Нитроглицерин: свойства, история и применение¶

Нитроглицерин (глицеринтринитрат, 1,2,3-тринитроксипропан) — органическое соединение класса нитроэфиров, сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Представляет собой тяжёлую маслянистую жидкость без цвета, сладковатую на вкус и почти нерастворимую в воде. Вещество известно прежде всего как мощное взрывчатое средство, а также как лекарственный препарат, применяемый при заболеваниях сердца. Химическая формула — C₃H₅N₃O₉, молекулярная масса — 227,09 г/моль.

¶Химические и физические свойства

Нитроглицерин в чистом виде — прозрачная маслянистая жидкость плотностью около 1,59 г/см³. Температура затвердевания — около 13 °C, что создаёт известные трудности при хранении: при охлаждении вещество кристаллизуется, образуя две полиморфные модификации. Температура кипения при атмосферном давлении превышает 200 °C, однако перегонка в обычных условиях опасна из-за склонности к разложению и детонации.

Вещество малорастворимо в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях — этаноле, эфире, ацетоне, хлороформе. Оно способно всасываться через кожу и слизистые оболочки, что обусловливает как его терапевтическое действие, так и профессиональные риски при работе с ним.

Нитроглицерин термически нестабилен. При нагреве выше примерно 50–60 °C начинает заметно разлагаться, а при быстром нагреве или ударе детонирует. Чувствительность к механическим воздействиям (удару, трению) очень высока, что делает обращение с чистым веществом крайне опасным.

¶История открытия

Соединение впервые получил итальянский химик Асканио Собреро в 1847 году, действуя на глицерин смесью концентрированных азотной и серной кислот. Собреро сразу отметил сильное физиологическое действие вещества — головную боль, головокружение, — и опубликовал предупреждение о его опасности. Первоначально нитроглицерин применяли в медицине как средство от стенокардии, а не как взрывчатку.

Взрывчатые свойства вещества долгое время не удавалось использовать из-за его чрезвычайной чувствительности. Перелом произошёл в 1867 году, когда шведский инженер Альфред Нобель разработал способ стабилизации нитроглицерина путём пропитки им пористого минерального сорбента — так был создан динамит. Позднее Нобель получил и другие составы на основе нитроглицерина, а также запатентовал капсюль-детонатор. Средства, вырученные от этих изобретений, легли в основу Нобелевской премии.

¶Взрывчатые свойства и применение

Нитроглицерин относится к бризантным взрывчатым веществам. При взрыве он разлагается с выделением газообразных продуктов (углекислого газа, водяного пара, азота и кислорода) и большим количеством тепла. Скорость детонации в зависимости от условий составляет порядка 7–8 км/с, что обеспечивает высокую разрушительную способность.

В чистом виде как промышленное взрывчатое вещество он практически не применяется из-за опасности в обращении. Вместо этого используются его смеси и составы:

• Динамит — нитроглицерин, нанесённый на инертный пористый наполнитель (диатомит, древесную муку).
• Нитроглицериновые пороха — баллиститные и кордитные составы, где вещество входит в пластифицированную массу.
• Промышленные взрывчатые вещества — разнообразные смеси для горных и строительных работ.

Применение нитроглицерина в горнодобыче, туннелестроении и сносе конструкций было особенно значимым в конце XIX — первой половине XX века.

¶Медицинское применение

В малых дозах нитроглицерин действует как сосудорасширяющее средство. Попадая в организм, он превращается в оксид азота (NO), который расслабляет гладкую мускулатуру сосудов, прежде всего вен. Это снижает нагрузку на сердце и уменьшает потребность миокарда в кислороде, что облегчает приступ стенокардии.

Основные лекарственные формы:

Типичные побочные эффекты — пульсирующая головная боль, покраснение лица, снижение артериального давления, головокружение. При длительном применении развивается толерантность, поэтому препараты назначают с перерывами. Нитроглицерин противопоказан при ряде состояний, включая выраженную гипотензию и приём некоторых препаратов для лечения эректильной дисфункции.

¶Техника безопасности и правовое регулирование

Нитроглицерин относится к особо опасным веществам. Его производство, хранение, транспортировка и применение регулируются законодательством о взрывчатых материалах и о контроле за оборотом прекурсоров. В промышленности соблюдаются специальные меры: дистанционное управление, влажная среда, температурный контроль, защитные обваловки.

Характерная опасность связана с возможностью накопления паров в замкнутых пространствах и с всасыванием через кожу. Работники, имеющие дело с веществом, проходят медицинский контроль; длительный контакт может вызывать так называемую «нитроглицериновую головную боль» и изменения в крови.

¶Значение

Нитроглицерин занимает особое место в истории химии и техники: он стал одним из первых практически применимых мощных взрывчатых веществ и дал толчок развитию промышленной взрывчатки. Одновременно это одно из первых соединений, показавших, что химическое вещество может целенаправленно влиять на тонус сосудов. Сочетание двух столь разных сфер применения — разрушительной и лечебной — делает нитроглицерин редким примером вещества, чьё значение сохраняется и в военно-промышленной, и в клинической практике.