Dinitrato de etilenglicol
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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC preferido Dinitrato de etano-1,2-diilo | |
| Otros nombres Dinitrato de etilenglicol, Dinitrato de glicol, Dinitrato de etileno, Nitrato de etileno, 1,2-Bis(nitrooxi)etano, Nitroglicol (NGc), Dinitrato de 1,2-etanodiol, Dinitroglicol, EGDN, Dinitrato de etano-1,2-diilo | |
| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| Araña química |
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| Tarjeta informativa de la ECHA | 100.010.058 |
Identificador de centro de PubChem |
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| UNIVERSIDAD |
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Panel de control CompTox ( EPA ) |
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| Propiedades | |
| C2H4N2O6 | |
| Masa molar | 152,1 g/mol |
| Apariencia | Líquido aceitoso, incoloro a amarillo claro. |
| Olor | inodoro [1] |
| Densidad | 1,4918 g/ cm3 |
| Punto de fusión | -22,0 °C (-7,6 °F; 251,2 K) |
| Punto de ebullición | 197,5 °C (387,5 °F; 470,6 K) |
| 5 gramos por litro | |
| Presión de vapor | 0,05 mmHg (@ 20 °C) [1] |
| Datos explosivos | |
| Sensibilidad a los golpes | 0,02 kp·m = 0,2 Nm |
| Sensibilidad a la fricción | 36 kp = 353 N de carga en el pistilo sin reacción |
| Velocidad de detonación | 7300 m/s [2] |
| Peligros | |
| Etiquetado SGA : | |
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| NFPA 704 (rombo cortafuegos) | |
| punto de inflamabilidad | 215 °C; 419 °F; 488 K [1] |
| NIOSH (límites de exposición a la salud en EE. UU.): | |
PEL (Permisible) | C 0,2 ppm (1 mg/m 3 ) [piel] [1] |
REL (recomendado) | ST 0,1 mg/m 3 [piel] [1] |
IDLH (Peligro inmediato) | 75 mg/m3 [ 1] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
El dinitrato de etilenglicol , abreviado EGDN y NGC , también conocido como nitroglicol , es un líquido oleoso, explosivo e incoloro que se obtiene al nitrar el etilenglicol . Es similar a la nitroglicerina tanto en su fabricación como en sus propiedades, aunque es más volátil y menos viscoso . A diferencia de la nitroglicerina, el compuesto químico tiene un equilibrio de oxígeno perfecto , lo que significa que su descomposición exotérmica ideal lo convertiría completamente en dióxido de carbono de baja energía , agua y gas nitrógeno, sin exceso de sustancias sin reaccionar, sin necesidad de reaccionar con nada más.
Historia y producción
El EGDN puro fue producido por primera vez por el químico belga Louis Henry (1834-1913) en 1870 al agregar una pequeña cantidad de etilenglicol a una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico enfriada a 0 °C. [3] El año anterior, August Kekulé había producido EGDN mediante la nitración de etileno , pero en realidad estaba contaminado con nitrato de beta-nitroetilo. [4] [5] [6]
Otros investigadores que prepararon NGC antes de la publicación en 1926 del trabajo de Rinkenbach incluyeron: Champion (1871), Neff (1899) y Wieland y Sakellarios (1920), Dautriche, Hough y Oehme.
El químico estadounidense William Henry Rinkenbach (1894-1965) preparó EGDN nitrando glicol purificado obtenido fraccionando el producto comercial bajo una presión de 40 mm de Hg y a una temperatura de 120°. Para ello, se añadieron gradualmente 20 g de fracción media de glicol purificado a una mezcla de 70 g de ácido nítrico y 130 g de ácido sulfúrico, manteniendo la temperatura a 23°. Los 49 g de producto crudo resultantes se lavaron con 300 ml de agua para obtener 39,6 g de producto purificado. El bajo rendimiento así obtenido se podría mejorar manteniendo una temperatura más baja y utilizando una mezcla de ácido nitrante diferente. [5]
1) La nitración directa del glicol se lleva a cabo exactamente de la misma manera, con el mismo aparato y con los mismos ácidos mixtos que la nitración de la glicerina. En la prueba de nitración de glicol anhidro (100 g) con 625 g de ácido mixto HNO
340% y H
2ENTONCES
460% a 10-12°, el rendimiento fue de 222 g y bajó a 218 g cuando la temperatura se elevó a 29-30°. Cuando se agregaron 500 g de ácido mixto HNO
350% y H
2ENTONCES
4Se utilizó el 50% a 10-12°, el rendimiento aumentó a 229 g. En la nitración comercial, los rendimientos obtenidos a partir de 100 kg de glicol anhidro y 625 kg de ácido mixto que contiene HNO
341%, H
2ENTONCES
4El 58 % y el 1 % de agua fueron 222,2 kg de NGc a una temperatura de nitración de 10-12 °C y solo 218,3 kg a una temperatura de 29-30 °C. Esto significa un 90,6 % de la teoría, en comparación con el 93,6 % con NG.
- C 2 H 4 (OH) 2 + 2 HNO 3 → C 2 H 4 (ONO 2 ) 2 + 2 H 2 O
o mediante la reacción de óxido de etileno y pentóxido de dinitrógeno :
- C 2 H 4 O + N 2 O 5 → C 2 H 4 (ONO 2 ) 2
2) Producción directa de NGc a partir de etileno gaseoso .
3) Preparación de NGc a partir de óxido de etileno .
4) Preparación de NGc mediante el método de Messing a partir de etileno a través de clorhidrina y óxido de etileno.
5) Preparación de NGc por el método de duPont .
Propiedades
Propiedades físicas
El dinitrato de etilenglicol es un líquido volátil incoloro cuando está en estado puro, pero es amarillento cuando está impuro.
Peso molar 152,07, N 18,42%, OB a CO 2 0%, OB a CO +21%; líquido volátil incoloro en estado puro; líquido amarillento en estado crudo; gravedad específica 1,488 a 20/4° o 1,480 a 25°; n_D 1,4452 a 25° o 1,4472 a 20°; punto de congelación -22,75° (frente a +13,1° para NG); el punto de congelación dado en [7] es -22,3°; punto de ebullición 199° a 760 mm Hg (con descomposición).
La brisance por compresión de bloques de plomo (prueba de trituradora de Hess) es de 30,0 mm, frente a 18,5 mm para NG y 16 mm para TNT (engañoso, es necesario dar la densidad exacta y la masa del explosivo (25 o 50 g). La brisance por prueba de arena, determinada en mezclas con 40% de kieselguhr , dio para mezclas de NGc resultados ligeramente más altos que con aquellas que contenían NG.
Propiedades químicas
Cuando el dinitrato de etilenglicol se calienta rápidamente a 215 °C, explota; esto es precedido por una descomposición parcial similar a la de la nitroglicerina. El EGDN tiene una brisancia ligeramente mayor que la nitroglicerina.
El dinitrato de etilenglicol reacciona violentamente con el hidróxido de potasio , produciendo etilenglicol y nitrato de potasio :
- C2H2 ( ONO2 ) 2 + 2KOH → C2H2 ( OH ) 2 + 2KNO3
Otro
El EGDN se utilizó en la fabricación de explosivos para reducir el punto de congelación de la nitroglicerina, con el fin de producir dinamita para su uso en climas más fríos. Debido a su volatilidad, se utilizó como marcador de detección en algunos explosivos plásticos , por ejemplo, Semtex , para permitir una detección de explosivos más fiable , hasta 1995, cuando fue reemplazado por dimetildinitrobutano . Es considerablemente más estable que el trinitrato de glicerilo debido a la falta de grupos hidroxilo secundarios en el poliol precursor .
Al igual que otros nitratos orgánicos, el dinitrato de etilenglicol es un vasodilatador .
Véase también
Referencias
- ^ abcdef Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0273". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Meyer, M.; Kohler, J.; Homburg, A. (2007). Explosivos (6ª ed.). WILEY-VCH. pag. 227.ISBN 978-3-527-31656-4.
- ^ L. Henry (1870) "Untersuchungen über die Aetherderivate der mehratomigen Alkohole und Säuren (Vierter Theil.)" (Investigaciones de derivados etéreos de alcoholes polibásicos y ácidos polipróticos (cuarta parte)), Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft , 3 : 529– 533.
- ^ Wieland, H.; Sakellarios, E. (1920). "Die Nitrierung des Äthylens" [La nitración del etileno]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 53 (2): 201–210. doi :10.1002/cber.19200530211.
- ^ ab Rinkenbach, WH (1926). "Las propiedades del dinitrato de glicol". Química industrial e ingeniería . 18 (11): 1195–1197. doi :10.1021/ie50203a027.
- ^ A. Kekulé (1869) "Ueber eine Verbindung des Aetilens mit Salpetersäure" (Sobre un compuesto de etileno con ácido nítrico), Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft , 2 : 329–330.
- ^ Curme, GO; Johnston, F., eds. (1952). Glicoles . Monografía de la American Chemical Society. Vol. 114. Reinhold. págs. 65–7, 130–134, 312. OCLC 558186858.
Enlaces externos
- Página web de dinitrato de etilenglicol
- CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
