Жива(II) фулминате

Жива(II) фулминате
Идентификација
CAS број	628-86-4 ;
3Д модел (Jmol)	интерактивна слика;
ChEBI	ЦХЕБИ:39152 ;
ChemSpider	9197626 ;
ECHA InfoCard	100.010.053
PubChem C ID	11022444;
	SMILES [Hg].[O-][N+]#[C].[O-][N+]#[C]; ; ; ; ; ;
Својства
Хемијска формула	C2HgN2O2
Моларна маса	284,624
	Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °C [77 °F], 100 kPa).
	Референце инфокутије

Жива(II) фулминат, или Хг(ЦНО)₂, је примарна експлозивна материја. Изузетно је осетљива на трење, топлоту и удар и углавном се користи као окидач за друге експлозиве у ударним капислама и детонаторима. Жива(II) цијанат, иако му је хемијска формула идентична, има другачији атомска распоред; цијанат и фулминат ањони су изомери.

Први пут је коришћен као паљење у малим ударним бакарним капислама почевши од 1820-их, живин фулминат брзо је заменио кремене као средство за паљење пуњења црног барута у ватреном оружју са цевним пуњењем. Касније, током касног 19. века и већег дела 20. века, живин фулминат је широко коришћен у иницијаторима за самостално пуњење пушчаног и пиштољског стрељачког метка; био је једини практични детонатор за испаљивање пројектила до почетка 20. века. ^[3] Живин фулминат има јасну предност у односу над калијум хлоратом јер није корозиван, али је познато да слаби са временом, распадајући се на своје саставне елементе. Резултирајућа редукована жива која настаје формира амалгаме са месингом патрона и тако га слаби. Данас је живин фулминат замењен у иницијаторима ефикаснијим хемијским супстанцама. Они нису корозивни, мање токсични и стабилнији током времена; они укључују олово азид, олово стифнат и деривати тетразена. Поред тога, ниједан од ових једињења не захтева живу за производњу, чије залихе могу бити непоуздане у рату.

Жива(II) фулминате је такође и органско једињење, које садржи 2 атома угљеника и има молекулску масу од 284,624 Da.

Историја[уреди | уреди извор]

Алхемичари из касног 17. века, као што је Јохан Кункел фон Левенстерн, већ су успели да произведу живин фулминат. Године 1799. енглески хемичар Едвард Хауард је случајно изоловао једињење. Његово откриће долази из експеримената алхемичара да пронађу лек за сифилис користећи живу која је већ показала исцелитељске способности. Откривено је да се жива може растворити у азотној киселини, а ако се дода етанол добија се живин фулминат.

Овај поступак се приписује Холанђанину Корнелијусу ван Дребелу који је током опсаде Ла Рошела направио торпеда са ударним упаљачем, како је 1621. известио Енглез Јоахим Морзијус у свом чланку „Трацтатус де куинта Ессентиа“. Његов хемијски састав је идентификовао Кунцкел 1690. године, а затим су га потврдили Бергман (1769 ) и Шеле (1777).

Овај спој откривен је од стране Бертхоллета 1788., док је касније процес синтезе развијен живин фулминат од стране Едварда Чарлса Хоуарда 1799, он је случајно изоловао једињење; укључује поновно узимање раствора живог(II) нитрата у етанолу ( ${\ce {C2H5OH}}$ ) добијеног дејством азотне киселине на живу. ^[4] Едвард Чарлс Хоуард је био први који је прецизно описао његова експлозивна својства. Тачно 1800. године, у Француској, Лулијен Лероа је отворио прву фабрику за производњу живиног фулмината, али је умро заједно са својим шураком у експлозији.

Године 1821. Енглез Рајт је произвео прве капсуле са живиним фулминатом и већ 1836. године у Француској је произведено 800 милиона капсула у једној години користећи преко 15 тона живе.

Алфред Нобел је открио пренос детонације са фулмината на нитроглицерин.

Прво тестиран и коришћен као експлозивни састојак, брзо је почео да се користи као примарни експлозив за муницију, у бакарним или месинганим капсулама названим "прајмери", крајем 1830-их. Тако је брзо заменио кремен као средство за паљење црног барута који се користио у пушчаним мецима пуњеним на уста цеви.

Седамдесет година касније, крајем XIX века и углавном током XX века, живин фулминат је заменио калијум хлорат у прајмерама за муницију за пушке, пиштоље и чауре . Има важну предност у односу на калијум хлорат: није корозиван , али има тенденцију да ослаби или постане нестабилан током времена.

До Другог светског рата, практично сви прајмери за патроне за пушке, карабине и револвере и других ударних метака (укључујући и гранате) били су засновани на бази живиног фулмината.

Због своје опасности ^[5] · ^[6], и његову токсичност због јона живе, постепено се замењује једињењима која су такође токсична, али мање јака и лакша за производњу у време рата:

олово азид - ПбН₆;
олово стифнат (тринитрорезорцинат) C₆ХН₃О₈Пб;
деривати тетразена, укључујући експлозивни тетразен.

Почетком 20. века само у Немачкој је произведено око 100.000 кг (220.000 лб) живиног фулмината. ^[7]

Био је кључна компонента у детонаторским капислама које су омогућиле поузданије и контролисаније детонирање динамита и других експлозива.

Припрема[уреди | уреди извор]

Жива(II) фулминат се припрема тако што се раствара жива у азотној киселини и додаје етанол у раствор. Први пут је припремљен од стране Едварда Чарлса Хауарда 1800. ^[8]^[3] Кристална структура овог једињења утврђена је тек 2007. ^[9]

Сребрни фулминат се може припремити на сличан начин, али је ова со је још нестабилнија од живиног фулмината; може да експлодира чак и под водом и немогуће га је акумулирати у великим количинама јер детонира под сопственом тежином. ^[10]

Производња[уреди | уреди извор]

Начин припреме је већ описан у алхемијским списима. Припрема се врло једноставно, дејством алкохола на раствор живиног нитрата у азотној киселини. ^[11]

Термичка разградња фулмината живе(II) може да почне на температурама већим од 100 °Ц (212 °Ф; 373 К), иако се одвија много брже са повећањем температуре. ^[12]

Могућа реакција за разлагање живиног(II) фулмината доводи до издвајања гаса угљен-диоксида, гас азота и комбинацију релативно стабилних соли живе.

4 Хг(ЦНО)₂ → 2 ЦО₂ + Н₂ + ХгО + 3 Хг(ОЦН)ЦН

Хг(ЦНО)₂ → 2 ЦО + Н₂ + Хг

Хг(ЦНО)₂ → :Хг(ОЦН)₂ (цијанат или / и изоцијанат)

2 Хг(ЦНО)₂ → 2 ЦО₂ + Н₂ + Хг + Хг(ЦН)₂ (жива(II) цијанид)

Особине[уреди | уреди извор]

Особина	Вредност
Број акцептора водоника	2
Број донора водоника	0
Број ротационих веза	0
Партициони коефицијент^[13] (ALogP)	-1,6
Растворљивост^[14] (logS, log(mol/L))	1,5
Поларна површина^[15] (PSA, Å²)	61,3

Својства[уреди | уреди извор]

Боја живиног фулмината варира због различитих производних односа, укључујући сиву, прљаво белу, светло жуту, месечеву, чисто белу и друге боје. Чиста жива припада Месецу. Живин фулминат је изузетно осетљив и силовит експлозив, експлодираће при благом судару, трењу или додиру са запаљеним или загрејаним телима, па се користи као детонатор. Токсичан је, а гасови који се ослобађају током процеса припреме и експлозије су токсични, па је живин фулминат замењен стабилнијим детонаторима, као што су олово азид и олово стифнат молекулска формула:

{\ce {C6HN3O8Pb}}

и динитродиазофенол (Диазодинитрофенол) (молекулска формула:

{\ce {C6H2N4O5}}

Топлота формирања је 267,8 кЈ/мол. Кристална структура живиног фулмината није утврђена све до 2007. године. ^[16]

Ако се живин фулминат полако загрева, он ће снажно експлодирати на 152 °Ц (306 °Ф; 425 К); ако се загрева великом брзином, експлодираће на 200 °Ц (392 °Ф; 473 К). Живин фулминат се ставља у металну цев да би се створио детонатор. Једначина декомпозиције је следећа:

{\ce {Hg(CNO)2 -> Hg + 2 CO + N2}}

Произведене супстанце кородирају метал, па се прајмери направљени од живиног фулмината називају корозивни прајмери.Ако се не одржавају на време након пуцања, то ће погоршати рђу ватреног оружја. Овај прајмер је некада био широко коришћен, али је замењен због својих корозивних својстава.

Хемијске и Физичке Карактеристике[уреди | уреди извор]

Хемијска формула: ${\ce {C2N2O2Hg}}$
Молекулска маса: 284.62 г/мол
Изглед: Бели или сивкасти кристали или прах
Растворљивост: Слабо растворљив у води, растворљив у врућој азотној киселини

Коришћење[уреди | уреди извор]

Користи се као експлозив у примарном делу детонатора. У прошлости је коришћена као једини пуњач или у мешавини са калијум хлоратом (КЦлО₃) и антимон сулфидом (Сб₂С₃); тренутно у чистом облику као примарна мешавина бакарних детонатора или у смеши са оловним азидом и сребрним азидом (астрилна мешавина). У прошлости је чак и флегматизовани живин фулминат са уљним супстанцама коришћен за припрему фулминатних каписли.

Предности и недостаци[уреди | уреди извор]

Предности[уреди | уреди извор]

Истиче се високом осетљивошћу на пламен, због чега се додаје смешама ради повећања запаљивости.
Осетљивост на удар пуцкетаве живе је нешто већа у поређењу са другим коришћеним материјалима.
Пожељно својство је висока осетљивост на трење и лака запаљивост.
Његова висока хемијска стабилност је важна, много пута већа од стабилности органских пероксида, ацетилида , већине перхлората и диазо једињења.

Недостаци[уреди | уреди извор]

Приликом пресовања високим притиском лако се прелива, што је веома непожељна особина. Преливени трусни живин барут у каписли пламеном не експлодира, већ само изгори. Ова карактеристика је у прошлости доводила до квара произведених детонатора, решавала се једино прецизном контролом притиска пресовања приликом њиховог пуњења.
Недостатак је слабији ефекат детонације. У поређењу са другим експлозивима, за иницијацију експлозива је у просеку потребно 5-10 већа количина, што га чини знатно скупљим.

Мере предострожности[уреди | уреди извор]

Живин фулминат је изузетно осетљива и токсична супстанца. Треба је чувати на хладном и сувом месту, далеко од трења или удараца. Тровање живом могуће је приликом поновног руковања у затвореном простору.

Популарно и у култури[уреди | уреди извор]

У филму из 1955. Мистер Робертс, заставник Пулвер (Џек Лемон) набавља фулминат живе, у намери да као шалу дигне у ваздух свој непопуларни капетански лежај, уместо тога случајно уништава вешерај на броду.

У шестој епизоди прве сезоне "Црази Хандфул оф Нотхин "телевизијске серије Бреакинг Бад, Волтер Вајт користи фулминат живу "са мало хемијског трика" да изазове експлозију у канцеларији нарко-боса Туцо Саламанке као тактику застрашивања. Приказ супстанце и њених ефеката у серији је упитан у смислу тачности; сами кристали, као што је приказано, били би превелики да би преживели руковање без експлозије, а када Волт баци кристал на земљу, настала експлозија уништава канцеларију, али оставља станаре неповређеним; ^[17] међутим, није објашњено шта Вајт подразумева под хемијским триком или како је то могло да утиче на експлозивна својства кристала.

У епизоди Маник-а из 1972. године, под називом „Шетња у сенкама“, полиција је утврдила да је фулминирана жива експлозивни материјал коришћен у убиству, дизању брода у ваздух.

Сигурност и Руковање[уреди | уреди извор]

Жива(II) фулминат је веома осетљив на удар, трење, топлоту и електричне искре.
Током историје, многе несреће су се догодиле због његове нестабилности.
Руковање захтева посебне мере опреза због токсичности живе и експлозивне природе фулмината.

Безбедност[уреди | уреди извор]

Због своје екстремне осетљивости и токсичности живе, жива(II) фулминат је замењен сигурнијим и мање токсичним материјалима током 20. века. Данас се ретко користи, а његова употреба је углавном историјска.

Токсикологија и Утицај на Околину[уреди | уреди извор]

Жива је тешки метал који је токсичан за људе и животну средину.
Коришћење живиног(II) фулмината допринело је контаминацији околине живом.
Излагање живе(II) фулминату може довести до озбиљних здравствених проблема, укључујући тровање живом. Стога се при руковању овом супстанцом морају применити строге мере заштите.

Законска Регулатива[уреди | уреди извор]

Коришћење и производња живиног(II) фулмината су строго регулисани због његове токсичности и потенцијала за злоупотребу у илегалне сврхе.

Еколошки утицај[уреди | уреди извор]

Као експлозив који садржи живу, жива(II) фулминат може имати негативан утицај на околину, посебно када се ослобађа у води или тлу. То може довести до контаминације и акумулације живе у ланац исхране, што представља ризик за дивље животиње и људе.

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003. уреди
^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.
^ ^а ^б Wisniak, Jaime (2012). „Edward Charles Howard. Explosives, meteorites, and sugar”. Educación Química (на језику: енглески). Universidad Nacional Autonoma de Mexico. 23 (2): 230—239. ISSN 0187-893X. doi:10.1016/s0187-893x(17)30114-3 .
^ Edward Charles Howard (1800). „On a New Fulminating Mercury”. Philosophical Transactions of the Royal Society (на језику: engleski). London. 90: 204—238. doi:10.1098/rstl.1800.0012.
^ INRS, Fiche toxicologique 55 : mercure et ses composés minéraux Архивирано на сајту Wayback Machine (8. новембар 2011), 1997.
^ Toxicologie du mercure (Word), Fiche formation, Médecine du travail-54, 18
^ 300 years after discovery, structure of mercury fulminate finally determined (physorg.com)
^ Edward Howard (1800). „On a New Fulminating Mercury”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 90 (1): 204—238. S2CID 138658702. doi:10.1098/rstl.1800.0012.
^ W. Beck; J. Evers; M. Göbel; G. Oehlinger; T. M. Klapötke (2007). „The Crystal and Molecular Structure of Mercury Fulminate (Knallquecksilber)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 633 (9): 1417—1422. doi:10.1002/zaac.200700176 .
^ „The Sciences - Fulminating Substances”. Scientific American. 11. 6. 1853.
^ Urbanski, Tadeusz (1967). Chemistry and technology of explosives (Hemija i tehnologija eksploziva) (на језику: engleski). Tom 3: Eksplozivne materije (Prvo englesko izdanje изд.). Varšava: Pergamon Press / PWN - Polish Scientific Publishers (Poljski naučni izdavači). стр. 135.
^ W. E. Garner; H. R. Hailes (1933). „Thermal decomposition and detonation of mercury fulminate”. Proceedings of the Royal Society of London. 139 (1–3): 1—40. Bibcode:1933CP....334..128S. doi:10.1098/rspa.1933.0040 .
^ Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o.
^ Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t.
^ Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e.
^ W. Beck, J. Evers, M. Göbel, G. Oehlinger and T. M. Klapötke (2007). „The Crystal and Molecular Structure of Mercury Fulminate (Knallquecksilber)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 633 (9): 1417—1422. doi:10.1002/zaac.200700176.
^ Hare2012-11-01T10:38:00+00:00, Jonathan. „Breaking Bad IV – can a little crystal blow up a room?”. RSC Education (на језику: енглески). Приступљено 2023-02-26.

Literatura[уреди | уреди извор]

Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Organic Chemistry (I изд.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th изд.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-72091-7.
Katritzky A.R.; Pozharskii A.F. (2000). Handbook of Heterocyclic Chemistry (Second изд.). Academic Press. ISBN 0080429882.

Магочейников М. А., Галаджий Ф. М., Росинский Н. Л. (1962). Мастер-взрывник. Москва.
Орлова Н. А. Гремучая ртуть (на језику: ruski) (1 изд.). стр. 613.
R. Knoll: Das Knallquecksilber und andere Sprengstoffe. Survival Press, Radolfz., November 2001, ISBN 3-8311-2876-6
A. Stettbacher: Die Schieß- und Sprengstoffe. 2. Auflage, Leipzig, 1933.

Bibliografija[уреди | уреди извор]

Costin D. Nenițescu, Chimie organică, ediția a VI-a, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1966

Spoljašnje veze[уреди | уреди извор]

Mercury(II) fulminate
Натионал Поллутант Инвенторy - Мерцурy анд цомпоундс Фацт Схеет
„300 yеарс афтер дисцоверy, струцтуре оф мерцурy фулминате финаллy детерминед”. пхyсорг.цом. 24. 8. 2007.
"Војни експлозиви" Матија Шипек / Завршни рад Карловац / Стручни студиј сигурности и заштите / Университy оф Апплиед Сциенцес / Велеучилиште у Карловцу, Карловац, 2017.
„Иннесцхи модерни” (на језику: италијански). Тиропратицо.цом.

[1] Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003. уреди

[2] Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.

[wisniak-3] а ^б Wisniak, Jaime (2012). „Edward Charles Howard. Explosives, meteorites, and sugar”. Educación Química (на језику: енглески). Universidad Nacional Autonoma de Mexico. 23 (2): 230—239. ISSN 0187-893X. doi:10.1016/s0187-893x(17)30114-3 .

[4] Edward Charles Howard (1800). „On a New Fulminating Mercury”. Philosophical Transactions of the Royal Society (на језику: engleski). London. 90: 204—238. doi:10.1098/rstl.1800.0012.

[5] INRS, Fiche toxicologique 55 : mercure et ses composés minéraux Архивирано на сајту Wayback Machine (8. новембар 2011), 1997.

[MT54-6] Toxicologie du mercure (Word), Fiche formation, Médecine du travail-54, 18

[physorg.com-7] 300 years after discovery, structure of mercury fulminate finally determined (physorg.com)

[8] Edward Howard (1800). „On a New Fulminating Mercury”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 90 (1): 204—238. S2CID 138658702. doi:10.1098/rstl.1800.0012.

[9] W. Beck; J. Evers; M. Göbel; G. Oehlinger; T. M. Klapötke (2007). „The Crystal and Molecular Structure of Mercury Fulminate (Knallquecksilber)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 633 (9): 1417—1422. doi:10.1002/zaac.200700176 .

[10] „The Sciences - Fulminating Substances”. Scientific American. 11. 6. 1853.

[11] Urbanski, Tadeusz (1967). Chemistry and technology of explosives (Hemija i tehnologija eksploziva) (на језику: engleski). Tom 3: Eksplozivne materije (Prvo englesko izdanje изд.). Varšava: Pergamon Press / PWN - Polish Scientific Publishers (Poljski naučni izdavači). стр. 135.

[12] W. E. Garner; H. R. Hailes (1933). „Thermal decomposition and detonation of mercury fulminate”. Proceedings of the Royal Society of London. 139 (1–3): 1—40. Bibcode:1933CP....334..128S. doi:10.1098/rspa.1933.0040 .

[13] Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o.

[14] Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t.

[15] Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e.

[16] W. Beck, J. Evers, M. Göbel, G. Oehlinger and T. M. Klapötke (2007). „The Crystal and Molecular Structure of Mercury Fulminate (Knallquecksilber)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 633 (9): 1417—1422. doi:10.1002/zaac.200700176.

[rsc-17] Hare2012-11-01T10:38:00+00:00, Jonathan. „Breaking Bad IV – can a little crystal blow up a room?”. RSC Education (на језику: енглески). Приступљено 2023-02-26.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]