином, в зависимости от предполагаемой требуемой температуры. Температуру воспламенения определяют следующим образом: после помещения небольшого кусочка асбестового войлока на дно центральной трубки вставляют термометр, а небольшое количество испытуемого взрывчатого вещества помещают в другие отверстия; затем крышку помещают на чашку, содержащую расплавленный парафин или металл, таким образом, чтобы медные трубки погрузились под поверхность жидкости; температуру бани повышают до тех пор, пока взрывчатое вещество не воспламенится, и отмечают температуру. Также следует отметить начальную температуру.

ТЕМПЕРАТУРА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ (по К. Э. Манро). (Использован аппарат Хорсли.)

_____________________________________________________________________ | | | | °C. | Нитроглицерин, 5 лет (взята одна капля) | 203-205 | Пироксилин (спрессованный военный хлопок, уд. вес 1.5) | 192-201 | Пироксилин, высушенный на воздухе, хранившийся 4 года | 179-187 | То же, хранившийся 1 год | 187-189 | Коллодионный хлопок, высушенный на воздухе, длинноволокнистый | | "Red Island cotton", 3 года | 186-191 | Коллодионный хлопок, высушенный на воздухе, 3 года, хранился влажным | 197-199 | Гидронитроцеллюлоза | 201-213 | Кизельгурный динамит, № 1 | 197-200 | Взрывчатый желатин | 203-209 | Фульминат ртути | 175-181 | Порох (снарядный) | 278-287 | Пикриновый порох Хилла (снаряды), хранился 10 лет | 273-283 | То же (ружейный) Состав: | 282-290 | Пикрат аммония 42.18 % | | Пикрат калия 53.79 " | | Древесный уголь (ольховый) 3.85 " | | ________ | | 99.82 | | Форсит, № 1 | 187-200 | Атлас-порох (75% НГ) | 175-185 | Эмменсит, № 1 Образец хранился в магазине несколько месяцев | 167-184 | в деревянном ящике. | | " № 2 Хранился в жестяной коробке. | 165-177 | " № 5 " " | 205-217 |__________________________________________________________|__________ | | | | °C. | | Порох, используемый в винтовке Шасспо | 191 | По Лейгу и Шампиону. | Французский порох | 295 | " " | Ружейный порох (пикратный) | 358 | " " | Пушечный | 380 | " " |__________________________________|_________|________________________

Аппарат Хорсли состоит из железного штатива с кольцевой опорой, удерживающего полусферический железный сосуд или баню, в которую помещают твердый парафин. Над ним находится другая подвижная опора, с которой подвешен термометр, отрегулированный так, чтобы его резервуар был погружен в материал, содержащийся в железном сосуде. Тонкая медная гильза диаметром 5/8 дюйма и длиной 1-15/16 дюйма подвешивается над баней с помощью треугольника так, чтобы конец гильзы находился ровно на 1 дюйм ниже поверхности расплавленного материала. При начале эксперимента по определению температуры воспламенения любого взрывчатого вещества материал в бане нагревают до температуры чуть выше точки плавления; в него вставляют термометр, а на дно гильзы помещают минимальное количество взрывчатого вещества. Отмечают начальную температуру, а затем гильзу, содержащую взрывчатое вещество, помещают в баню. Температуру быстро повышают до тех пор, пока содержимое гильзы не вспыхнет или не взорвется, после чего температуру отмечают как температуру воспламенения.

[Иллюстрация: РИС. 46. — АППАРАТ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ.]

Профессор К. Э. Манро из Торпедной станции США определил температуру воспламенения нескольких взрывчатых веществ с помощью этого аппарата.

~Правительственное тепловое испытание (Закон о взрывчатых веществах, 1875 г.): Требуемый аппарат.~ — Водяная баня, состоящая из сферического медного сосуда (a), рис. 46, диаметром около 8 дюймов и с отверстием около 5 дюймов; баня наполнена водой до уровня четверти дюйма от края. Она имеет свободную крышку из листовой меди диаметром около 6 дюймов (b) и опирается на штатив высотой около 14 дюймов (c), который покрыт грубой проволочной сеткой (e) и окружен экраном из тонкой листовой меди (d). Внутри последнего помещена горелка Арганда (f) со стеклянным дымоходом. Крышка (b) имеет четыре отверстия, расположенные, как показано на рис. II., № 4 для размещения регулятора Пейджа[A] или Шейблера, № 3 для термометра, №№ 1 и 2 для пробирок, содержащих испытуемое взрывчатое вещество. Вокруг отверстий 1 и 2 на нижней стороне крышки припаяны три куска латунной проволоки со слегка сходящимися концами (рис. III.); они действуют как пружины и позволяют легко устанавливать и извлекать пробирки.

[Сноска A: См. Chem. Soc. Jour., 1876, i. 24. Ф. Дж. М. Пейдж.]

~Пробирки~ длиной от 5-1/4 до 5-1/2 дюймов и такого диаметра, чтобы они вмещали от 20 до 22 кубических сантиметров воды при наполнении до высоты 5 дюймов; предпочтительнее довольно толстое стекло. Резиновые пробки, подходящие к пробиркам и несущие приспособление для удержания тест-бумаги, а именно: узкую стеклянную трубку, проходящую через центр пробки и заканчивающуюся платиновым проволочным крючком. Лучше использовать стеклянную палочку, вытянутую и загнутую на конце в форме крючка.

~Термометр~ должен иметь диапазон от 30° до 212° F или от 1° до 100° C. Полезны часы с секундной стрелкой.

~Тест-бумага.~ — Тест-бумагу готовят следующим образом: 45 гран (2,9 г) белого кукурузного крахмала (кукурузной муки), предварительно промытого холодной водой, добавляют к 8-1/2 унциям воды. Смесь перемешивают, нагревают до кипения и поддерживают слабое кипение в течение десяти минут; 15 гран (1 г) чистого йодида калия (предварительно перекристаллизованного из спирта, что абсолютно необходимо) растворяют в 8-1/2 унциях дистиллированной воды. Оба раствора тщательно смешивают и дают остыть. Полоски или листы белой английской фильтровальной бумаги, предварительно промытые водой и высушенные, погружают в приготовленный таким образом раствор и оставляют в нем не менее чем на десять секунд; затем им дают стечь и высохнуть в месте, свободном от лабораторных паров и пыли. Верхние и нижние края полосок или листов обрезают, а бумагу хранят в хорошо закупоренных бутылках в темноте. Размеры используемых кусочков тест-бумаги составляют около 4/10 дюйма на 8/10 дюйма (10 мм на 20 мм).[A]

[Сноска A: Когда бумага свежеприготовлена и пока она остается в хорошем состоянии, капля разбавленной уксусной кислоты, нанесенная на бумагу стеклянной палочкой, не вызывает окрашивания. Со временем она становится коричневатой при обработке кислотой, особенно если подвергалась воздействию солнечного света. Тогда она не пригодна для использования.]

В Германии используется крахмальная бумага с йодидом цинка, которая считается более чувствительной, чем йодид калия.

~Стандартная тонированная бумага.~ — Раствор карамели в воде готовят такой концентрации, чтобы при разбавлении в сто раз (10 куб. см доведены до 1 литра) оттенок этого разбавленного раствора был равен оттенку, полученному при испытании по Несслеру в 100 куб. см воды, содержащей 0,000075 г аммиака или 0,00023505 г AmCl. С помощью этого раствора карамели на полосках белой фильтровальной бумаги (предварительно хорошо промытой дистиллированной водой для удаления следов отбеливающих веществ и высушенной) пером рисуют линии. Когда полученные таким образом метки высыхают, бумагу разрезают на кусочки того же размера, что и описанная ранее тест-бумага, таким образом, чтобы на каждом кусочке была коричневая линия посередине его длины, и сохраняют только те полоски, у которых ширина коричневой линии варьируется от 1/2 мм до 1 мм (от 1/50 дюйма до 1/25 дюйма).

~Испытание динамита, взрывчатого желатина и желатин-динамита.~ — Препараты нитроглицерина, из которых нитроглицерин может быть извлечен описанным ниже способом, должны удовлетворять следующему испытанию, в противном случае они не будут считаться изготовленными с использованием «тщательно очищенного нитроглицерина», а именно: пятнадцать минут при 160° F (72° C).

~Требуемый аппарат.~ — Воронка диаметром 2 дюйма (d), цилиндрический мерный сосуд, разделенный на граны (e), рис. 47.

~Способ выполнения.~ — Около 300 (19,4 г) – 400 гран (26 г) динамита (b), мелко измельченного, помещают в воронку, которая неплотно закрыта свежепрокаленным асбестом (a). Поверхность разравнивают с помощью плоскодонной стеклянной палочки или пробки, и поверх нее рассыпают чистый промытый и высушенный кизельгур (c) слоем около 1/8 дюйма. Затем из промывалки наливают воду, и когда первая порция впитается, добавляют еще; это повторяют до тех пор, пока в градуированном мерном сосуде (e) не соберется достаточное количество нитроглицерина. Если прошла какая-либо вода, ее необходимо удалить из нитроглицерина с помощью фильтровальной бумаги, или нитроглицерин можно отфильтровать.

[Иллюстрация: РИС. 47. — АППАРАТ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ НИТРОГЛИЦЕРИНА ОТ ДИНАМИТА.]

[Иллюстрация: РИС. 48. — ПРОБИРКА, ПОДГОТОВЛЕННАЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОГО ИСПЫТАНИЯ.]

~Применение испытания.~ — Термометр закрепляют так, чтобы он был вставлен через крышку водяной бани в воду, поддерживаемую при 160° F (72° C), на глубину 2-3/4 дюйма. Пятьдесят гран (= 3,29 г) испытуемого нитроглицерина взвешивают в пробирке так, чтобы не испачкать стенки трубки (используйте пипетку). Тест-бумагу закрепляют на крючке стеклянной палочки так, чтобы при вставке в трубку она находилась в вертикальном положении. Достаточное количество смеси из половины дистиллированной воды и половины глицерина, чтобы увлажнить верхнюю половину бумаги, наносят на верхний край тест-бумаги с помощью стеклянной палочки или кисточки из верблюжьей шерсти; пробку с палочкой и бумагой закрепляют в пробирке, а положение бумаги регулируют так, чтобы ее нижний край находился примерно на полпути вниз по трубке; затем последнюю вставляют через одно из отверстий в крышке на такую глубину, чтобы нижний край увлажненной части бумаги находился примерно на 5/8 дюйма выше поверхности крышки. Испытание завершено, когда слабая коричневая линия, которая через некоторое время появляется на линии границы между сухой и влажной частями бумаги, по оттенку сравнивается с коричневой линией стандартной тонированной бумаги.

~Взрывчатый желатин, желатин-динамит, гелигнит и т. д.~ — Пятьдесят гран (= 3,29 г) взрывчатого желатина тщательно смешивают со 100 гранами (= 6,5 г) французского мела. Это делается путем осторожного перетирания двух материалов вместе деревянным пестиком в деревянной ступке. Затем смесь постепенно вводят в пробирку с помощью легкого постукивания по столу между введением последовательных порций смеси в трубку, так что когда трубка содержит всю смесь, она должна быть заполнена на 1-3/4 дюйма своей высоты. Затем тест-бумагу вставляют, как описано выше для нитроглицерина. Испытуемый образец должен выдерживать температуру 160° F в течение десяти минут, прежде чем произойдет обесцвечивание тест-бумаги, соответствующее по оттенку стандартной бумаге.

Примечание. — Нежелатинизированные препараты нитроглицерина, из которых нитроглицерин не может быть удален водой, испытываются без предварительного разделения ингредиентов, при температуре, как указано выше, 160° F, и времени семь минут.

~Пироксилин, порох Шульце, порох E.C. и т. д.: A. Спрессованный пироксилин.~ — Достаточное количество материала для двух или более испытаний извлекается из центра патрона путем осторожного соскабливания и, при необходимости, дополнительно измельчается путем растирания между пальцами. Полученный таким образом мелкий порошок рассыпают тонким слоем на бумажный лоток размером 6 на 4-1/2 дюйма, который затем помещают внутрь водяного сушильного шкафа, поддерживаемого при температуре как можно ближе к 120° F (49° C). Проволочные сетчатые полки шкафа должны находиться на расстоянии около 3 дюймов друг от друга. Образец оставляют в покое на пятнадцать минут в шкафу, дверца которого оставлена широко открытой. По прошествии пятнадцати минут лоток вынимают и подвергают воздействию воздуха в комнате в течение двух часов, при этом образец в какой-то момент в течение этого времени растирают на лотке рукой, чтобы довести его до мелкого и однородного состояния.

Тепловое испытание проводят, как и прежде, за исключением того, что температуру бани поддерживают на уровне 170° F (66° C), а регулятор устанавливают на поддержание этой температуры. Используют двадцать гран (1,296 г), помещенных в пробирку, осторожно прижимая их до тех пор, пока они не займут пространство как можно ближе к 1-5/10 дюйма в пробирке указанных ранее размеров. Мелкий хлопок, прилипший к стенкам трубки, можно удалить чистой тканью или шелковым платком. Бумагу увлажняют, касаясь верхнего края каплей 50-процентного раствора глицерина, трубку вставляют в баню на глубину 2-1/2 дюйма, измеренную от крышки, при этом регулятор и термометр вставляют на ту же глубину. Тест-бумагу следует держать ближе к верхней части пробирки, но не касаясь пробки, пока трубка не будет погружена примерно на пять минут. Примерно в это время на стенках пробирки, немного выше крышки бани, осядет кольцо влаги. Затем стеклянную палочку нужно опустить до тех пор, пока нижний край увлажненной части бумаги не окажется на одном уровне с нижней частью кольца влаги в трубке. За бумагой теперь внимательно следят. Испытание завершено, когда на линии границы между сухой и влажной частями бумаги появляется очень слабое коричневое окрашивание. Он должен выдерживать испытание не менее десяти минут при 170° F. (Время отсчитывается с момента первого погружения трубки в баню до появления обесцвечивания тест-бумаги.)

~B. Порох Шульце, порох E.C., коллодионный хлопок и т. д.~ — Образец сушат в шкафу, как указано выше, в течение пятнадцати минут и выдерживают на воздухе в течение двух часов. Затем применяют испытание, как указано выше для спрессованного пироксилина.

~C. Кордит~ должен выдерживать температуру 180° F в течение пятнадцати минут. Образец готовят следующим образом: от одного конца каждого выбранного для испытания стержня отрезают куски длиной полдюйма: в случае более толстых кордитов каждый отрезанный таким образом кусок дополнительно измельчают примерно на четыре части. Эти нарезанные куски затем один раз пропускают через мельницу, при этом первую порцию материала, которая проходит через нее, отбрасывают из-за возможного наличия посторонних веществ из мельницы. Измельченный материал помещают на верхнее сито набора сит и просеивают. Для испытания берут ту часть, которая прошла через верхнее сито и была задержана вторым. Если мельница правильно настроена, большая часть измельченного материала будет нужного размера. Если содержание летучих веществ во взрывчатом веществе превышает 0,5 процента, просеянный материал следует высушить при температуре, не превышающей 140° F, до тех пор, пока доля не превысит 0,5 процента. После измельчения каждого образца мельницу необходимо разобрать и тщательно очистить. Используемые сита состоят из набора двух сит с отверстиями, просверленными в листовой меди. Отверстия в верхнем сите имеют диаметр = 14 B.W.G., во втором = 21 B.W.G.

Если кордит слишком тверд для мельницы, его можно размягчить воздействием паров ацетона[A] или довести до необходимой степени измельчения с помощью острого умеренно грубого рашпиля. Если в парах ацетона он стал слишком мягким для мельницы, его следует нарезать на мелкие кусочки, которые можно довести до любой желаемой степени твердости простым выдерживанием на воздухе. Взрывчатые вещества, состоящие частично из желатинизированного коллодионного хлопка и частично из нежелатинизированного пироксилина, лучше всего измельчать в порошок рашпилем или размягчать воздействием паров смеси эфира и спирта при температуре от 40° F до 100° F.

[Сноска A: Г-н У. Каллен (Jour. Soc. Chem. Ind., 31 янв. 1901 г.) говорит: — "Несомненно, появление роговидных бездымных порохов в наше время немного затруднило придание испытанию того же объема, который оно имело при первом введении". Как правило, для каждого кажущегося аномальным результата можно найти простое объяснение, и в случайном удержании части растворителя, использованного при производстве, часто можно найти объяснение возникшей проблемы.]

~Баллистит.~ — В случае баллистита обработка такая же, за исключением того, что когда он находится в очень мелкозернистом состоянии, его не нужно нарезать.

~Тепловое испытание Гуттмана.~ — Это испытание было предложено г-ном Оскаром Гуттманом в докладе, прочитанном перед Обществом химической промышленности (том xvi., 1897 г.), взамен бумаги с йодидом калия и крахмалом, используемой в испытании Абеля. Используемая фильтровальная бумага смачивается раствором дифениламина[A] в серной кислоте. Раствор готовят следующим образом: возьмите 0,100 г кристаллов дифениламина, поместите их в широкогорлую колбу с притертой пробкой, добавьте 50 куб. см разбавленной серной кислоты (10 куб. см концентрированной серной кислоты на 40 куб. см воды) и поместите колбу в водяную баню при температуре от 50° до 55° C. При этой температуре дифениламин расплавится и сразу растворится в серной кислоте, после чего колбу следует вынуть, хорошо встряхнуть и дать остыть. После охлаждения добавьте 50 куб. см дважды дистиллированного глицерина Прайса, хорошо встряхните и храните раствор в темном месте. Испытание должно проводиться следующим образом: испытуемые взрывчатые вещества — пироксилин, нитроглицерин, динамит, взрывчатый желатин и т. д. — мелко измельчаются так же, как это предписано в настоящее время правилами Министерства внутренних дел. Бездымные пороха следует измельчать в колоколообразной кофейной мельнице как можно мельче и просеивать, как и раньше. 1,5 г взрывчатого вещества (из второго сита в случае бездымного пороха) взвешивают и помещают в пробирку, как использовалось ранее. Полоски хорошо промытой фильтровальной бумаги шириной 25 мм подвешивают на крючкообразной стеклянной палочке, как обычно. Каплю раствора дифениламина набирают с помощью чистой стеклянной палочки и касаются ею верхних углов фильтровальной бумаги так, чтобы при стекании двух капель вместе около четверти фильтровальной бумаги стало влажной. Затем ее помещают в пробирку, а ее, в свою очередь, в водяную баню, нагретую до 70° C. Реакция теплового испытания не должна проявляться менее чем за пятнадцать минут. Она начнется с того, что влажная часть бумаги приобретет зеленовато-желтый цвет, и с этого момента за бумагой следует внимательно следить. Через одну или две минуты на линии раздела между влажной и сухой частями фильтровальной бумаги внезапно появится темно-синяя метка, и это тот момент, который следует принять за результат.

[Сноска A: Д-р Г. Спика (Rivista, авг. 1897 г.) предлагает использовать гидрохлорид мета-фенилендиамина.]

~Испытание на выпотевание и разжижение для взрывчатого желатина, желатин-динамита и т. д.~ — Цилиндр из взрывчатого желатина и т. д. должен быть вырезан из испытуемого патрона, длина цилиндра должна быть равна его диаметру, а концы должны быть обрезаны ровно. Цилиндр следует поставить вертикально на плоскую поверхность без какой-либо обертки и закрепить булавкой, проходящей вертикально через его центр. В этом состоянии цилиндр должен подвергаться воздействию температуры в диапазоне от 85° до 90° F (включительно) в течение 144 часов подряд (шесть дней и ночей), и во время такого воздействия цилиндр не должен уменьшиться в высоту более чем на одну четверть своей первоначальной высоты, а верхняя обрезанная поверхность должна сохранять свою плоскостность и остроту края.

~Испытание на выпотевание.~ — Не должно быть отделения от общей массы взрывчатого желатина или желатин-динамита вещества с меньшей консистенцией, чем основная часть оставшегося материала, при любых условиях хранения, транспортировки или использования, или когда материал три раза подряд подвергается попеременному замораживанию и оттаиванию, или когда он подвергается описанному выше испытанию на разжижение.

~Пикриновая кислота.~ — Материал должен содержать не более 0,3 части минеральных или негорючих веществ на 100 частей по весу материала, высушенного при 160° F. Он не должен содержать более минимальных следов свинца. Сто частей сухого материала не должны содержать более 0,3 части общей (свободной и связанной) серной кислоты, из которых не более 0,1 части должно быть свободной серной кислоты. Его температура плавления должна быть от 248° до 253° F.

~Аммонит, беллит, робурит и взрывчатые вещества аналогичного состава.~ — Они должны выдерживать те же тепловые испытания, что и спрессованная нитроцеллюлоза, пироксилин и т. д.

~Хлоратные смеси.~ — Материал не должен быть слишком чувствительным и не должен проявлять склонности к повышению чувствительности при хранении. Он не должен содержать ничего, что могло бы привести к восстановлению хлората. Содержание хлоридов в пересчете на хлорид калия не должно превышать 0,25%. Материал не должен содержать свободных кислот или веществ, способных к образованию свободных кислот. Взрывчатые вещества этого класса, содержащие нитросоединения, подлежат тепловому испытанию.

~Регулятор Пейджа.~ — Наиболее удобным газовым регулятором для использования с аппаратом для тепловых испытаний является прибор, изобретенный доктором естественных наук Ф. Дж. М. Пейджем[A] (рис. 49). Он не подвержен влиянию колебаний барометрического давления, прост и удобен в установке. Он состоит из термометра с удлиненным стеклянным резервуаром диаметром 5/8 дюйма и длиной 3 дюйма. Шток термометра имеет длину 5 дюймов и внутренний диаметр от 1/8 до 3/16 дюйма. На расстоянии полутора дюймов от верхнего конца штока под прямым углом впаяна стеклянная трубка длиной 1 дюйм того же диаметра, что и шток, образуя Т-образное соединение. Стеклянная трубка (A) с наружным диаметром около 7/16 дюйма и длиной 1,5 дюйма снабжена с одного конца короткой плотной пробкой (C, рис. 50). В центре этой пробки просверлено отверстие, в которое плотно входит шток термометра. Другой конец этой стеклянной трубки закрыт плотно пригнанной пробкой, предпочтительно из индийской резины (I), в центре которой проделано отверстие с помощью тонкого шила. В полученное отверстие вставлена тонкая стеклянная трубка (B) длиной 3 дюйма, достаточно малого диаметра, чтобы свободно входить внутрь штока термометра.

[Сноска A: Chemical Soc. Jour., 1876, i. 24.]

Термометр заполняют ртутью через маленькую воронку до тех пор, пока уровень ртути (при желании получить определенную температуру) не окажется примерно на 1,5 дюйма ниже Т-образного отвода. Стеклянную трубку A, закрытую сверху пробкой I, через которую тонкая стеклянная трубка B проходит в шток термометра, теперь заполняют с помощью перфорированной пробки на нижнем конце, надетой на шток термометра. Трубка подачи газа присоединяется к верхней части трубки A, а горелка — к Т-образному отводу, так что газ поступает сверху, проходит вниз по тонкой трубке B, поднимается в пространстве между B и внутренней стенкой штока термометра и выходит через Т-образный отвод. Регулятор настраивают на заданную температуру, перемещая пробку C, а следовательно, и жестко прикрепленные к ней трубки A и B, вверх или вниз по штоку термометра до тех пор, пока регулятор не начнет перекрывать подачу газа при достижении желаемой температуры.

[Иллюстрация: РИС. 49. — РЕГУЛЯТОР ПЕЙДЖА.]

[Иллюстрация: РИС. 50. — ГАЗОВЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕЙДЖА, ПОКАЗЫВАЮЩИЙ БАЙПАС И УСТРОЙСТВО ОТСЕЧКИ.]

Как только температура падает, ртуть сжимается, открывая конец трубки B. Подача газа возобновляется, и температура растет до тех пор, пока регулятор снова не перекроет газ. Чтобы предотвратить возможное погасание пламени из-за работы регулятора, латунная трубка, подающая газ к регулятору, соединяется с трубкой, отводящей газ от регулятора к горелке, через небольшой латунный кран (рис. 2). Этот кран образует регулируемый байпас, благодаря чему небольшое пламя может продолжать гореть, даже если регулятор полностью перекрыт. Очевидно, что количество газа, подаваемого через байпас, всегда должно быть меньше количества, необходимого для поддержания желаемой температуры. Этот регулятор, помещенный в стакан с водой на треноге, способен поддерживать температуру воды в течение четырех-пяти часов с точностью до 0,2° C, а в воздушной бане — в течение шести недель с точностью до 0,5° C.

Кратко подытожим метод использования регулятора: заполнив его ртутью примерно на 1/2 дюйма ниже Т-образного отвода, подсоедините подачу газа, как показано на схеме (рис. 2), при открытом латунном кране и трубке B, не перекрытой ртутью. Дайте газу полностью вытеснить воздух из аппарата. Опустите трубку A так, чтобы конец B оказался глубоко под поверхностью ртути. Закройте кран байпаса до появления минимального пламени. Поднимите A и B и дайте температуре подняться до желаемого уровня. Затем медленно опускайте трубки A и B, пока пламя не погаснет. После этого регулятор будет поддерживать температуру на заданном уровне.

~Испытание нитроцеллюлозы по методу Вилля.~ — Принцип испытания доктора В. Вилля[A] можно кратко описать следующим образом: регулярность, с которой нитроцеллюлоза разлагается в условиях, допускающих удаление продуктов разложения сразу после их образования, является мерой ее стабильности. В качестве разлагающего агента используется достаточно высокая температура (135° C), при этом взрывчатое вещество находится в постоянно сменяемой атмосфере диоксида углерода, нагретого до той же температуры: образующиеся оксиды азота прогоняются над раскаленной медью, где восстанавливаются до азота, после чего измеряются и сравниваются скорости выделения азота. Доктор Вилль считает, что лучшим определением и критерием стабильности нитроцеллюлозы является выделение равных количеств азота за равные промежутки времени при высокой температуре. Для целей производства особенно важно, чтобы материал был очищен до предела, то есть до точки, при которой дальнейшая промывка не приводит к изменению скорости его разложения, измеренной описанным способом.

[Сноска A: W. Will, Mitt. a. d. Centrallstelle f. Wissench. Techn. Untersuchungen Nuo-Babelsberg Berlin, 1902 [2], 5-24.]

Образец пироксилина (2,5 г) помещают в трубку для разложения шириной 15 мм и высотой 10 см и нагревают в масляной бане до постоянной температуры; образующиеся оксиды прогоняются над раскаленной медью, где они восстанавливаются, а азот собирается в измерительных трубках. Необходимо следить за тем, чтобы кислые продукты разложения не конденсировались ни в одной части аппарата. Воздух во всем аппарате предварительно вытесняется потоком диоксида углерода, поступающим из генератора или газгольдера и проходящим через скрубберы; этот поток газа поддерживается на протяжении всего эксперимента, а в конце системы газ поглощается крепким раствором едкого кали. Для защиты от опасности взрывов, которые иногда случаются, трубка для разложения и масляная баня окружены большим кожухом со стенками из листового железа и прочного стекла.

Аппарат доктора Вилля был модифицирован доктором Робертсоном[A] из Королевского порохового завода в Уолтем-Эбби. Форма используемого им аппарата показана на рис. 51.

~Газгольдеры CO_{2}.~ — Хотя высказывались возражения против использования сжатого CO_{2} в стальных баллонах из-за предполагаемого большого и переменного количества присутствующего в нем воздуха, тем не менее было установлено, что можно получить этот газ с содержанием воздуха всего 0,02%. Частые оценки содержания воздуха в CO_{2} из баллона показывают, что даже в коммерческом продукте, после удаления основной массы CO_{2}, остаточный газ содержит лишь очень небольшое количество воздуха, которое уменьшается постепенно и совершенно равномерно. Например, один баллон, который при анализе показал 0,03% воздуха по объему, после трех месяцев постоянного использования показал 0,02%. Преимущество использования CO_{2} из этого источника очевидно по сравнению с трудностями получения потока газа постоянного состава из аппарата Киппа или Финенера. Микрометрический винт в дополнение к основному клапану баллона с CO_{2} полезен для регулирования скорости потока. Следует провести контрольный опыт, чтобы определить количество воздуха в CO_{2} и внести соответствующую поправку в последующие показания.

[Сноска A: Jour. Soc. Chem. Ind., June 30, 1902, p. 819.]

[Иллюстрация: Рис 51. — Аппарат Вилля для испытания нитроцеллюлозы]

~Измерение давления и скорости потока.~ — Большое внимание уделяется измерению скорости потока газа, которое осуществляется путем подсчета с помощью секундомера количества пузырьков газа в минуту в небольшой промывной склянке с серной кислотой. Здесь устанавливается ртутный манометр, который полезен для обнаружения утечек в аппарате. Скорость потока, дающая наиболее удовлетворительные результаты, составляет 1000 куб. см в час. Если поток слишком быстрый, газ не успевает достаточно прогреться в стеклянной спирали, а если слишком медленный, происходит более быстрое разложение нитроцеллюлозы под действием не удаленных оксидов азота.

~Трубка для разложения.~ — Имеет форму и размеры, указанные доктором Виллем (15 мм в ширину и 10 см в высоту), при этом спираль для предварительного нагрева выполнена из тончайшей трубки для ареометров. Притертая выходная трубка удерживается на месте небольшим винтовым зажимом с цапфовыми подшипниками.

~Баня.~ — Чтобы позволить проводить два эксперимента одновременно, баня приспособлена для двух трубок разложения и работает по принципу воздушной бани Лотара Мейера, то есть сама баня, заполненная углеводородным маслом с высокой температурой вспышки и снабженная крышкой с двумя круглыми отверстиями для спиральных трубок, окружена покрытой асбестом оболочкой, внутри которой циркулируют продукты сгорания многочисленных маленьких газовых горелок. Мешалка, приводимая в движение водяным двигателем или, что еще лучше, двигателем горячего воздуха, имеет ряд спиральных лопастей, изогнутых для тщательного перемешивания масла. Таким образом достигается высокая равномерность и постоянство температуры. Баня также оснащена регулятором температуры и термометром.

~Трубка восстановления.~ — Изготовлена из меди и состоит из двух частей: внешней трубки и внутренней, доходящей почти до дна первой. Во внутреннюю трубку вставлена спираль из восстановленной медной сетки, а в кольцевое пространство между трубками помещена плотно набитая спираль из восстановленной меди. В нижней части входная трубка погружена в слой асбеста с оксидом меди, поверх которого находится слой асбеста с восстановленной медью. Через пробку из индийской резины проходит стеклянная трубка, выводящая CO_{2} и азот из трубки восстановления. Поскольку часть трубки, содержащая спирали, нагревается докрасна, на обеих трубках (внутренней и внешней) предусмотрены водяные рубашки для защиты пробки из индийской резины.

~Аппарат для измерения азота.~ — Используется измерительная трубка с зигзагообразным устройством, которая оказалась очень экономичной в отношении расхода поташа. Удобнее всего снимать показания, уравновешивая столбик раствора поташа и считывая объем газа при атмосферном давлении. Для этого кран непосредственно перед измерительной трубкой на мгновение закрывается, что, как было доказано, не оказывает вредного влияния на ход испытания. Во всех экспериментах, проводимых по этому методу, поправка на воздух вычитается из каждого показания, а остаток приводится к миллиграммам азота с внесением обычных поправок. Поскольку против этого метода часто выдвигались возражения на основании трудности интерпретации полученных результатов, доктор Робертсон провел серию экспериментов с целью стандартизации испытания, а также определения условий, при которых его можно применять наиболее чувствительным и эффективным образом. После испытания различных видов нитроцеллюлозы в качестве типичных представителей стабильных и нестабильных продуктов были выбраны, с одной стороны, штатный пироксилин, а с другой — экспериментальный пироксилин Z. Первым моментом, выявленным этими экспериментами, была поразительная однородность штатного пироксилина: во-первых, в отношении прямолинейного характера кривой выделения азота, а во-вторых, в отношении узкого диапазона, в который попадает большое количество результатов (15 образцов дали от 6,6 до 8,7 мг азота, выделившегося за четыре часа). В случае штатного пироксилина изменение скорости пропускания газа CO_{2} в широком диапазоне от 500 до 2500 куб. см в час дает незначительную разницу в скорости выделения азота. Однако с пироксилином Z (см. рис. 52) дело обстоит иначе. При работе со скоростью 1000 куб. см CO_{2} в час получается кривая выделения азота, которая имеет изгиб и хорошо отражает присущую материалу нестабильность, существование которой подтверждается другими соображениями. При работе со скоростью 1500 куб. см в час, как рекомендовал доктор Вилль, выделение азота представляется прямой линией, однако более крутой, чем у штатного пироксилина. Поэтому скорость пропускания CO_{2} была выбрана равной 1000 куб. см в час, или две трети от скорости доктора Вилля, и эта скорость, помимо заявленного преимущества — возможности диагностировать характер выделения азота в пироксилине Z, — в других случаях оказалась полезной для выявления взаимосвязей, которые при более высокой скорости были бы полностью скрыты.

[Иллюстрация: Рис. 52. — Результаты доктора Робертсона.]

[Иллюстрация: Рис. 53. — Штатный пироксилин для кордита, изготовленный на частном заводе.]

Показания снимаются через тридцать минут с момента начала нагревания нитроцеллюлозы, а затем с интервалами в пятнадцать минут в течение примерно четырех часов; свежий едкий кали добавляется каждые тридцать минут или около того. Удобно строить результаты в виде кривых. Кривые, приведенные на рис. 53, получены производителями пироксилина на частном заводе в Англии. Скорость выделения азота следующая:

Через 1 час. Через 2 часа. Через 3 часа. Через 4 часа. N. N. N. N. в миллиграммах. 1,25 2,55 4,5 5,75 1,5 3,25 5,25 6,75. Эти результаты весьма удовлетворительны, пироксилин был очень хорошего качества. Для удаления всего воздуха из аппарата требуется несколько часов. Доктор Вилль в своей оригинальной статье указывал пятнадцать минут, но этого оказалось недостаточно. Не было удовлетворительно доказано, что метод Вилля можно применять к желатинированным нитроцеллюлозным порохам. Удобно строить результаты в виде кривых; азот обычно указывается в кубических сантиметрах или миллиграммах, а показания снимаются каждые пятнадцать минут. Крутизна кривой является мерой стабильности исследуемой нитроцеллюлозы. Чем круче кривая, тем больше азота выделяется в единицу времени и тем менее стабильна нитроцеллюлоза. В случае нестабильной нитроцеллюлозы, нагреваемой в описанных условиях, выделение азота вначале происходит гораздо интенсивнее, чем в последующий период. Если нитроцеллюлоза очень нестабильна, происходят взрывы. Если выделение азота равномерно в течение длительного нагревания, то нитроцеллюлозу можно считать «нормальной». Если требуется определить абсолютное количество азота, выделившегося из нитроцеллюлозы, необходимо соблюдать следующие условия: (1) точное взвешивание нитроцеллюлозы; (2) определение количества воздуха в CO_{2} и вычитание его из полученного объема газа; (3) приведение объема газа к объему при 0° C и давлении 760 мм.[A]

[Сноска A: См. также Jour. Soc. Chem. Ind., Dec. 1902, pages 1545-1555, о «Стабильности нитроцеллюлозы» и «Исследовании нитроцеллюлозы», д-р Вилль.]

~Бергман и Юнк~[A] описывают метод испытания нитроцеллюлозы, который уже несколько лет используется на прусской испытательной станции. Аппарат состоит из закрытой медной бани, снабженной конденсатором и 10 углубленными трубками длиной 20 см. Путем кипячения амилового спирта в бане трубки можно поддерживать при постоянной температуре 132° C. Испытуемое взрывчатое вещество помещают в стеклянную трубку длиной 35 см и шириной 2 см, имеющую притертую горловину, в которую вставляется поглотительная колба. Весь аппарат окружен защитным экраном на случай взрыва. При проведении испытания 2 г взрывчатого вещества помещают в стеклянную трубку и хорошо утрамбовывают. Поглотительную колбу наполовину заполняют водой и вставляют в притертую горловину стеклянной трубки, которую затем помещают в одну из трубок бани, предварительно доведенную до температуры кипения (132° C). Выделяющиеся оксиды азота поглощаются водой в колбе, и по истечении двух часов трубки вынимают из бани; при охлаждении вода из колбы стекает обратно и смачивает взрывчатое вещество. Содержимое трубки фильтруют и промывают, фильтрат окисляют перманганатом, а азот определяют как оксид азота методом Шульце-Тимана. Авторы приходят к выводу, что стабильный пироксилин при нагревании до 132° C в течение двух часов выделяет не более 2,5 куб. см оксида азота на грамм, а стабильный коллодионный хлопок — не более 2 куб. см при тех же условиях. Процент влажности в испытуемом образце должен быть как можно ниже. Образец нитроцеллюлозы, содержащий 1,97% влаги, дал выделение 2,6 куб. см на грамм, в то время как тот же образец с 3,4% влаги дал выделение более 50 куб. см на грамм. Добавление карбоната натрия к нестабильной нитроцеллюлозе уменьшает скорость разложения, но если карбонат натрия тщательно смешать со стабильной нитроцеллюлозой, скорость разложения увеличится. Карбонат кальция и хлорид ртути влияния не оказывают. Если нестабильную нитроцеллюлозу экстрагировать спиртом, получается стабильное соединение. Процент растворимости нитроцеллюлозы в эфиро-спирте возрастает при нагревании до 132° C. У образца, который до нагревания имел растворимость 4,7%, после шести часов нагревания растворимость увеличилась до 82,5%.

[Сноска A: Jour. Soc. Chem. Ind., xxiii., Oct. 15, 1904, p. 953.]

Г-н А. П. Си (Jour. Amer. Chem. Soc., 1903) описывает новый метод испытания стабильности нитроцеллюлозы, который он называет «Предел упругости сопротивления пороха нагреванию». Испытание заключается в нагревании пороха на часовом стекле в печи до температуры 115° C; через восемь часов часовое стекло и порох взвешивают, и процесс повторяют ежедневно в течение шести дней или менее. Он утверждает, что порох испытывается в своем естественном состоянии, учитываются все продукты разложения, тогда как в старых методах показывались только кислые продукты, а в методе Вилля — только азот; этот метод дает представление о влиянии малых количеств добавленных веществ или посторонних примесей на стабильность, он прост и не подвержен вариациям, свойственным старым методам.

Обермюллер (Jour. Soc. Chem. Ind., April 15, 1905) считает метод Бергмана и Юнка слишком сложным и занимающим слишком много времени; он предлагает нагревать пироксилин до 140° C в вакууме и непрерывно измерять с помощью ртутного манометра давление, создаваемое выделяющимися газами, при поддержании постоянного объема последних; скорость возрастания давления является мерой скорости разложения нитроцеллюлозы.

УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И Т. Д.

Нитроглицерин 1,6; Пироксилин (сухой) 1,06; « (25% воды) 1,32; Динамит № 1 1,62; Гремучий студень 1,54; Желатин-динамит 1,55; Баллистит 1,6; Форцит 1,51; Тонит 1,28; Робурит 1,40; Беллит 1,2-1,4; Карбо-динамит 1,5; Литая пикриновая кислота Тюрпена 1,6; Нитроманнит 1,6; Нитрокрахмал 1,5; Эмменсит 1,8; Мононитробензол 1,2; Мета-динитробензол 1,575 при 18° C; Орто-динитробензол 1,590 «; Пара-динитробензол 1,625 «; Британский порох, E.X.E. 1,80; « « S.B.C. 1,85; Каннонит (порох) 1,60; Целлулоид 1,35; Целлюлоза 1,45; Нитрат аммония 1,707; Фульминат ртути 4,42.

ТАБЛИЦА ТЕМПЕРАТУР ДЕТОНАЦИИ.

Гремучий студень 3220°; Нитроглицерин 3170°; Динамит 2940°; Пироксилин 2650°; Тонит 2648°; Пикриновая кислота 2620°; Робурит 2100°; Нитрат аммония 1130°.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ДЕТОНАЦИИ (профессор Ч. Э. Манро, станция торпедного вооружения ВМС США).

__________________________________________________________________________ | | Максимальное | | | расстояние | | | при котором | | | произошла | | | детонация. | | | СМ. | | Пироксилин | 10 | Нитроглицерин 86,5, нитрохлопок | | | 9,5, камфора 4%. | Взрывчатый желатин | 20 | NH_{4}NO_{3} 5 частей, | (камфорированный) | | C_{6}H_{4}(NO_{3})_{2} 1 часть. | Порох Джадсона, R.R.P. | 25 | | Эмменсит (№ 259) | 30 | | Рак-а-рок | 32 | KClO_{3} 79 частей, | | | C_{6}H_{5}(NO)_{2} 21 часть. | Беллит | 50 | | Форцит № 1 | 61 | | Кизельгуровый динамит № 1 | 64 | 75% нитроглицерина. | Атлас-порох № 1 | 74 | | __________________________|____________|_________________________

ГЛАВА IX.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СИЛЫ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.

Эффективность взрывчатого вещества — Бризантные и метательные взрывчатые вещества — Теоретическая эффективность — Результаты ММ. Ру и Сарро — Абеля и Нобеля — Баллистическое испытание Нобеля — Мортира, манометр или крешерный манометр — Свинцовые цилиндры — Машина для измерения фут-фунтов — Манометр Нобеля — Результаты лейтенанта Уолка — Расчет давления, развиваемого динамитом и пироксилином — Результаты Макнаба и Ристори по теплу, выделяемому при взрыве различных взрывчатых веществ — Состав некоторых взрывчатых веществ, широко используемых для взрывных работ и т. д.

~Определение относительной силы взрывчатых веществ.~ — Взрывчатые вещества можно грубо разделить на две категории: те, которые при взрыве производят разрушительную силу, и те, которые производят метательную силу. Взрывчатые вещества первого класса обычно называют бризантными, и они по большей части состоят из нитросоединений или смесей нитросоединений с другими веществами. Любое взрывчатое вещество, детонация которого происходит очень быстро, является бризантным, но этот термин в основном применяется к нитровзрывчатым веществам.

Эффективность взрывчатого вещества зависит от объема и температуры образующихся газов, а также от скорости взрыва. В бризантных взрывчатых веществах химическое превращение происходит очень быстро, поэтому они оказывают дробящий или разрушительный эффект. Порох, с другой стороны, является метательным взрывчатым веществом и производит толкающий или отбрасывающий эффект.

Максимальная работа, которую способно произвести взрывчатое вещество, пропорциональна количеству тепла, выделяющегося при его химическом превращении. Это можно выразить в килограммометрах формулой 425Q, где Q — количество выделенных единиц тепла. Однако теоретическая эффективность взрывчатого вещества по многим причинам не может быть достигнута на практике.

В случае взрывных работ по породе, например:[A] — 1. Неполное сгорание взрывчатого вещества. 2. Сжатие и химические изменения, вызванные в окружающем материале. 3. Энергия, затраченная на растрескивание и нагрев материала, который не был смещен. 4. Утечка газа через шпур и трещины, вызванные взрывом. Доля полезной работы оценивается от 14 до 33% от теоретического максимального потенциала.

[Сноска A: C.N. Hake, Government Inspector of Explosives, Victoria, Jour. Soc. Chem. Ind., 1889.]

Для целей сравнения производители обычно полагаются больше на практическую, чем на теоретическую эффективность взрывчатого вещества. Однако они находятся в одном и том же соотношении друг с другом, как показывает следующая таблица г-д Ру и Сарро:

МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.

Теоретическая работа в кг. Относительная величина.

Взрывчатый порох (62% KNO_{3}) 242 335 1,0; Динамит (75% нитроглицерина) 548 250 2,26; Гремучий студень (92% нитроглицерина) 766 813 3,16; Нитроглицерин 794 563 3,28.

Эксперименты, проведенные в свинцовых цилиндрах, дают: Динамит 1,0; Гремучий студень 1,4; Нитроглицерин 1,4.

Сэр Фредерик Абель и капитан У. Г. Нобль, R.A., показали, что максимальное давление, оказываемое порохом, равно 486 фут-тоннам на фунт пороха, или что когда 1 кг пороховых газов занимает объем 1 литр, давление равно 6400 атмосферам; а Бертло рассчитал, что каждый грамм взорванного нитроглицерина дает 1320 единиц тепла. ММ. Ру и Сарро из Центрального порохового депо в Париже с помощью калориметрических определений показали, что при детонации выделяются следующие единицы тепла:

Nitro-glycerine 1,784 heat units.
Gun-cotton 1,123 "
Potassic picrate 840 "

которые, будучи умноженными на механический эквивалент на единицу, дают:

Нитроглицерин 778 метротонн на килограмм; Пироксилин 489 « «; Пикрат калия 366 « «.

~Баллистическое испытание Нобеля.~ — Альфред Нобель первым использовал мортирный метод для измерения (баллистической) силы взрывчатых веществ. Использование мортиры для измерения относительной силы взрывчатых веществ не дает очень точных результатов, но в то же время полученная информация представляет значительную ценность с практической точки зрения. Мортира состоит из сплошного чугунного цилиндра, один конец которого рассверлен на глубину 9 дюймов, при этом диаметр канала составляет 4 дюйма. На дне канала находится стальной диск толщиной 3 дюйма, в котором просверлено еще одно отверстие размером 3 на 2 дюйма. Сама мортира (рис. 54) снабжена цапфами и прочно закреплена на очень массивном деревянном лафете, который надежно привинчен к земле. Используемый снаряд должен весить 28 фунтов и быть точно обточен, чтобы соответствовать каналу мортиры. По его центру проходит отверстие, через которое вставляется запал.

Метод проведения эксперимента следующий: кусок твердого дерева обтачивается на токарном станке так, чтобы точно соответствовать отверстию в стальном диске на дне канала. Этот деревянный цилиндр сам содержит небольшую полость, в которую помещается взрывчатое вещество. Десять граммов — очень удобное количество. Перед помещением в мортиру во взрывчатом веществе можно сделать отверстие с помощью стеклянной палочки такого размера, чтобы в него как раз входил используемый детонатор. После помещения деревянного цилиндра со взрывчатым веществом в полость на дне канала, снаряд, слегка смазанный маслом, осторожно опускают на него. Кусок запала длиной около фута, снабженный детонатором, теперь проталкивается через отверстие в центре снаряда до тех пор, пока детонатор не окажется погруженным во взрывчатое вещество. Запал поджигают, и тщательно измеряют расстояние, на которое отброшен снаряд. Дальность должна быть размечена колышками на ярды и доли ярдов, особенно на конце, противоположном мортире. Мортира должна быть наклонена под углом 45°. При проведении экспериментов с этим аппаратом будет обнаружено, что сила и направление ветра оказывают значительное влияние.

[Иллюстрация: РИС. 54. — МОРТИРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ СИЛЫ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ. A, Снаряд; B, Стальной диск; C, Секция мортиры (чугун); D, Деревянная пробка, удерживающая взрывчатое вещество (E); F, Запал.]

Г-н Т. Джонсон провел несколько баллистических испытаний. Он использовал стальную мортиру и снаряд весом 29 фунтов, приняв план измерения расстояния, на которое заданный заряд в 5 г отбросит снаряд. Он получил следующие результаты:

Дальность в футах.

Гремучий студень (90% нитроглицерина и нитроцеллюлозы) 392; Аммонит (60% Am(NO_{3}) и 10% нитронафталина) 310; Гелигнит (60% нитрожелатина и пироксилина) 306; Робурит (AmNO_{3} и хлорнитробензол) 294; Динамит № 1 (75% нитрожелатина) 264; Стонит (68% нитрожелатина и 32% древесной муки) 253; Пироксилин 234; Тонит (пироксилин и нитраты) 223; Карбонит (25% нитрожелатина, 40% древесной муки и 30% нитратов) 198; Секурит (KNO_{3} и нитробензол) 183; Порох 143.

~Расчет объема газа, выделяющегося при взрывной реакции.~ — Объем газа, выделяющегося при взрывной реакции, можно рассчитать, но только если это простые и стабильные продукты, причем такие расчеты производятся при 0° и 760 мм. Пусть, например, требуется определить объем газа, выделяемого 1 грамм-молекулой нитроглицерина. Взрывную реакцию нитроглицерина можно представить уравнением.

C_{3}H_{5}O_{3}(NO_{2})_{3} = 3CO_{2} + 2-1/2H_{2}O + 1-1/2N_{2} + 1/4O_{2} По весу 227 = 132 + 45 + 42 + 8 По объему 2 = 3 + 2-1/2 + 1-1/2 + 1/4

Вес нескольких продуктов вышеуказанных реакций рассчитывается путем умножения их удельного веса на вес 1 литра водорода при 0° C и 760 мм (0,0896 г). Таким образом,

Один литр CO_{2} = 22 x 0,0896 = 1,9712 г; « H_{2}O = 9 x « = 0,8064 г; « N_{2} = 14 x « = 1,2544 г; « O_{2} = 16 x « = 1,4336 г.

Объем постоянных газов при 0° и 760 мм постоянен и, если принять грамм за единицу массы, составляет 22,32 литра. Таким образом:

Объем 44 г CO_{2} при 0° и 760 мм = 44/1,9712 = 22,32 литра; 18 г H_{2}O « « = 18/0,8044 = 22,32 «; 28 г N_{2} « « = 28/1,2544 = 22,32 «; 32 г O_{2} « « = 32/1,4366 = 22,32 «.

Следовательно

132 г CO_{2} при 0° C и 760 мм = 22,32 x 3 = 66,96 литра; 45 г H_{2}O « « = 22,32 x 2-1/2 = 55,80 «; 42 г N_{2} « « = 22,32 x 1-1/2 = 33,48 «; 8 г O_{2} « « = 22,32 x 1/4 = 5,58 «.

161,82 «. Следовательно, 1 грамм-молекула, или 227 г, нитроглицерина при взрыве дает 161,82 литра газа при 0° C и 760 мм.

Чтобы определить объем газа при температуре взрыва, мы просто применяем закон Шарля.[A] Таким образом —

V : V' :: T : T' или V' = VT'/T

где V представляет исходный объем; V' — новый объем; T — исходную температуру по абсолютной шкале; T' — новую температуру по той же шкале. В данном случае T' = 6001°.

Следовательно, подставляя, имеем

V' = 161,82 x 6001 / 273 = 3557 литров

or at the temperature of explosion 1 gram-molecule of nitro-glycerine produces 3,557 litres of permanent gas.

[Сноска A: Согласно закону Шарля, объем любого газа изменяется прямо пропорционально его температуре по абсолютной шкале, при условии, что давление остается постоянным. Зная температуру по шкале Цельсия, соответствующую температуру по абсолютной шкале получают путем прибавления 273 к градусам Цельсия.]

~Давление или крешерный манометр.~ — Существует много форм этого инструмента. Еще в 1792 году граф Румфорд использовал манометр. Так называемый крешерный манометр, однако, был впервые использован капитаном сэром Эндрю Ноблем в его исследованиях пороха. Другими формами являются пуансон Родмана[A], эпрювет Ухатиуса и крешерный манометр Английской комиссии по взрывчатым веществам. Все они основаны либо на размере отпечатка, сделанного на медном диске стальным пуансоном, прикрепленным к поршню, на который воздействуют газы взрывчатого вещества, либо на сжатии или сплющивании медных или свинцовых цилиндров.

[Сноска A: Изобретен генералом Родманом, инженерные войска США.]

[Иллюстрация: РИС. 55. — МАНОМЕТР.]

Бертло использует цилиндр из меди, как и Английская комиссия, но в более простой форме аппарата, чаще всего используемой производителями, применяются свинцовые цилиндры. Эта форма аппарата (рис. 55) состоит из железного основания, к которому прикреплены четыре стойки a, расположенные по окружности 4-дюймового круга; свинцовая пробка опирается на стальное основание, вставленное в массивный железный блок. Кольцо c удерживает стойки d вместе в верхней части. Поршень b, который опирается на свинцовую пробку, представляет собой цилиндр из закаленной стали диаметром 4 дюйма и длиной 5 дюймов; он обточен по бокам, чтобы максимально облегчить его. Он должен свободно перемещаться между стойками d. В верхней части этого цилиндра имеется полость для размещения заряда взрывчатого вещества. Вес этого поршня составляет 12,25 фунта. Снаряд e изготовлен из закаленной стали, имеет диаметр 4 дюйма и длину 10 дюймов, весит 34,5 фунта. Он просверлен вдоль своей оси для размещения капсюльного запала.

Инструмент используется следующим образом: свинцовая пробка длиной 1 дюйм и диаметром 1 дюйм цилиндрической формы помещается на стальную пластину между стойками a, поршень помещается на нее, тщательно взвешенное взрывчатое вещество помещается в полость, и снаряд осторожно опускается на поршень. Кусок запала с детонатором, закрепленным на одном конце, затем проталкивается через отверстие в снаряде, пока он не достигнет взрывчатого вещества, содержащегося в полости поршня. Запал поджигается. Когда заряд взрывается, снаряд выбрасывается, а свинцовый цилиндр более или менее сжимается. Свинцовые пробки должны иметь равномерную плотность и однородную структуру и должны быть нарезаны из свинцовых стержней, которые были протянуты, а не отлиты отдельно из небольших масс металла.

[Иллюстрация: РИС. 56. — b, СТАЛЬНОЙ ПУАНСОН; c, СВИНЦОВЫЙ ЦИЛИНДР ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С МАНОМЕТРОМ.]

Сила взрывчатого вещества пропорциональна работе, выполненной при уменьшении высоты свинцовой (или медной) пробки, и для получения выражения для выполненной работы необходимо найти количество фут-фунтов (или килограммометров), необходимых для создания различных степеней сжатия. Это делается путем подвергания точно таких же свинцовых цилиндров сжатию под весами, действующими без начальной скорости, и измерения уменьшенной высоты цилиндров; на основе этих результатов составляется таблица, устанавливающая эмпирические соотношения между уменьшенными высотами и соответствующими весами; цилиндры измеряются как до, так и после помещения в манометр с помощью инструмента, известного как микрометрический штангенциркуль (рис. 57).[A]

[Сноска A: Инструмент под названием «Машина для измерения фут-фунтов» был изобретен лейтенантом Куинаном, армия США. Он состоит из трех досок, соединенных так, чтобы образовать направляющую высотой 16 футов, в которой может свободно падать груз (снаряд манометра). Одна из досок проградуирована на футы и полфута. Горизонтальная доска внизу, на которую прибиты остальные, опирается на тяжелый столб, глубоко врытый в землю, на котором помещен поршень манометра, служащий в данном случае наковальней, на которую помещаются свинцовые цилиндры. Снаряд поднимается с помощью шкива, закрепленного в верхней части конструкции, на любую желаемую высоту и отпускается путем освобождения зажима, который его удерживает. Разница между первоначальной длиной и уменьшенной длиной дает сжатие, вызванное ударом падающего снаряда, и дает значение в фут-фунтах, необходимое для создания различных степеней сжатия. (См. Jour. U.S. Naval Inst., 1892.)]

[Иллюстрация: РИС. 57. — МИКРОМЕТРИЧЕСКИЙ ШТАНГЕНЦИРКУЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА СВИНЦОВЫХ ЦИЛИНДРОВ.]

~Использование свинцовых цилиндров.~ — Метод использования свинцовых цилиндров для проверки силы взрывчатого вещества — очень простое дело, которое проводится следующим образом: сплошной литой свинцовый цилиндр любого удобного размера просверливается по центру на несколько дюймов, обычно до тех пор, пока шпур не достигнет примерно центра блока. Объем этого отверстия затем точно измеряется путем заливки в него воды из градуированной мерной емкости, и отмечается его вместимость в кубических сантиметрах. Затем шпур опорожняется и просушивается, а взвешенное количество (скажем, 10 г) взрывчатого вещества плотно утрамбовывается на дно отверстия. Затем во взрывчатом веществе (если это динамит) делается отверстие с помощью чистой и закругленной стеклянной палочки, достаточно большое, чтобы вместить детонатор. Кусок запала, снабженный детонатором, затем вставляется во взрывчатое вещество и поджигается. После взрыва обнаруживается, что образовалась большая грушевидная полость, объем которой затем измеряется тем же способом, что и раньше.

Полученные таким образом результаты являются лишь относительными, но представляют значительную ценность для сравнения динамитов между собой (или пироксилинов). Эксперименты со свинцовыми цилиндрами дали относительные значения: нитроглицерин 1,4, гремучий студень 1,4 и динамит 1,0. (Рис. 58 показывает сечения свинцовых цилиндров до и после использования.)

[Иллюстрация: РИС. 58. — СВИНЦОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ ДО И ПОСЛЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.]

Стандартные правила подготовки свинцовых цилиндров можно найти в Chem. Zeit., 1903, 27 [74], 898. Они были разработаны Пятым международным конгрессом прикладной химии в Берлине. Свинцовый цилиндр должен иметь высоту 200 мм и диаметр 200 мм. По его оси проходит шпур глубиной 125 мм и диаметром 25 мм. Используемый свинец должен быть чистым и мягким, а цилиндры, используемые в серии испытаний, должны быть отлиты из одной плавки. Температура цилиндров должна быть от 15° до 20° по всей массе. Следует использовать 10 г взрывчатого вещества, завернутого в оловянную фольгу. Детонатор с зарядом 2 г, подлежащий электрическому подрыву, помещается в центр взрывчатого вещества. Патрон помещается в шпур и осторожно прижимается ко дну, при этом провода для подрыва удерживаются в центральном положении. Затем шпур заполняется сухим кварцевым песком, который должен проходить через сито со 144 ячейками на кв. см, при этом диаметр проводов составляет 0,35 мм. Песок засыпается равномерно, излишки выравниваются. Подготовленный таким образом заряд затем подрывается электрически. Свинцовый цилиндр затем переворачивается, и любые остатки удаляются щеткой. Количество куб. см воды, необходимое для заполнения полости сверх первоначального объема шпура, является мерой силы взрывчатого вещества. Результаты сопоставимы только в том случае, если они получены с одним и тем же классом взрывчатых веществ. Результат должен быть средним арифметическим не менее трех экспериментов. Точность метода зависит от (a) равномерной температуры свинцового цилиндра (15°–20° C); (b) однородности кварцевого песка; (c) точности измерений.

[Иллюстрация: РИС. 59. — КРЕШЕРНЫЙ МАНОМЕТР НОБЕЛЯ.]

~Крешерный манометр Нобеля.~ — Первоначальные сосуды для взрывчатых веществ, использовавшиеся капитаном сэром А. Нобелем в его первых экспериментах, были практически идентичны тем, которые он применяет сейчас. Они состоят из стального цилиндра A (рис. 59), открытого с обоих концов, которые закрываются тщательно подогнанными резьбовыми пробками, снабженными стальными обтюраторами для предотвращения утечки газов через резьбу. Действие обтюраторов точно такое же, как у кожаных манжет, используемых в гидравлических прессах. Давление газа, воздействующее на обе стороны кольцевого пространства, плотно прижимает эти стороны к цилиндру и к пробке, тем самым эффективно предотвращая любую утечку. В запальной пробке F имеется коническое отверстие, закрытое конусом, пригнанным с большой точностью; при подготовке сосуда к выстрелу оно покрывается тонкой папиросной бумагой, служащей изолятором. Два запальных провода GG, один из которых находится в изолированном конусе, а другой — в запальной пробке, соединены очень тонкой платиновой проволокой, проходящей через стеклянную трубку, заполненную мучным порохом. При подключении к элементу Лекланше проволока раскаляется, и заряд, предварительно помещенный в сосуд, воспламеняется. Крешерная пробка оснащена крешерным манометром H для определения давления газов в момент взрыва; кроме того, в цилиндр часто ввинчивается второй крешерный манометр. Когда возникает необходимость выпустить газы для исследования, винт J слегка отвинчивается. Газы затем проходят в канал I и могут быть направлены в подходящий аппарат, в котором можно измерить их объем или герметично закрыть их для последующего химического анализа.

При проведении экспериментов с этим аппаратом необходимо соблюдать величайшую осторожность; особенно важно убедиться, что все соединения абсолютно герметичны, прежде чем производить взрыв заряда. В противном случае газы при своем образовании проложат себе путь наружу или полностью выбьют плохо закрепленную деталь, в обоих случаях разрушив аппарат. Эффект, производимый на аппарат, когда газ прорывается наружу, прорезая себе путь, весьма любопытен. Поверхность металла в месте утечки выглядит так, будто она была смыта в расплавленном состоянии потоком сильно нагретых продуктов взрыва.

~Крешерный манометр.~ — Давление определяется с помощью небольшого прибора, известного как крешерный манометр, который состоит из небольшой стальной камеры, внутри которой находится медный цилиндр. Входное отверстие закрывается резьбовой втулкой, в которой перемещается поршень с определенной площадью поперечного сечения. Во втулке над поршнем размещен обтюратор E (рис. 60), предотвращающий доступ газа в камеру. Когда требуется определить давление в камере орудия, один или несколько таких крешеров собираются вместе или вставляются в самый задний конец гильзы, чтобы избежать их выброса из орудия при выстреле. Однако это часто случается, и в таких случаях манометры обычно находят в нескольких ярдах перед дульным срезом. Медные цилиндры, регистрирующие давление, изготавливаются длиной 0,5 дюйма из специально отобранной меди, а их диаметры подбираются так, чтобы площадь поперечного сечения составляла 1/12 или 1/24 квадратного дюйма.

[Иллюстрация: РИС. 60. — КРЕШЕРНЫЙ МАНОМЕТР. E, ОБТЮРАТОР.]

Полые медные цилиндры производятся с уменьшенной площадью поперечного сечения для измерения очень малых давлений. Было установлено, что эти медные цилиндры с удивительной равномерностью сжимаются до определенных длин при заданных давлениях. Так, медный цилиндр с площадью поперечного сечения 1/12 квадратного дюйма и первоначальной длиной 0,5 дюйма сжимается до длины 0,42 дюйма под давлением 10 тонн на квадратный дюйм. При последующем приложении давления 12 тонн на квадратный дюйм цилиндр уменьшается до длины 0,393 дюйма. Перед использованием цилиндров, будь то для экспериментов с закрытыми сосудами или с орудиями, рекомендуется сначала сжать их давлением, немного меньшим того, которое ожидается в эксперименте. Капитан сэр А. Нобель использовал в своих экспериментах модификацию манометра Родмана. (Артиллерийское управление, США, 1861 г.)

~Расчетным путем.~ — Для расчета давления, развиваемого при взрыве динамита в шпуре диаметром 3 сантиметра, заряженном 1 килограммом 75-процентного динамита, господа Вьей и Сарро используют следующую формулу:

P = V_{o}(1 + Q/273.c)/(V - v).

Где V_{o} = объем (приведенный к 0° и 760 мм рт. ст.) газов, образующихся из единицы веса взрывчатого вещества; Q — количество калорий, выделяемых единицей веса взрывчатого вещества; c — удельная теплоемкость газов при постоянном объеме; V — объем в кубических сантиметрах единицы веса взрывчатого вещества; v — объем, занимаемый инертными материалами взрывчатого вещества. Объем газа, образующегося при взрыве 1 килограмма нитроглицерина (при 0° и 760 мм рт. ст.), составляет 467 литров.

Таким образом, V_{o} будет равно 0,75 x 467 = 350,25.

Удельная теплоемкость c, согласно Сарро, составляет 0,220 (c); а согласно Бунзену, 1 килограмм динамита № 1 выделяет 1290 (Q) калорий. Плотность динамита равна 1,5, следовательно

V = 1/1,5 = 0,666.

Если принять объем кизельгура за 0,1, то из приведенной выше формулы мы находим, что

P = 350(1 + 1290/(273 x .222))/(.600 - .1) = 13,900 atmospheres,

что равно 14 317 килограммам на квадратный сантиметр. Давление, развиваемое 1 килограммом чистого нитроглицерина, равно 18 533 атмосферам, что составляет 19 151 килограмм. Применяя эту формулу к пироксилину и принимая, вслед за Бертло, Q = 1075, а вслед за Вьеем и Сарро, V_{o} = 671 литр, c = 0,2314, а плотность нитроцеллюлозы равной 1,5, получаем (V = O)

P = 671(1 + 1075/(273 x .2314))/.666 = 18,135 atmospheres.

Чтобы перевести это в давление в килограммах на квадратный сантиметр, необходимо умножить его на вес столба ртути высотой 0,760 м и сечением 1 квадратный сантиметр, что равносильно увеличению его на 1/30. Таким образом, получается

P^{k} = (1 + 1/30).

P^{k} = 18,135 x 1.033 = 18,733 kilogrammes.

Следующие таблицы, взятые из статьи господ Уильяма Макнаба и Э. Ристори (Proc. Roy. Soc., 56, 8-19) «Исследования современных взрывчатых веществ», весьма интересны. В них зафиксированы результаты большого количества экспериментов, проведенных для определения количества выделяемого тепла, а также количества и состава газов, образующихся при взрыве определенных взрывчатых веществ и различных видов бездымного пороха в закрытом сосуде, из которого предварительно был откачан воздух. Взрывы проводились в «калориметрической бомбе» по образцу Бертло.[A]

[Сноска A: Описание «бомбы» см. в книге «Взрывчатые вещества и их сила», Бертло, пер. Хейка и Макнаба, стр. 150. (Murray.)]

Таблица, показывающая количество тепла, объем и анализ газа, выделяемого на грамм при использовании различных современных спортивных и военных бездымных порохов

______________________________________________________________________ | | | | | Название взрывчатого вещества | Калории | Постоянные | Водяной | Общий объем | | на г | газы | пар | газа при 0° | | | | | и 760 мм | ______________________|__________|___________|_________|______________| | | куб.см/г | куб.см/г | куб.см/г | Порох E.C., английский | 800 | 420 | 154 | 574 | Порох S.S. | 799 | 584 | 150 | 734 | Тройсдорф, немецкий | 943 | 700 | 195 | 895 | Рифлейт, английский | 864 | 766 | 159 | 925 | B.N., французский | 833 | 738 | 168 | 906 | Кордит, английский | 1253 | 647 | 235 | 882 | Баллистит, немецкий | 1291 | 591 | 231 | 822 | Баллистит, итальянский | 1317 | 581 | 245 | 826 | и испанский | | | | | ______________________|__________|___________|_________|______________|

Цифры в колонке под заголовком «Коэффициент потенциальной энергии» служат мерой сравнения мощности взрывчатых веществ и представляют собой произведение количества калорий на объем газа, причем последние три цифры отброшены для упрощения результатов.

Количество обнаруженной воды было рассчитано для сравнения как объемы газа H_{2}O при 0° и 760 мм рт. ст.

Порох E.C. состоит преимущественно из нитроцеллюлозы, смешанной с нитратом бария и небольшой долей камфоры.

S.S. состоит из нитролигнина, смешанного с нитратом бария и нитробензолом.

Тройсдорфский порох — это желатинизированная нитроцеллюлоза; рифлейт — желатинизированная нитроцеллюлоза и нитробензол.

Cordite contains 58 per cent. nitro-glycerine, 37 per cent. gun-cotton, and 5 per cent. vaseline.

Баллистит (итальянский) состоит из равных частей нитроцеллюлозы и нитроглицерина, а также 1/2 процента анилина. Немецкий содержит более высокий процент нитроцеллюлозы.

ТАБЛИЦА, ПОКАЗЫВАЮЩАЯ ТЕПЛОТУ, ВЫДЕЛЯЕМУЮ ВЗРЫВЧАТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ НИТРОГЛИЦЕРИН И НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗУ В РАЗЛИЧНЫХ ПРОПОРЦИЯХ.

______________________________________________________________________ Состав взрывчатых веществ | Калории в процентах _____________________________________________|________________________ Нитроцеллюлоза | | (N = 13,3 процента) | Нитроглицерин | | | 100 процентов сухой пульпы | 0 | 1061 100 процентов желатинизированной | 0 | 922 90 процентов | 10 процентов | 1044 80 процентов | 20 процентов | 1159 70 процентов | 30 процентов | 1267 60 процентов | 40 процентов | 1347 50 процентов | 50 процентов | 1410 40 процентов | 60 процентов | 1467 0 процентов | 100 процентов | 1652 __________________________|__________________|________________________ | | Нитроцеллюлоза | | (N = 12,24 процента) | Нитроглицерин | | | 80 процентов | 20 процентов | 1062 60 процентов | 40 процентов | 1288 50 процентов | 50 процентов | 1349 40 процентов | 60 процентов | 1405 | | __________________________|__________________|________________________| Нитроцеллюлоза | | (N = 13,3 процента) | Нитроглицерин | Вазелин | | | 55 процентов | 40 процентов | 5 процентов 1134 35 процентов | 60 процентов | 5 процентов 1280 __________________________|__________________|________________________

ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ЛЕЙТЕНАНТОМ У. УОЛКОМ, АРТИЛЛЕРИЯ США, С ПОМОЩЬЮ КРЕШЕРНОГО МАНОМЕТРА КУИНАНА.

Нитроглицерин принят за 100. (Из журнала U.S. Naval Inst. Jour.)

__________________________________________________________________________ | | | | Сжатие | Порядок | Название взрывчатого вещества | свинца | силы | | дюйм | | | | | Взрывчатый желатин | 0,585 | 106,17 | Хелльхоффит | 0,585 | 106,17 | Нитроглицерин | 0,551 | 100,00 | Стандарт, Н.Г. Нобелевский бездымный порох | 0,509 | 92,38 | Нитроглицерин | 0,509 | 92,37 | Пироксилин | 0,458 | 83,12 | Пироксилин для торпед ВМС США | | | | Пироксилин | 0,458 | 83,12 | Стоумаркет. Нитроглицерин | 0,451 | 81,85 | Вуж, Н.Г. Пироксилин | 0,448 | 81,31 | Динамит № 1 | 0,448 | 81,31 | Динамит де Трауль | 0,437 | 79,31 | Эмменсит | 0,429 | 77,86 | Амидный порох | 0,385 | 69,87 | Оксонит | 0,383 | 69,51 | Тонит | 0,376 | 68,24 | Пироксилин 52,5%, Ba(NO_{3})_{2} 47,5% Беллит | 0,362 | 65,70 | Рак-а-рок | 0,340 | 61,71 | Атлас-порох | 0,333 | 60,43 | Аммиачный динамит | 0,332 | 60,25 | Порох Вольни № 1 | 0,322 | 58,44 | Нитрированный нафталин « № 2 | 0,294 | 53,18 | « « Мелинит | 0,280 | 50,82 | Пикриновая кислота 70%, р-р нитрохлопка 30% Фульминат серебра | 0,277 | 50,27 | Ртутный фульминат | 0,275 | 49,91 | Мортирный порох | 0,155 | 28,13 | _________________________|_____________|___________|______________________

~Состав некоторых широко используемых взрывчатых веществ.~

~Обычный динамит.~

Нитроглицерин 75 процентов Кизельгур 25 процентов

~Амвис.~

Нитрат аммония 90 процентов Хлординитробензол 5 процентов Древесная масса 5 процентов

~Аммиачно-селитренный порох.~

Нитрат аммония 80 процентов Хлорат калия 5 процентов Нитроглюкоза 10 процентов Каменноугольный деготь 5 процентов

~Сельтит.~

Нитроглицерин 56-59 частей Нитрохлопок 2-3,5 частей KNO_{3} 17-21 часть Древесная мука 8-9 частей Оксалат аммония 11-13 частей Влага 0,5-1,5 процента

~Атлас-пороха.~

Нитрат натрия 2,0 процента Нитроглицерин 75,0 процентов Древесная масса 21,0 процент Карбонат магния 2,0 процента

~Даулин.~

Нитроглицерин 50 процентов Опилки 30 процентов Нитрат калия 20 процентов

~Вулкан-порох.~

Нитроглицерин 30 процентов Нитрат натрия 52,5 процента Сера 7,0 процентов Древесный уголь 10,5 процентов

~Вигорит.~

Нитроглицерин 30 процентов Нитрат натрия 60 процентов Древесный уголь 5 процентов Опилки 5 процентов

~Рендрок.~

Нитрат калия 40 процентов Нитроглицерин 40 процентов Древесная масса 13 процентов Парафин или пек 7 процентов

~Аммиачно-селитренный порох.~

Нитрат аммония 80 процентов Хлорат калия 5 процентов Нитроглюкоза 10 процентов Каменноугольный деготь 5 процентов

~Геркулес-пороха.~

Нитроглицерин от 75 до 40 процентов Сахар от 1 до 15,66 процентов Хлорат калия от 1,05 до 3,34 процентов Нитрат калия от 2,10 до 31,00 процентов Карбонат магния от 20,85 до 10,00 процентов

~Карбо-динамит.~

Нитроглицерин 90 процентов Древесный уголь 10 процентов

~Гелоксит (разрешенный список).~

Нитроглицерин 64-54 части Нитрохлопок 5-4 части Нитрат калия 22-13 частей Оксалат аммония 15-12 частей Красная охра 1-0 частей Древесная мука 7-4 части

Древесная мука должна содержать не более 15% и не менее 5% влаги.

~Джайнт-порох.~

Нитроглицерин 40 процентов Нитрат натрия 40 процентов Канифоль 6 процентов Сера 6 процентов Гур 8 процентов

~Динамит де Траузель.~

Нитроглицерин 75 частей Пироксилин 25 частей Древесный уголь 2 части

~Рейнский динамит.~

Раствор Н.Г. в нафталине 75 процентов Мел или сульфат бария 2 процента Кизельгур 23 процента

~Аммиачный динамит.~

Нитрат аммония 75 частей Парафин 4 части Древесный уголь 3 части Нитроглицерин 18 частей

~Взрывчатый желатин.~

Нитроглицерин 93 процента Нитрохлопок от 3 до 7 процентов

~Желатин-динамит.~

Нитроглицерин 71 процент Нитрохлопок 6 процентов Древесная масса 5 процентов Нитрат калия 18 процентов

~Гелигнит.~

Нитроглицерин от 60 до 61 процента Нитрохлопок от 4 до 5 процентов Древесная масса от 9 до 7 процентов Нитрат калия 27 процентов

~Форсит.~

Нитроглицерин 49 процентов Нитрохлопок 1,0 процент Сера 1,5 процента Деготь 10,0 процентов Нитрат натрия 38,0 процентов Древесная масса 5 процентов (Содержание Н.-Г. и т.д. варьируется.)

~Тонит № 1.~

Пироксилин 52-50 процентов Нитрат бария 47-40 процентов

~Тонит № 2.~

Содержит также древесный уголь.

~Тонит № 3.~

Пироксилин от 18 до 20 процентов Ba(NO_3)_2 от 70 до 67 процентов Динитробензол от 11 до 13 процентов Влага от 0,5 до 1 процента

~Карбонит.~

Нитроглицерин 17,76 процента Нитробензол 1,70 процента Сода 0,42 процента KNO_3 34,22 процента Ba(NO_3)_2 9,71 процента Целлюлоза 1,55 процента Тростниковый сахар 34,27 процента Влага 0,36 процента ________

99,99

~Робурит.~

Нитрат аммония 86 процентов Хлординитробензол 14 процентов

~Фавершамский порох.~

Нитрат аммония 85 процентов Динитробензол 10 процентов Пламегасящий состав Тренча 5 процентов

~Фавьерит № 1.~

Нитрат аммония 88 процентов Динитронафталин 12 процентов

~Фавьерит № 2.~

Порох № 1 90 процентов Хлорид аммония 10 процентов

~Беллит.~

Нитрат аммония 5 частей Метадинитробензол 1 часть

~Петрофактер.~

Нитробензол 10 процентов Хлорат калия 67 процентов Нитрат калия 20 процентов Сульфид сурьмы 3 процента

~Секурит.~

Смеси метадинитробензола 26 процентов и нитрата аммония 74 процента

~Рак-а-рок.~

Хлорат калия 79 частей Мононитробензол 21 часть

~Оксонит.~

Азотная кислота (уд. вес 1,5) 54 части Пикриновая кислота 46 частей

~Эмменсит.~

Эммен-кислота 5 частей Нитрат аммония 5 частей Пикриновая кислота 6 частей

~Порох Брюгера.~

Пикрат аммония 54 процента Нитрат калия 46 процентов

~Торпедные пороха Дезиноля.~

Пикрат калия от 55 до 50 процентов Нитрат калия от 45 до 50 процентов

~Стоувит.~

Нитроглицерин от 58 до 61 части Нитрохлопок от 4,5 до 5 частей Нитрат калия от 18 до 20 частей Древесная мука от 6 до 7 частей Оксалат аммония от 11 до 15 частей

Древесная мука должна содержать не более 15% и не менее 5% влаги по весу. Взрывчатое вещество следует использовать только в неводостойкой пергаментной оболочке — детонатор № 6.

~Фавершемский порох.~

Нитрат аммония 93–87; тринитротолуол 11–9; влага 1–0.

~Кинит.~

Нитроглицерин 24–26 частей; древесная пульпа 2,5–3,5 части; крахмал 32,5–3,5 части; нитрат бария 31,5–34,5 части; CaCO3 0–0,5 части; влага 3,0–6,0 частей.

Должен упаковываться только в водостойкую пергаментную бумагу, использовать электрический детонатор № 6.

~Рексит.~

Нитроглицерин 6,5–8,5 частей; нитрат аммония 64–68 частей; нитрат натрия 13–16 частей; тринитротолуол 6,5–8,5 частей; древесная мука 3–5 частей; влага 0,5–1,4 части.

Должен содержаться в водостойком футляре (плотная бумага), гидроизолированном смолой и церазином — детонатор № 6.

~Уитнеллский порох.~

Нитрат аммония 88–92 части; тринитротолуол 4–6 частей; мука (высушенная при 100° C) 4–6 частей; влага 0–15 частей.

Использовать только в патроне из льняной бумаги, гидроизолированном карнаубским воском, парафином — детонатор № 7.

~Фениксовый порох.~

Нитроглицерин 28–31 часть; коллодионный хлопок 0–1 часть; нитрат калия 30–34 части; древесная мука 33–37 частей; влага 2–6 частей.

~БЕЗДЫМНЫЕ ПОРОХА.~

~Кордит.~

Нитроглицерин 58% ± 0,75; пироксилин 37% ± 0,65; вазелин 5% ± 0,25.

~Кордит, M.D.~

Нитроглицерин 30% ± 1; пироксилин 65% ± 1; вазелин 5% ± 0,25.

Анализ — У. Манкаба и А. Э. Лейтона.

~Порох E.C.~

Пироксилин 79,0%; нитрат калия 4,5%; нитрат бария 7,5%; камфора 4,1%; древесная мука 3,8%; летучие вещества 1,1%.

~Порох Вальроде.~

Пироксилин 98,6%; летучие вещества 1,4%.

~Бездымный порох Кинока.~

Пироксилин 52,1%; динитротолуол 19,5%; нитрат калия 1,4%; нитрат бария 22,2%; древесная мука 2,7%; зола 0,9%; летучие вещества 1,2%.

~Шульце.~

Нитролигнин 62,1%; нитрат калия 1,8%; нитрат бария 26,1%; вазелин 4,9%; крахмал 3,5%; летучие вещества 1,0%.

~Имперский Шульце.~

Нитролигнин 80,1%; нитрат бария 10,2%; вазелин 7,9%; летучие вещества 1,8%.

~Каннонит.~

Пироксилин 86,4%; нитрат бария 5,7%; вазелин 2,9%; сажа 1,3%; ферроцианид калия 2,4%; летучие вещества 1,3%.

~Амберит.~

Пироксилин 71,0%; нитрат калия 1,3%; нитрат бария 18,6%; древесная мука 1,4%; вазелин 5,8%.

~Спортивный баллистит.~

Нитроглицерин 37,6%; пироксилин 62,3%; летучие вещества 0,1%.

Ниже приводится полный список разрешенных взрывчатых веществ, определенных в приложениях к приказам о взрывчатых веществах в угольных шахтах от 20 декабря 1902 г., 24 декабря 1903 г., 5 сентября 1903 г. и 10 декабря 1903 г.:

Альбионит. Аммонал. Аммонит. Амвис. Афозит. Аркит. Беллит № 1. Беллит № 2. Боббинит. Бритонит. Камбрит. Карбонит. Клайдит. Коронит. Даменит А. Драгонит. Электронит. Фавершемский порох. Фрактурит. Гелоксит. Хейлит № 1. Кинит. Негро-порох. Ардирский порох Нобеля. Карбонит Нобеля. Норманит. Питит. Робурит № 3. Саксонит. Стоуит. Тандерит. Викторит. Вирит. Вестфалит № 1. Вестфалит № 2.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.

Абеля, сэра Фредерика, метод производства пироксилина, 57.

Абеля тепловая проба, 249.

Кислотная смесь для нитрования нитроглицерина, 23.

Давление воздуха в нитраторе, 28.

Щелочность в нитроцеллюлозе, 217.

Амберит, 189.

Аммонит, 149.

Анализы коллодионного хлопка, 81; желатиновых динамитов, 123.

Анализ взрывчатых веществ, 197; ацетона, 209; гремучего студня, 199; состава капсюлей, 241; кордита, 206; целлулоида, 230; динамита, 197; форсита, 202; фульмината, 240; глицерина, 233; пироксилина, 212; азотной кислоты, 24; пикриновой кислоты, 230; тонита, 205; отработанных кислот, 239.

Армстронг о строении фульминатов, 159.

Атлас-порох, 119.

Олд об ацетоне, 211.

Аксит, 176.

Баллистит, 179.

Ролл-пресс или голландер для измельчения пироксилина, 64.

Бедсон, проф., о газах взрыва робурита, 140.

Беллит, 142.

Бензол, взрывчатые вещества, производные от него, 132.

Бензол, мононитро- и динитробензол, 134.

Бергман и Юнк об испытаниях нитроцеллюлозы, 268.

Бернтсен, сводка по нитробензолам, 133.

Гремучий студень, 119.

Взрывной заряд, подготовка, 166.

Порох B.N., 190.

Температура кипения нитроглицерина, 19.

Процесс производства нитроглицерина по Бутни, 15.

Браун о влажном пироксилине, 56.

Порох Брюгера, 195.

Резистивная катушка Бакнилла, 13.

Расчет объема газа, выделяющегося при взрывной реакции, 276.

Каннонит, 189.

Целлюлоза, 2, 47.

Производство целлулоида, 91; анализ, 230; патроны, 91; применение, 90; статьи Филда, 93; волокно для, 94; нитрование волокна и т. д., 95; формула, 57.

Метод определения азота по Шампиону и Пелле, 223.

Модификация метода Кьельдаля по Шенелю, 227.

Коллодионный хлопок, 79.

Сравнительные испытания черного и нитропорохов, 193.

Прессование пироксилина, 77.

Состав отработанных кислот при производстве нитроглицерина, 43.

Состав некоторых распространенных взрывчатых веществ, 290.

Трубопроводы для нитроглицерина, 7.

Порох Куппаля, 5, 189.

Производство кордита, 169; анализ, 206.

Крезилит, 158.

Кросс и Беван о нитро-джуте, 107.

Крешерный манометр, 284.

Кандилл, полковник, классификация динамитов, 112.

Опасная зона, 5.

Опасности при производстве пироксилина, 85.

Разложение целлюлозы, 54.

Определение взрывчатых веществ в Указе Совета (Закон о взрывчатых веществах), 1.

Определение N2O4 в азотной кислоте, 24.

Определение концентрации H2SO4, 25.

Определение относительной силы взрывчатых веществ, 272.

Детонаторы, 163.

Динитротолуол, 138.

Погружение хлопка при производстве пироксилина, 60.

Дайверс и Кавакита о фульминатах, 159.

Диксон, проф. Г. Б., о взрывах робурита, 139.

Сушильня для пироксилина, 122.

Динамит, эффективность, 118; замерзший динамит, 116; желатиновый динамит, 119; свойства кизельгурового динамита, 116; карбо-динамит Рида и Борланда, 119; рейнский динамит, 119; различные виды, 119.

Порох E.C., 186.

Электронит, 151.

Эмменсит, 195.

Уравнение образования нитроглицерина, 16.

Уравнение образования нитроцеллюлозы, 50.

Электрические взрыватели, 167.

Газы взрыва динамита, 19; нитроглицерина, 18; пироксилина, 55; робурита, 139.

Испытание желатинов на выпотевание, 257.

Фавершемский порох, 147.

Взрывчатое вещество Фавье, 149.

Филд о целлулоиде, 93, 99.

Температура воспламенения взрывчатых веществ, 247.

Филит, 180.

Фильтрация нитроглицерина, 37.

Беспламенные взрывчатые вещества, 89, 138, 144.

Образование белого вещества при нитровании нитроглицерина, 39.

Форсит, 119.

Франция, 82.

Свободная жирная кислота в глицерине, 39, 235.

Очистка азотной кислоты от N2O4, 25.

Температура замерзания нитроглицерина, 21.

Французская комиссия по нитрату аммония, 142.

Строение фульминатов, 159.

Фульминат ртути, 159, 240.

Фульминат серебра, 161.

Бикфордовы шнуры, различные виды, 166.

Газы, образующиеся при разложении нитроглицерина, 18.

Желатиновые взрывчатые вещества, анализ, 199.

Глицерин, анализ, 233; формула, 16; нитрование, 23.

Порох Грейнера, 190.

Пироксилин, анализ, 212; варка, 64; полная серия, 52, 54; прессование, формование и упаковка, 67, 77, 78; погружение и вымачивание хлопка, 60; сушка хлопка, 58; грануляция, 79; производство, 57; метод Абеля, 57; Стоумаркет, 57; Уолтем-Эбби, 71; продукты разложения, 55; свойства, 54; измельчение, 65; промывка, 63; как горное взрывчатое вещество, 56.

Установка для азотной кислоты Гуттмана, 45.

Тепловая проба Гуттмана, 256.

Метод Хэнди для определения влаги в динамите, 197.

Ханна, д-р Н., о газах взрыва робурита, 139.

Теплота, выделяемая взрывчатыми веществами, содержащими нитроглицерин и т. д., 288.

Тепловая проба Абеля, 249.

Гельгоффит, 152.

Порох Генрита, 191.

Голландер, 65.

Аппарат Хорсли, 248.

Центрифуги для отжима пироксилина, 62.

Примеси в товарном глицерине, 39, 233.

Примеси в фульминате, 240; нитроглицерине, 38; пикриновой кислоте, 231.

Кетоны как растворители для пироксилина, 101.

Кизельгуровый динамит, 112.

Кинетит, 145.

Метод Кьельдаля для определения азота, 227.

Производство пироксилина в Ле-Буше, 78.

Свинцовые цилиндры для испытания силы взрывчатых веществ, 281.

Усовершенствования Ленка в производстве пироксилина, 49.

Льюис о давлении кордита, 175.

Обработка нитроглицерина по Лейберту, 30.

Молниеотводы для опасных зданий, 10.

Испытание желатина на разжижение, 257.

Лодж о молниеотводах, 8.

Понижение температуры замерзания нитроглицерина, 21.

Нитромер Лунге, 219.

Лиддит, 156.

Производство пироксилина, 57.

Производство нитроглицерина, 17; кордита, 169; робурита, 140; фульминатов, 162; тонита, 84; динитробензола, 138; нитрокрахмала, 103; целлулоида, 91.

Мадженди (полковник сэр В. Д.), отчет о взрыве пикриновой кислоты, 155.

Максимит, 191.

Детонирующая смесь Максима, 165.

Смесительная машина Мак-Роберта, 126.

Механический эквивалент взрывчатых веществ, 273.

Мелинит, 156.

Мононитроглицерин, динитронитроглицерин, 41.

Формование пироксилина, 77.

Земляные валы для защиты опасных зданий, 6.

Мортира для баллистических испытаний, 275.

Моубрей об использовании сжатого воздуха, 15.

Мюльхаузен о нитрокрахмале, 4, 5, 103.

Нитратор Нейтана, 32.

Азотный ангидрид в нитроглицерине, 24.

Продукты нитрования целлюлозы, 52, 54.

Нитроглицерин, анализ, 198; свойства, 17; нитрование, 23; разделение, 35; промывка, 37; применение, 41; производство, 17.

Нитробензол, свойства и производство, 132, 137.

Нитроцеллюлоза, 2, 47, 60, 212.

Нитро-джут, 5, 107.

Нитроманнит, 4, 109.

Нитронафталин, 148.

Нитрокрахмал, 4, 103.

Нитротолуол, 132.

Нитрированный пироксилин, 83.

Азот, определение: метод Лунге, 219; Шампиона и Пелле, 223; Шульце-Тимана, 224; Кьельдаля-Шенеля, 227; процентное содержание в различных взрывчатых веществах, 228.

Нитромеры, Лунге, Хорна и др., 220, 222.

Баллистическое испытание Нобеля, 274.

Манометр Нобля, 282; эксперименты с кордитом, 172.

Нормальный порох, 191.

Олеиновая кислота в глицерине, 236.

Орсман о робурите, 142.

Оксонит, 152.

Оксицеллюлоза, 102.

Упаковка пироксилина, 78; динамита, 116.

Регулятор Пейджа, 260.

Панкластит, 152.

Процентный состав нитроглицерина, 18.

Перкин о магнитном вращении нитроглицерина, 19.

Фенол, тринитрофенол, 152.

Пикриновая кислота, 152, 231; пороха, 157, 189.

Пикраты, 154, 231.

Поляризованный свет и нитроцеллюлоза, 218.

Положение группы NO2 в нитровзрывчатых веществах, 2, 3, 16.

Установка для азотной кислоты Прентиса, 43.

Манометр, 282.

Детонаторы из пироксилина, 166.

Свойства динамита, 116; желатиновых соединений, 130.

Измельчение пироксилина, 65.

Пироксилин для целлулоида, 96; растворители для, 101.

Машина Квинана для измерения футо-фунтов, 280.

Закон Рауля и нитроглицерин, 21.

Переработанный пироксилин, 78.

Рейнский динамит, 119.

Робурит, свойства и производство, 138; отчет Бедсона, 140; Орсман о газах, образующихся при взрыве, 142.

Ромит, 148.

Сарро и Вьей, газы, полученные при воспламенении динамита, 19.

Сейерс, 50.

Схема анализа взрывчатых веществ, 213.

Порох Шульце, 183.

Метод определения азота по Шульце-Тиману, 224.

Секурит, 144.

Отделение нитроглицерина от смешанных кислот, 35.

Симозе, 156.

Серебряная проба для глицерина, 233.

Бездымные пороха, 168.

Бездымный алмаз, 190.

Порох Снайдера, 193.

Собреро открыл нитроглицерин, 14.

Нитрат натрия, анализ, 239.

Растворимая и нерастворимая нитроцеллюлоза, 51.

Растворимость нитроглицерина, 20.

Растворители для растворимого пироксилина, 52, 101.

Испытание пироксилина на растворимость, 214.

Удельный вес взрывчатых веществ, 270.

Взрывчатые вещества Спренгеля, 151.

Стоумаркет, производство пироксилина, 57.

Серная кислота, определение концентрации, 24.

Сай, испытание нитроцеллюлозы, 269.

Температура нитрования нитроглицерина, 29.

Патенты Томсона, 73.

Толуол, 146.

Тонит, 84, 146; анализ, 205; дым от, 85.

Обработка отработанных кислот, 43.

Огнетушащее соединение Тренча, 88.

Требуйе и Де Безансель о производстве целлулоида, 92.

Тринитрокрезол, 158.

Тринитротолуол, 146.

Тринитрофенол, 152.

Тринитроглицерин, 2, 14.

Тройсдорфский порох, 191, 192.

Мелинит Тюрпена, 156.

Порох ВМС США, 180.

Применение целлулоида, 91, 93, 102.

Применение коллодионного хлопка, 90.

Вазелин, 208.

Порох Вьей, 190.

Порох Волни, 148.

Порох фон Фостера, 191.

Порох Вальроде, 188.

Порох W.A., 182.

Уолтем-Эбби, производство пироксилина, 71; производство кордита, 169.

Результаты манометра Уолка, 289.

Эксперименты Военного министерства с кордитом, 173.

Промывка пироксилина, 63; нитроглицерина, 37.

Отработанные кислоты от нитроглицерина, 41, 226.

Порох Вельтерна, 191.

Смесительная машина Вернера и Пфлейдерера, 124.

Отжим кислот из пироксилина, 62.

Испытание нитроцеллюлозы по Уиллу, 261.

Древесная пульпа, 126.

Процесс компании Xylonite, 96.

Молниеотводы Зенгера, 11.

Отпечатано в THE DARLEN PRESS, Эдинбург.