Взрывчатые вещества

Нитроцеллюлоза, динамит, баллистит

Взрывчатые вещества, созданные впервые химиками во второй половине XIX в., стали одним из важнейших продуктов химического производства. Нитроцеллюлоза была получена в 1846 г. независимо двумя химиками - Христианом Шёнбейном и Рудольфом Бёттгером. Действие азотной кислоты на целлюлозу приводило к образованию смеси сложных эфи-ров - нитратов целлюлозы. При обработке их спиртоэфирной смесью часть из них (низконитрованная целлюлоза) растворялась, превращаясь в коллодий, а высоконитрованная целлюлоза, не растворяющаяся в этой смеси, и представляла собой собственно нитроцеллюлозу. Вскоре стало известно важное практическое значение этого вещества. Из нитроцеллюлозы выделялось в три раза больше газообразных веществ, чем из черного пороха, а скорость сгорания ее была в 500 раз выше. Кроме того, горение нитроцеллюлозы было бездымным. Военные и промышленники способствовали разработке на основе нитроцеллюлозы высокоэффективных взрывчатых веществ. Однако после того, как в 1848 г. взлетел на воздух завод в Ле Бурже (около Парижа), а вскоре такие же несчастные случаи произошли в Англии и Австрии, производство нитроцеллюлозы было приостановлено.

Тем временем Асканио Собреро впервые получил нитроглицерин - азотнокислый эфир глицерина. Это было жидкое вещество, чрезвычайно взрывчатое и очень чувствительное к толчкам, ударам или быстрому нагреву. Ядовитое и вязкое, это вещество вначале не показалось пригодным для практических целей. Но А. Нобель сразу обратил на него внимание^*. Он смешал черный порох с нитроглицерином и получил взрывчатую смесь, которую можно было взрывать только с помощью специального взрывателя. "Огнепроводный" шнур из черного пороха был для этих целей не пригоден. Тогда Нобель вспомнил об изученной Либихом "гремучей ртути", которая легко воспламенялась и была пригодна в качестве запала не только для смеси нитроглицерина с черным порохом, но также и для других взрывчатых веществ.

^* (Это "сразу" произошло после того, как А. Нобель, живший в то время в Петербурге, ознакомился с работами знаменитого русского химика-органика Н. Н. Зинина (1812-1880). В 1853 г. Н. Н. Зинин провел исследование нитроглицерина как взрывчатого вещества и пытался поставить его на вооружение русской армии во время Крымской войны (1853-1856). Нобель обсуждал с Зининым вопросы применения нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества. См. об этом в книгах [201, с. 163; 267, с. 610].- Прим. ред.)

Нобель начал с производства нитроглицерина и капсюлей-детонаторов. Заказов было много. Всеобщая индустриализация хозяйства в развитых странах во второй половине XIX в. привела к строительству железных и шоссейных дорог, а вместе с ними и туннелей; прокладывались каналы. С ростом потребления железа и стали быстро развивалась горнодобывающая промышленность. Для шахт и каменоломен требовалось большое количество взрывчатых веществ. Но их производство было чрезвычайно опасным. В 1864 г. на заводе Нобеля в г. Хеленеборге произошел взрыв, разрушивший все строения. При взрыве погибло много рабочих. Так как ни одна церковная община не разрешала строительства нового завода, Нобель продолжил свои эксперименты на пароме, который он поставил на якорь на озере Мелар. В 1865 г. Нобель получил разрешение основать в Гамбурге фирму "Нобель и К°"; его компаньонами были гамбургские коммерсанты. Правила безопасности предписывали строительство вокруг всей территории фабрики земляного вала высотой 15 футов. Но не только производство, а также транспортировка взрывчатых веществ были связаны с риском для жизни. Несмотря на все меры предосторожности, уже в том же 1865 г. в Нью-Йорке взорвался ящик с нитроглицерином, а в 1866 г. недалеко от порта Аспинволь в Центральной Америке взлетел на воздух пароход "Европейский", груженный нитроглицерином и боеприпасами. От этого взрыва пострадали стоящие в порту суда и портовые сооружения. Несчастные случаи продолжались. Вследствие этого в Бельгии, например, были запрещены производство и сбыт нитроглицерина; правительства других стран тоже готовились принять подобные же меры.

В конце 1866 г. Нобель нашел, наконец, способ уменьшить взрывоопасность нитроглицерина. Произошло это случайно. Одна из канистр с нитроглицерином была повреждена, и вытекающие из нее капли нитроглицерина попадали на кизельгур^*, который впитывал его как губка. Нобель установил, что кизельгур может впитать трехкратное по сравнению с собственным весом количество нитроглицерина и что в таком виде нитроглицерин не взрывоопасен. Полученное вещество Нобель назвал динамитом. Тем не менее в 70-е годы страшные взрывы продолжались; в Кельне, Гамбурге, Берлине и Осло от взрывов пострадало большое количество людей. Однако теперь Нобель мог доказать, что несчастные случаи являются следствием несоблюдения правил техники безопасности. Динамит стали производить на новых заводах и интенсивно использовать при взрывных работах взамен тяжелого ручного труда. Было обнаружено, что добавление к динамиту различных солей - кристаллогидратов - уменьшает его взрывоопасность. Это позволило модифицировать взрывчатые вещества, применявшиеся при добыче полезных ископаемых, таким образом, чтобы их взрывы сопровождались минимальными вспышками. Благодаря этому оказалось возможным дальнейшее предотвращение воспламенения рудничных газов.

^* (Кизельгур, или трепел,- тонкопористая осадочная горная порода, состоящая из микроскопических зерен кремнезема, почти не содержащая органических остатков. Применяется как стройматериал, наполнитель, адсорбент и т. п.- Прим. перев.)

После франко-прусской войны (1870-1871 гг.) многие химики начали опыты по замене черного дымного пороха на бездымный. И здесь Нобелю сопутствовал успех. В 1875 г., растворив нитроцеллюлозу в нитроглицерине, он получил желатинообразную массу, которой дал название "гремучий студень". Эта смесь оказалась сильнейшим взрывчатым веществом и была использована при прокладке Сен-Готардского туннеля^*. Смешивая с этим "гремучим студнем" различные вещества, Нобель получил "баллистит"- бездымный порох и в 1888 г. получил патент на его изобретение. В армиях разных стран в срочном порядке черный порох, дым от которого всегда выдавал стрелявших и уменьшал видимость на поле боя, стали заменять на бездымный. Баллистит нашел применение в пулеметных патронах (пулемет был изобретен незадолго до этого). Продукция динамитных заводов Нобеля (к 1875 г. их было уже 15) быстро завоевала международный рынок. Сам Нобель поддерживал движение за мир и надеялся, что со временем созданные им взрывчатые вещества не будут использоваться в военных целях.

^* (Туннель под перевалом Сен-Готард в Швейцарии, недалеко от границы с Италией.- Прим. ред.)

Альфред Нобель (1833-1896)

Альфред Нобель родился в Стокгольме в 1833 г. Работал на заводе своего отца в Петербурге^*, а позднее в Стокгольме и там начал заниматься взрывчатыми веществами. При взрыве первого завода А. Нобеля погиб его младший брат; отец, тяжело переживая смерть сына, перенес апоплексический удар и остался парализованным на всю жизнь^**. Альфред Нобель не был женат. За два года до смерти почти все свое состояние (31,5 млн. из 32 млн. шведских крон) он завещал фонду, названному его именем. Из доходов акционерного общества, производящего взрывчатые вещества, должны были отчисляться определенные суммы и вкладываться в твердые, приносящие проценты ценные бумаги (акции). Ежегодно проценты должны были расходоваться на пять премий для лиц, чья деятельность за прошедший год принесла человечеству наибольшую пользу. Первые три премии должны были присуждаться за самые значительные работы в области физики, химии и медицины (или физиологии); литературная премия - за создание произведения, служащего самым высоким гуманистическим идеалам. Премия мира должна была присуждаться человеку, который своей деятельностью внес максимальный вклад в дело сплочения народов, способствовал ликвидации или уменьшению армий, а также принимал участие в организации конгрессов сторонников мира и распространении их идей.

Альфред Нобель умер в 1896 г. в своей лаборатории в г. Сан-Ремо (Италия). Присуждение первых премий состоялось в 1901 г. Премией по химии был отмечен Я. Г. Вант-Гофф, по физике - В. Рентген. Первые четыре из названных премий присуждают Королевская Академия наук, Королевский медико-хирургический институт и Шведская академия. Премией мира награждает комитет из пяти человек, избираемый норвежским парламентом - стортингом. Нобелевская премия расценивается как наивысшая научная награда в международном масштабе^***.

^* (Вплоть до 1859 г. См. ЖВХО им. Менделеева, 1975, т. 29, с. 610-611.- Прим. ред.)

^** (Он умер в 1872 г.- Прим. ред.)

^*** (Подробнее о Нобеле и лауреатах Нобелевских премий по химии см. также в работе [266].- Прим. ред.)