Производство пикриновой кислоты

Теперь, когда вы подготовили 1,6 кг ацетилсалициловой кислоты и 9-10 л 90%+ серной кислоты, вы на полпути к производству пикриновой кислоты (ПК).

 

Для её создания я использовал указанные ниже пропорции. У меня было непропорциональное количество серной кислоты, так что я использовал немного больше ацетилсалициловой кислоты и натриевой селитры.

 

В 1-литровой конической колбе я нагрел 600 мл (оптимально 700 мл) 90%+ серной кислоты до 60C⁰. Затем в течение следующих 2-4 минут я вмешал 112 г ацетилсалициловой кислоты (используя магнитную мешалку с подогревом). Потом выключил подогрев, поскольку нитрование обеспечило бы достаточное нагревание.

Затем начал процесс нитрования (медленно добавляя 190 г натриевой селитры следующие 140 минут). Я добавлял по 0,3 г каждые 15 секунд, доведя до 1,2 г в секунду, чтобы держать температуру в пределах 60-70C⁰. Я удерживал температуру в пределах 66C⁰, если быть точным. Поддержание стабильной температуры в этих пределах очень важно. Спустя приблизительно час я вынужден был повысить мощность перемешивания до максимума, поскольку жидкость загустевала.

 

Спустя 140 минут раствор был полностью насыщен (хотя у меня осталось 24 г натриевой селитры), и «помутнел». Помутнение похоже на полностью инвертированный процесс растворения, когда раствор загустевает, и никакое перемешивание не может остановить это. Я точно не знаю, правильно ли это, т.к. никогда не встречал описания этого в справочнике.

Тем не менее, я продолжал перемешивать каждые 5 минут в течение следующих 30 минут, и затем каждые 10 минут в течение следующих 30 минут, чтобы не дать всё более и более «разрастающемуся» веществу перелиться через край. Это была одна из моих «успешных» порций, которая содержала приблизительно 40-50% кристаллов чистой пикриновой кислоты. 80% моих порций «помутнели» таким же образом. Потребовалось приблизительно 4-5 часов, чтобы ёмкость с неочищенной пикриновой кислотой охладилась до комнатной температуры. В литровой конической колбе было 800 мл.

 

На этой стадии я мог продолжить процесс, медленно соскребая 400 мл сгустков ПК в 2-литровую мензурку с 500 мл дистиллированной воды и оставшимися дистиллированными кубиками льда (наполнил до 1400 мл). После соответствующего образования осадка я вылил всё это в 6 полулитровых мензурок с тем же самым количеством воронок/бумажных фильтров, сохраняя фильтрат и выливая жидкость в 100[60]-литровое пластмассовое ведро (которое позже надо опорожнить во дворе, около приговорённого к смертной казни куста:).

 

Поправки к руководству, основанные на моем собственном опыте и наблюдениях в процессе производства 10 порций неочищенной ПК.

Когда я впервые начал этот производственный процесс, то полагал, что закончу с относительно чистым конечным продуктом, возможно 70-80% чистоты после двукратной промывки. Само собой разумеется, всё оказалось значительно дольше, чем я думал, и пришлось выяснить это на собственном печальном опыте из-за недостатков и даже ошибок в справочниках.

Несмотря на это, приятным сюрпризом стало то, что обработка ПК была намного безопаснее, чем я думал. Я начинал работу с ней и металлом сверхосторожно. Хотя вы должны быть осторожными, знайте, что ПК – возможно, самый безопасный бустер, с которым можно работать. Неочищенная ПК, в большинстве случаев, даже не огнеопасна.Поэтому вам не нужен какой-то особенный вытяжной шкаф и вентилятор – самодельный вариант также хорошо подойдёт для этой цели.

 

После покупки вытяжного шкафа я приобрёл два вентилятора – один дешёвый (вообще-то, это был всего лишь всасывающий вентилятор с пылеуловителем), продающийся в розницу за 140 евро, и намного более дорогой (специально изготовленный с целью предотвращения взрыва), за 950 евро. Может показаться, что я был слишком параноидален, т.к. единственный опасный газ, по поводу которого нужно волноваться во время производства пикриновой кислоты или ДАНФ – это газ NOx во время нитрования, а также H₂S и SO₂ во время производства ДАНФ, когда окисляется раствор пикромата натрия, но эти газы вообще не являются взрывоопасными. Я почему-то волновался, что антиметаллическая природа пикриновой кислоты не даст использовать металлическую трубу вентилятора[61]. Однако её использование совершенно не является проблемой, поскольку вся пикриновая кислота остается в мензурках. Так что вообще не волнуйтесь по поводу взрывчатых газов, т.к. их при производстве их нет.

Костюм химзащиты также не нужен. Просто используйте обычные нитриловые перчатки для мытья посуды и хорошую маску 3M с визором[62] и кислотным фильтром/фильтром газовых испарений (номер 60923 – мультифильтр), и всё у вас будет более чем отлично.

 

Указания нескольких справочников: «После того, как смешаете ацетилсалициловую кислоту с 90%+ чистой серной кислотой, медленно подмешивайте нитрит натрия». Несколько справочников даже не описали это более подробно.

1. То, о чём многие справочники не упоминают, и что мне пришлось выяснять на собственном неудачном опыте, испортив несколько партий – нитрование (вмешивание нитрита натрия[63]) НЕОБХОДИМО делать при температуре 60-70C⁰. Я выяснил, что если температура ниже, то некоторое количество нитрита натрия оседает на дне колбы, и слой становится всё толще. Этот слой может испортить всю порцию. Если температура внезапно повысится, этот слой может неожиданно «растаять/разрушиться» и вызвать «переизбыток» нитрования, поскольку смешается с остальным содержимым, что за несколько минут может повысить температуру на 20C⁰ и серьёзно ухудшить результат. Этот слой также может помешать правильному процессу перемешивания. Поэтому не допускайте этого, поддерживая температуру около 65C⁰ и никогда не позволяя ей опускаться ниже 60C⁰.

 

2. О чём не написано НИ В ОДНОМ справочнике – это о том, что добавление натриевой селитры повышает температуру содержимого мензурки. В общем, когда начнёте нитрование, то после добавления ацетилсалициловой кислоты при температуре 50-60C⁰ вам до конца процесса больше не нужно добавлять жару, т. к. вы сможете поддерживать температуру 60-70C⁰ путём добавления нитрита натрия (или нитрата калия). Быстрые температурные колебания являются наиболее серьёзной угрозой для партии, и температура выше 70C⁰ (не знаю точно насчёт 70C⁰ – может, 75C⁰) ухудшит качество и серьёзно уменьшит выход. Под «уменьшением выхода» я имею в виду снижение количества кристаллов чистой пикриновой кислоты от оптимальных 50% до 10%, в худшем случае.

3. Лишь один справочник упомянул о важности стеклянной посуды, которую вы используете. Я использовал две литровые мензурки и одну литровую коническую колбу. Все партии из мензурок имели очень низкий выход, поскольку магнитный якорь гораздо лучше работает в конической колбе. С мензурками были проблемы, потому что перемешивание шло хуже (даже на максимальной скорости) из-за формы ёмкости и из-за того, что у меня была стеклянная жаропрочная палочка, само присутствие которой значительно снижало качество перемешивания якорем. В любом случае, если есть такая возможность, используйте коническую колбу.

 

4. При производстве самой успешной партии я использовал литровую коническую колбу с 600 мл серной кислоты (90-95%). В среднем, я добавлял по 1,2 г натриевой селитры в минуту (в двух самых успешных партиях). Вместо того чтобы ежеминутно бросать по 1,2 г за раз, я добавлял примерно по 0,3 г каждые 15 секунд (то есть 4 раза по 0,3 г в минуту). Я просидел за этим занятием 2 часа 15 минут при изготовлении моей самой успешной партии (с двумя 5-минутными перерывами).

Можете представить себе это мучение: сидишь на прогнившем стуле в респираторе 3М, спина болит, подкидываешь 0,3 г каждые 15 секунд. Скука смертная, ужасно муторно. Начнёте материть себя, что не поставили рядом телик, или что купили только одну мешалку вместо трёх. Перспектива проделать это 10 раз может быть психологически сложной, так что предпримите все необходимые меры, чтобы сделать это времяпрепровождение более эффективным. Мне едва удалось выжить и не свихнуться только благодаря своему iPod’у. <3

 

5. Приобретите 3 мешалки, если это возможно. Процесс нитрования чрезвычайно утомителен и неприятен. С тремя мешалками вы сможете добавлять по 0,3 г в три разные колбы и ускорить выполнение этой, сцуко, задачи, на 300%. Мешалка стоит 300-500 евро, так что это доступно. Хотя менее подозрительно покупать одну, а не три:), поскольку покупка трёх обычно означает, что вы собираетесь их перепродать. <3

 

6. Изготовление пикриновой кислоты оказалось очень суровым. Несколько вещей могут пойти не так, и в большинстве случаев из-за нетерпения => добавляешь за минуту слишком много натрия => температура повышается слишком быстро. Например, я как-то отлучился на пару минуток, задержался, и, вернувшись, увидел на термостате 59C⁰. Я попытался компенсировать это, добавив чуть больше нитрита натрия, что, казалось, не дало никакого эффекта. Я добавил ещё, и внезапно температура подскочила до 81 C⁰. Пару раз я был слишком нетерпелив и добавлял в минуту слишком помногу (хотя тогда я считал, что температура выше 70C⁰ не имеет значения – в конце концов, выяснилось, что как раз в ней-то всё и дело).

Вы должны быть спокойны и сосредоточены перед началом этого процесса (несколько раз я был сильно измотан, что заставило меня потерять концентрацию, и партия оказалась испорчена). Если сосредоточитесь и будете добавлять нитрит натрия 2-4 раза в минуту по 0,2-0,4 г, всё должно быть хорошо.

Психологически подготовьтесь к нитрованию. Не начинайте процесс, если физически устали, или захотите поесть в ближайшее время. Просто подготовьтесь и, если возможно, обзаведитесь радио, ТВ или iPod’ом.

 

7. Не думайте, что осадок, который вы получите в итоге, будет чище 60%. Осадок – это виноград, в то время как кристаллы чистой пикриновой кислоты – это виноградные косточки. Если проведёте процесс безупречно, косточки будут большими, но если ошибётесь, они будут значительно меньше. Это убережёт вас от чувства разочарования, с которым я столкнулся.:-) Из 1,2 кг неочищенной субстанции я получил лишь 200-300 г кристаллов чистой пикриновой кислоты. Сделай я всё оптимальным образом, то получил бы 1,5 кг неочищенного вещества и, возможно, 0,8-1 кг чистой ПК.

 

8. Ацетилсалициловую кислоту можно вмешивать быстро. Я никогда не тратил на её вмешивание в начале процесса более 5 минут. После её полного растворения можете начинать нитрование. Я обычно вмешивал её при 60C⁰ и начинал нитрование при 60-65C⁰.

 

 

Промывка

В большинстве справочников говорится, что нужно промывать ледяной водой 2-10 раз. В общем, если хотите сделать это, просто лейте воду на фильтр, чтобы очистить от сульфатов. Однако, поскольку вам нужно в любом случае очистить жёлтую субстанцию пикриновой кислоты, не имеет смысла промывать её! Тогда я не знал этого, и промывал ПК-субстанцию 2 раза, а партию, предназначенную для производства ДАНФ, 4 раза.