Трициклическая мочевина

6 самых мощных взрывчатых веществ в мире

С тех пор как изобрели порох не прекращается мировая гонка за самую мощную взрывчатку. Актуально это и сегодня, несмотря на появление ядерного оружия.

Гексоген – взрывоопасное лекарство

Еще в 1899 году для лечения воспаления в мочевых путях немецкий химик Ганс Геннинг запатентировал лекарство гексоген – аналог известного уротропина. Но вскоре медики потеряли к нему интерес из-за побочной интоксикации. Только через тридцать лет выяснилось, что гексоген оказался мощнейшим взрывчатым веществом, причем, более разрушительным, чем тротил. Килограммовая взрывчатка гексогена произведет такие же разрушения, как и 1.25 килограмм тротила.
Специалисты-пиротехники в основном характеризуют взрывчатые вещества фугасностью и бризантностью.
первом случае говорят об объеме газа, выделенного при взрыве. Мол, чем он больше, тем мощнее фугасность. Бризантность, в свою очередь, зависит уже от скорости образования газов и показывает, как взрывчатка может дробить окружающие материалы.
10 грамм гексогена при взрыве выделяют 480 кубических сантиметров газа, тогда как тротил – 285 кубических сантиметров. Иными словами, гексаген в 1.7 мощнее тротила по фугасности и динамичнее в 1,26 раза по бризантности.
Однако в СМИ чаще всего использует некий усредненный показатель. Например, атомный заряд «Малыш», сброшенный 6 августа 1945 года на японский город Хиросима, оценивают в 13-18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Между тем это характеризует не мощность взрыва, а говорит о том, сколько необходимо тротила, чтобы выделилось столько же тепла, как и при указанной ядерной бомбардировке.

Октоген — полмиллиарда долларов на воздух

В 1942 году американский химик Бахманн, проводя опыты с гексогеном, случайно обнаружил новое вещество октоген, причем в виде примеси. Свою находку он предложил военным, однако те отказались. Между тем, через несколько лет, после того, как удалось стабилизировать свойства этого химического соединения, в Пентагоне всё же заинтересовались октогеном. Правда, в чистом виде в военных целях он широко не применялся, чаще всего в литьевой смеси с тротилом.
а взрывчатка получила название «октолом». Она оказалась на 15% мощнее гексогена. Что касается её эффективности, то считается, что один килограмм октогена произведет столько же разрушений, что и четыре килограмма тротила.
Впрочем, в те годы производство октогена было в 10 раз дороже изготовления гексогена, что сдерживало его выпуск в Советском Союзе. Наши генералы подсчитали, что лучше произвести шесть снарядов с гексогеном, чем один – с октолом. Именно поэтому так дорого обошелся американцам взрыв склада боеприпасов во вьетнамском Куи-Нгоне в апреле 1969 года. Тогда официальный представитель Пентагона заявил, что из-за диверсии партизан ущерб составил 123 миллиона долларов, или примерно 0.5 млрд. долларов в нынешних ценах.
В 80-х годах прошлого века после того, как советские химики, в том числе и Е.Ю. Орлова, разработали эффективную и недорогую технологию синтеза октогена, в больших объемах он стал выпускаться и у нас.

Астролит – хорош, но дурно пахнет

В начале 60-х прошлого века американская компания EXCOA презентовала новое взрывчатое вещество на основе гидразина, заявив, что оно в 20 раз мощнее тротила. Прибывших на испытания генералов Пентагона сбил с ног жуткий запах заброшенного общественного туалета. Впрочем, они были готовы его потерпеть. Однако ряд тестов с авиабомбами, заправленными астролитом А 1-5 показал, что взрывчатка оказалось лишь в два раза мощнее тротила.
После того, как чиновники Пентагона забраковали эту бомбу, инженеры из EXCOA предложили новую версию этого взрывчатого вещества уже под маркой «АСТРА-ПАК», причем для рытья окопов методом направленного взрыва.
рекламном ролике солдат тонкой струйкой поливал землю, а затем из укрытия детонировал жидкость. И окоп в человеческий рост – был готов. По своей инициативе компания EXCOA выпустила 1000 комплектов такой взрывчатки и отправила на вьетнамский фронт.
В реальности всё закончилось грустно и анекдотично. Полученные окопы источали такой отвратительный запах, что американские солдаты стремились их покинуть любой ценой, невзирая на приказы и опасность для жизни. Те же, кто оставался, теряли сознание. Неиспользованные комплекты военнослужащие за свой счет отправили назад – в офис фирмы EXCOA.

Взрывчатка, которая убивает своих

Наряду гексогеном и октогеном, классикой взрывчатых веществ считают трудно произносимый тетранитропентаэритрит, который чаще называют тэном. Однако из-за высокой чувствительности он так и не получил широкого применения. Дело в том, что для военных целей важна не столько взрывчатка, которая разрушительнее других, сколько – та, которая при этом не взрывается от любого прикосновения, то есть с низкой чувствительностью.
Особенно придирчиво к этому вопросы относятся американцы. Именно они разработали натовский стандарт STANAG 4439 для чувствительности взрывчатки, которая может использоваться в военных целях. Правда, это произошло уже после череды тяжелейших инцидентов, в числе которых: взрыв склада на американской базе ВВС «Бьен-Хо» во Вьетнаме, стоивший жизни 33 техникам; катастрофа на борту авианосца «Форрестол», в результате которой было повреждено 60 самолетов; детонация в хранилище авиационных ракет на борту авианосца «Орискани» (1966 года) тоже с многочисленными жертвами.

Китайский разрушитель

В 80 годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу «мочевины» — один её килограмм заменял двадцать два килограмма тротила.
Эксперты соглашаются с такими выводами, поскольку «китайский разрушитель» имеет самую большую плотность из всех известных взрывчатых веществ, и при этом обладает максимальным кислородным коэффициентом. То есть, во время взрыва стопроцентно сжигается весь материал. Кстати, у тротила он равен 0.74.
В реальности трициклическая мочевина не годится для военных действий, прежде всего, из-за плохой гидролитической стойкости. Уже на следующий день при стандартном хранении она превращается в слизь. Впрочем, китайцам удалось получить другую «мочевину» — динитромочевину, которая хоть и хуже по фугасности, чем «разрушитель», но тоже относится к одному из самых мощных взрывчатых веществ. Сегодня ее выпускают американцы на своих трех пилотных установках.

Мечта пироманов – CL-20

Взрывчатка CL-20 на сегодня позиционируется, как одна из самых мощных.
частности, СМИ, в том числе и российские, утверждают, что один кг CL-20 вызывают разрушения, на которые требуется 20кг тротила.
Интересно, что деньги на разработку СL-20 Пентагон выделил лишь после того, как в американской прессе появилось сообщение, что такую взрывчатку уже сделали в СССР. В частности один из докладов на эту тему назывался так: «Возможно, это вещество разработано русскими в институте Зелинского».
В реальности в качестве перспективного взрывчатого вещества американцы рассматривали другую взрывчатку, впервые полученную в СССР, а именно диаминоазоксифуразан. Наряду с высокой мощностью, значительно превосходящей октоген, оно обладает низкой чувствительностью. Единственное, что сдерживает его широкое применение – отсутствие промышленных технологий.

Источник: kozaostra.mybb.ru

Синтез мочевины

Прежде чем углубиться в агрохимию, кратко рассмотрим основной метод синтеза– прямой: из двуокиси углерода и аммиака.

Синтез двуокиси углерода и аммиака двустадийный:

Происходит соединение реагентов и образуется карбамат аммония:

2NH3 + CO2 – NH2 – CO – ONH4 + 38000 кал

Карбамат аммония превращается в мочевину, отщепляя воду:

NH2 – CO – ONH4 – NH2CONH2 + H2) – 6800 кал

Основным условием для проведения процесса синтеза — наличие в жидкой фазе карбамата аммония (темп. пл. 145*-150*), иначе синтез в твердой фазе протекает очень медленно.

Агрохимические свойства

Мочевина — высококонцентрированное, безбалластное азотное минеральное удобрение. В нём содержится 46,2% азота в амидной форме, агрономически эффективное удобрение. Отличается целым рядом ценных качеств:

Большая концентрация азота сочетается с легкой растворимостью в воде, однако опасность вымывания в нижние почвенные горизонты невелика;
Большая подвижность сочетается с медленной разложимостью в почве;
По содержанию азота мочевина (100 кг) равноценна натриевой селитре (300кг) или сульфату аммония (225 кг);
Мочевина оказывает значительно меньший подкисляющий эффект, чем сульфат аммония;
На кислых легких почвах (супесчаных и песчаных) мочевина заметно лучше, чем аммиачная селитра;
Отсутствие Cl и SO4 благоприятно влияет на скорость нитрификации в почве;
Немалые прибавки урожая обеспечиваются на орошаемых землях;
Обладает благоприятными свойствами для внекорневой подкормки.

Вместе с благоприятным действием, бывают случаи слабого воздействия:

Главная причина – это то, какие превращения мочевины происходят в почве. Когда среда щелочная, карбамат аммония достаточно быстро разлагается на С02 и аммиак. В тесном контакте с ростками, наблюдается вредное влияние аммиака. На щелочных почвах отрицательное воздействие сказывается наиболее резко. Страдают также наиболее уязвимые растения. Но если вносить мочевину заблаговременно, данный неблагоприятный эффект должен устраняться.

Также важно вносить карбамид заблаговременно, так как при его грануляции образуется биурет, который может нанести вред растениям. Если содержание биурета превышает 3%, то растения будут угнетаться. Внося удобрение за 10-15 дней до посева, данная проблема устраняется (биурет успевает разложиться).

Нежелательно вносить мочевину, когда в непосредственном контакте с семенами будут большие концентрации удобрения, так как аммиак может оказывать вредное воздействие. Конечно, все зависит от особенностей корневой системы растения. При развитой системе, мочковатой, с придаточными корнями, вредное воздействие не так ощутимо. Например, у свёклы есть только один корень (стержневой), и его отмирание приводит к гибели всего растения.

Однако, исследования показали, что при внесении калийных удобрений в тесном контакте (не равномерное распределение, а непосредственно рядом с мочевиной) отрицательный эффект устраняется, а эффективность действия удобрений увеличивается. Локализация полной комбинации удобрений (NPK) возле высеваемых семян, дает заметное преимущество перед обычным равномерным распределением удобрений по всей почвенной массе.

При низком значении фермента уреазы в почве, что бывает крайне редко, мочевина даёт низкие результаты. Тогда необходимо внесение соответствующих органических удобрений.

Выводы:

Подкисляющее влияние на почву более слабое, чем у сульфата аммония и остальных балластных аммиачных удобрений;
На легких кислых почвах — эффективная форма азота для растений, чувствительных к повышенной кислотности;
При большой концентрации удобрения вблизи высеваемых семян резкое понижение всхожести. Внесение в тесном контакте калийных удобрений устраняет отрицательное влияние;
Местное внесение мочевины вместе с полной комбинацией NPK даёт лучшие результаты, чем равномерное распределение;
При низком значении фермента уреазы в почве необходимо внесении органических удобрений.

Применение для овощных, плодово-ягодных и декоративных культур

Даёт хорошие результаты при удобрении всех сельскохозяйственных культур, и особенно удачно можно её использовать в растворах для внекорневой подкормки плодово-ягодных, овощных и цветочных растений.

Пригодна для всех приемов и сроков внесения:

Основной (до посева). На открытом воздухе аммиак испаряется, для того, чтобы избежать его потерь, удобрение следует сразу заделывать в почву. Для предотвращения потерь азота путем улетучивания аммиака при минерализации мочевины рекомендуется заделывать в почву на глубину не менее 3-4 см, за исключением орошаемых условий, где она вносится перед поливом.
Припосевной (во время посева). Между удобрением и семенами обязательно должна быть прослойка почвы. Лучше применять в тесном контакте с калийным удобрением.
Подкормка (во время вегетации растений).
Внекорневая подкормка растений. Внекорневые подкормки проводят ручным опрыскивателем в утреннее или вечернее время. Раствор мочевины не обжигает листья (менее 5%), в отличие от аммиачной селитры.

Нормы внесения

Дозы внесения или инструкция по применению (на 100 м²):

Для основного внесения под овощные, под картофель, для огурцов, под чеснок, помидоры, плодово-ягодные и цветочные культуры, клубнику, розы и т.д. – 1,30 – 2,00 кг;
Для подкормок овощных, цветов и др. 0,30-0,40 кг; плодово-ягодных культур – 0,40-0,70 кг;
Для обычной подкормки раствором берут 35-65 г мочевины на 10 л воды при распределении раствора на 10 м²;
Для внекорневой подкормки в огороде применяют 0,5-1%- ные растворы (50-100 г мочевины на 10 л воды) при распределении раствора на 100-200 м2. Можно применять и для комнатных цветов и растений, делают такие же 0,5-1% растворы (5-10г на 1л воды), и вносят в расчёте 10-15 мл раствора на растение.

Борьба с вредителями

Если нет желания применять ядохимикаты, мочевину можно использовать для борьбы с вредителями. Когда устанавливается температура воздуха +5 °С , но почки ещё не пробудились, производят опрыскивание раствором мочевины (50-70 г на 1 л воды). Это хороший способ избавиться от зимующих вредителей. Данную обработку можно делать, если в прошлом году наблюдалось много вредителей. Не следует делать раствор слишком высокой концентрации более 100 г на 1 л, так как даже раствор при такой высокой концентрации может обжигать листья.

Видео: весеннее опрыскивание деревьев раствором карбамида

Важно знать!

При хранении следует тщательно оберегать от влаги, так как мочевина сильно увлажняется;
Смешивание карбамида с другими удобрениями возможно только в том случае, если они сухие, и лишь перед рассевом, так как он увеличивает гигроскопичность смеси;
При смешивании с суперфосфатом необходимо нейтрализовать кислотность суперфосфата мелом, доломитом или другими подобными веществами;
Содержание в составе биурета в гранулированной форме не должно превышать 3 %.

Стоимость

Средняя цена за 1 кг мочевины (карбамида) около 39 р., т.е. 1 кг чистого азота обойдётся в 84 р.

Плюсы и минусы использования мочевины как удобрения

Положительные стороны:

«+» — ценное свойство, но присуще многим

«++» — ценное свойство, присуще немногим, но неуникальное

«+++» — ценнейшее свойство, уникальное

«+» Азот мочевины очень легко усваивается растениями и по усвояемости равноценен азоту, содержащемуся в сульфате и фосфатах аммония;
«+++» По отзывам людей и научным исследованиям преимущество мочевины перед другими многими азотными удобрениями в возможности проведения эффективной внекорневой подкормки, так как она не вызывает ожоги листьев;
«++» Эффективна на кислых и легких почвах для растений чувствительных к повышению кислотности;
«++» Эффективна на орошаемых почвах.

Отрицательные моменты:

«-» — отрицательное свойство, но присуще многим

«—» — отрицательное свойство, присуще немногим, но неуникальное

«—» — сильно отрицательное свойство, уникальное

«-» При низких значениях уреазы в почве (редко) даёт низкие результаты (требуется применение органических удобрений);
«—»При большой концентрации удобрения вблизи высеваемых семян резкое понижение всхожести (требуется применение калийных удобрений в комплексе или создание почвенной прослойки);
«-» Чувствительна к условиям хранения (необходимо оберегать от влаги).

Источник: udobreniya.info

Формула мочевины, свойства и методы получения

Химическому веществу принадлежит формула H2N-CO-NH2. Карбамид вступает в реакцию с наиболее распространенными растворителями. Он растворим в воде, аммиаке, находящемся в жидком состоянии, и ангидриде сернистом. Чем выше температура растворителя, тем лучше карбамид с ним взаимодействует. В неполярных растворителях вещество пребывает в неизменном состоянии. Примером таких средств являются алканы и хлороформ.

В промышленности карбамид аммония получают в результате проведения реакции Базарова. Аммиак и углекислый газ нагревают до температуры 130-140°С.

Обычно производство аммиака и мочевины совмещено, т. к. аммиак – один из компонентов, требуемых для осуществления методики Базарова.

В карбамиде содержатся нуклеофилы в виде атомов азота, потому при сочетании мочевины с кислотой происходит нитрование с выделением нитромочевины и солей. Планируя применить карбамид в промышленности и сельском хозяйстве (азотное минеральное удобрение), следует учесть эту особенность.

Применение карбамида (мочевины):

При выполнении определенных задач в строительстве;
В процессе изготовления мебели, для производства ДВП;
В фармакологии (вещество требуется для получения медикаментов, которые оказывают на организм противоопухолевое действие);
Гранулированный карбамид для сельского хозяйства, в качестве удобрения и содержащий 0 2 — 0 3 % влаги, практически не слеживается;
Гуматизированный карбамид, единственное из удобрений, которое применяется как средство борьбы против почкового клеща на смородине, а также грибковых (грибных) и вирусных болезней на плодово-ягодных культурах
Для нейтрализации негативного действия дымовых газов (для чистки мотора, работающего на дизельном топливе, и на электростанциях, мусоросжигающих заводах);
При изготовлении пищевой продукции в качестве добавки E927b (добавляют в жевательную резинку);
В нефтяной промышленности для удаления некоторых составляющих из сырья.

Химический состав карбамида

Мочевина имеет белый цвет и выпускается в виде мелкокристаллического вещества. Кристаллизуется из воды, образуя плоские призмы, которые можно без труда растворить в воде или спирте, и расплавить путем нагревания до температуры 160-190 °C. Когда температура достигает 200 °C, соединение принимает форму циановокислого аммония. В случае повышения температуры до более высоких значений при атмосферном давлении карбамид распадается на биурет, углекислоту, циановую кислоту, аммиак и другие составляющие.

В карбамиде азот содержится в амидной форме, которая отлично усваивается растениями – их корнями и листьями. По этой причине вещество добавляют в грунт в качестве удобрения. Оказавшись в почве, азот меняет свою форму из амидной на аммиачную и в последствии приобретает нитратную форму. Это медленный процесс, потому азот усваивается равномерно.

Видео — производство карбамида

Внешние особенности мочевины

Производится карбамид марки А и В. карбамид марки А является средством промышленного назначения, второй вариант вещества – удобрением. Приобрести карбамид можно в гранулах. Но с недавнего времени запущено производство карбамида в таблетках, потому таблетированную форму этого вещества также можно найти в специализированных магазинах.

Гранулированное средство белое, имеет незначительно выраженный серовато-желтоватый оттенок. Считается, что мочевина в таблетках действует эффективнее, т. к. они покрыты особой оболочкой, которая прекрасно растворяется в воде, но не позволяет азоту испаряться при разложении удобрения. Кроме того, при добавлении в почву карбамида таблетированной формы удается сэкономить запасы удобрения, поскольку его требуется меньше, чем гранул. Но поскольку таблетки эффективнее, они и дороже.

У млекопитающих при метаболизме белка образуется мочевина, это конечный продукт данного процесса. При внесении этого удобрения в грунт подобные процессы протекают и в клетках растений.

Карбамид имеет свойства:

способствует более быстрому наращиванию вегетативной массы;
удобен в применении – придание веществу жидкой формы происходит легко, без образования осадка;
повышает количество белка в составе растений, особенно у злаковых культур;
при использовании в рекомендованных количествах не приводит к накапливанию нитратов в растениях;
помогает бороться с вредителями и является профилактическим средством, предотвращающим их размножение.

Имеются и недостатки:

в виде раствора имеет температуру ниже, чем воздух;
сочетается не со всеми удобрениями;
в результате превышения допустимых дозировок вызывает ожоги у растений и может привести к их уничтожению.

Применение карбамида в сельском хозяйстве

Карбамид широко применяется в сельском хозяйстве, как высокоэффективное азотное удобрение.

Если применить удобрение в бедной почве, азота в его составе может оказаться мало для достижения необходимого эффекта. Чтобы сделать подкормку более концентрированной, не допустив ожогов корней и зеленой части растений, в нее добавляют магния сульфат. Дополнительный компонент требуется в количестве трех килограммов на 100 литров раствора.

Занимаясь приготовлением жидкого состава, учитывайте, что в итоге он получится холоднее, чем воздух. В таком виде раствор использовать запрещено. Идеальная температура удобрения идентична температуре воздуха. Холодный полив является стрессовым воздействием для растений, из-за такой ошибки не только повышается риск возникновения болезней, но и возможна гибель культур.

Температура раствора снижается при растворении гранул, когда протекает эндотермическая реакция. При растворении 20 кг удобрения в 100 л воды раствор становится холоднее на 8-10°С.

Весной и осенью, кроме карбамида (мочевины), необходимо вносить и другие удобрения. Их применяют одновременно, чтобы добиться раскисления и насыщения почвенного субстрата питательной средой в виде макро- и микроэлементов. Но не забывайте обращать внимание на сочетаемость минеральных добавок.

Дополнительное поступление азота поможет растениям быстрее развиться, ускорит набор зеленой массы и увеличит скорость протекания межклеточных процессов, синтеза белка.

Азотосодержащие добавки следует использовать весной, когда начинается период вегетации. Если делать это осенью относительно многолетних растений, озимых видов лука и чеснока, можно нанести определенный вред в виде заболеваний и гибели культур.

Внесение карбамида осенью

В некоторых случаях допускается применение мочевины осенью. Это должны быть пустые участки земли, на которых планируется посадка растений после завершения зимы. Но все же такие действия нельзя назвать полностью оправданными, поскольку прологированный эффект не наблюдается, удобрение частично улетучивается и разлагаются с высокой скоростью.

Если планируется использовать азот осенью, воздействие должно быть комплексным. Поскольку карбамид несочетаем с суперфосфатом, эффект от применения которого пролонгированный, эти удобрения рекомендуется использовать в разные сезоны.

В целях насыщения грунта фосфором, осенью вносят монофосфат, обогащение азотом откладывают до весны.

Внесение карбамида весной

Для плодовых деревьев и многолетников готовьте раствор. Жидкий состав добавляйте во влажную почву. Лучше всего выполнять подкормку после дождя, но можно и после предварительного полива большим количеством воды.

Пустые участки, которые планируется перекапывать или подвергать глубокому рыхлению, удобряйте сухим веществом. Чтобы извлечь максимальную пользу, запланированные работы выполняйте в кратчайшие сроки. В противном случае добавка может трансформироваться в аммиак. Помните, что карбамид разлагается всего за 2 дня, максимум за 4.

Некоторые дачники решают действовать заранее, распределяя удобрение по не растаявшему снегу, или же применяют данное средство во время дождя, видимо рассчитывая на способность к быстрому и полному растворению. Это бесполезно, такие способы неэффективные. Если их применить, добавка просто вымоется или испарится. Единственное, что можно получить в итоге – лишние затраты денег, увеличение трудоемкости и плохой урожай.

Для получения желаемого эффекта весной и в вегетационный период, подготовьте траншеи и ямки, добавьте в них приготовленный раствор, затем засыпьте грунтом. Мочевина останется на глубине и растения смогут насытиться азотом. С пустыми участками, предназначенными для перекопки, производите те же манипуляции.

Карбамидом рекомендуется пользоваться при вегетации в случае азотного голодания, которое проявляется медленным процессом развития культур, ослабленным видом, маленькими соцветиями и листьями, осыпанием завязей. Явным признаком недостатка азота является желтоватый цвет зеленой части растений и осветление. Но желтый цвет может появиться и по другой причине – низкое содержание железа и влаги. Оценивайте состояние культур в дневное время суток, при нехватке азота они не увядают, и желтеть начинают сначала старые листья, только потом молодые.

Кроме внесения сухим и в виде раствора, можете применить удобрение для опрыскиваний.

Источник: AgronomPRO.ru