雷酸汞 :起爆剂

更新时间:2024-09-21 00:44

雷酸汞(英文名: 雷酸盐,MF)是一种无机盐化学式为Hg(CNO)2,分子量为286.62 g/mol,有毒,通常情况下为白色或棕黄色结晶性体,密度为4.42 g/cm3,微溶于水,可溶于热水、氨水乙醇(室温下)。雷酸汞含有不稳定活性原子基团O-N≡C,使其机械敏感性较高,在受到轻微撞击、摩擦等刺激时会立刻发生活性反应,产生爆炸。汞常温下较为稳定,但在一定温度条件下加热可发生分解。雷酸汞通常以金属汞、硝酸和乙醇为原料制备,通常作为起爆剂使用,但随后被热安定性更好和起爆力更强的叠氮化铅所替代。

发现历史

17世纪,雷酸汞由瑞典炼金家孔尔克(J.Kunckel)利用汞与硝酸和酒精反应制备,并在其撰写的《化学博物馆实验室》中描述了雷酸汞产生时的剧烈的现象,但他未将雷酸汞从混合物中分离出来。

1799年,英国化学家爱德华·霍华德(Edward Charles Howard)成功地通过乙醇处理硝酸中的汞溶液分离出雷酸汞。1800年,爱德华·查尔斯·霍华德首次阐述了雷酸汞的性质和化学上的制备方法。

1864年,瑞典化学家阿尔弗雷德・伯纳德・诺贝尔(Alfred Bernhard Nobel)发明了雷酸汞引爆硝化甘油的技术,即雷管

物质结构

雷酸汞含有活性原子基团-O-N≡C,这些基团通常不稳定,受到外界的刺激会立刻发生活性反应,即发生爆炸。

雷酸汞在具有晶格参数的正交中心对称空间群Cmce中结晶,空间群Cmce为a=5.3549 Å,b=10.4585 Å, c=7.5579 Å,V = 437.03 Å3和Z=4。雷酸汞在具有晶格参数的非中心对称空间群Pca21中结晶a=10.623 Å,b=6.264 Å, c=6.323 Å,V = Å3和Z=4。

在雷酸汞晶体中,每个汞原子都被来自相邻Hg(CNO)2分子的两个氧原子包围,Hg···O的非键合距离为 2.833(4) Å。

在雷酸汞中,Hg-C键的键长为2.029(6)Å,C≡N键的键长为1.143(8)Å,N-O键的键长1.248(6)Å,C-Hg-C的键角为180.0(1)°, Hg-C≡N的键角为169.1(5)°,C≡N-O的键角为179.7(6)°。

理化性质

物理性质

常温下,雷酸汞为白色或棕黄色结晶体,密度为4.42 g/cm3,微溶于水,可溶于热水,氨水、乙醇(室温下)。雷酸汞的吸湿性小,流散性好,但耐压性差。雷酸汞的爆燃点为160 ℃,爆发点为210 ℃(2s),机械撞击、摩擦和针感度较高。

化学性质

制备方法

在一定温度条件下首先将金属汞与硝酸反应生成硝酸汞,在控制一定的反应温度将硝酸汞逐渐加入至乙醇溶液中,即可获得雷酸汞粗品。其化学方程式为:

其工艺流程可简化为:制备稀硝酸→制备硝酸汞→与酒精作用化合生成产品→过滤洗涤筛选过滤干燥等除杂工序。

应用领域

无机雷酸盐属于起爆剂,可用作二次炸药,雷酸汞具有起爆威力大、性能高和易引爆的优点,是第一个被广泛和长期使用的炸药。将雷酸汞与氯酸钾混合制成爆粉具有针感度、撞击感度和擦感度的特性。但在之后发现了可替代雷酸汞的热安定性和起爆力更强的叠氮化铅

安全事宜

毒性

粉尘或气溶胶形式的无机化合物汞化合物,可经呼吸道吸收进入体内,并在肺部沉积。与汞相比,无机汞化合物呼吸道吸收程度较小,无机汞化合物在胃的溶解度决定消化道吸收的程度。

雷酸汞粉尘对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用,在接触皮肤、黏膜时可引起皮肤痛、氧、水肿、起疤或丘疹,且症状难以消除。当雷酸汞粉尘接触眼睛和呼吸道后,会引起严重的炎症。

危险类别

雷酸汞属于爆炸物,常温下较为稳定,受到轻微撞击和摩擦可引起爆炸(受潮时爆炸性减弱)。具有急性毒性(经口),急性毒性(经皮肤),急性毒性(吸入),特异性靶器官毒性(反复接触),危害水生环境(急性危害),危害水生环境(长期危害)。雷酸汞属于无机化合物汞化合物,具有慢性毒性。慢性汞中毒会降低人体免疫清除能力,增加患癌的可能性。

防护措施

对于呼吸系统的防护,接触雷酸汞的制造或使用人员需佩戴防毒口罩。在出现紧急抢救或紧急逃生的时候,需要佩戴自给式呼吸器,同时佩戴化学安全防护眼镜和穿着相应的防护服来保护眼睛和身体。

对于有关雷酸汞的生产或工作现场需禁止吸烟,同时注意个人清洁卫生,在进入限制性密闭空间或高浓度区作业时,须有人监护。

参考资料

mercury fulminate.pubchem.2023-02-26

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