雷酸汞(英文名: 汞 雷酸盐 ,MF)是一种 无机盐 , 化学式 为Hg(CNO) 2 ,分子量为284.624 g/mol ,有毒 ,通常情况下为白色或灰色结晶性体 ,密度为4.42 g/cm 3 ,微溶于水,可溶于热水、 氨水 、 乙醇 (室温下)。 雷酸汞含有不稳定活性原子基团-O-N≡C,使其机械敏感性较高,在受到轻微撞击、摩擦等刺激时会立刻发生活性反应,产生爆炸。 汞常温下较为稳定,但在一定温度条件下加热可发生分解。 雷酸汞通常以金属汞、 硝酸 和乙醇为原料制备 ,通常作为起爆剂使用,但随后被热安定性更好和起爆力更强的 叠氮化铅 所替代。
发现历史
17世纪,雷酸汞由 瑞典 炼金家孔尔克(J.Kunckel)利用汞与 硝酸 和 酒精 反应制备 ,并在其撰写的《化学博物馆实验室》中描述了雷酸汞产生时的剧烈的现象,但他未将雷酸汞从 混合物 中分离出来。
1799年, 英国 化学家 爱德华·霍华德 (Edward Charles Howard)成功地通过 乙醇 处理硝酸中的汞溶液分离出雷酸汞。 1800年 ,爱德华·查尔斯·霍华德首次阐述了雷酸汞的性质和 化学 上的制备方法。
1864年, 瑞典 化学家阿尔弗雷德・伯纳德・诺贝尔(Alfred Bernhard Nobel)发明了雷酸汞引爆 硝化甘油 的技术,即 雷管 。
物质结构
雷酸汞含有活性 原子 基团 -O-N≡C,这些基团通常不稳定,受到外界的刺激会立刻发生活性反应,即发生爆炸。
雷酸汞在具有晶格参数的 正交 中心对称 空间群 Cmce中结晶,空间群Cmce为a=5.3549 Å,b=10.4585 Å, c=7.5579 Å,V = 437.03 Å 3 和Z=4。 雷酸汞在具有晶格参数的非中心对称空间群 Pca 2 1 中结晶a=10.623 Å,b=6.264 Å, c=6.323 Å,V = Å 3 和Z=4。
在雷酸汞 晶体 中,每个汞 原子 都被来自相邻Hg(CNO) 2 分子的两个 氧原子 包围, Hg···O 的非键合距离为 2.833(4) Å。
在雷酸汞中,Hg-C键的键长为2.029(6)Å,C≡N键的键长为1.143(8)Å,N-O键的键长1.248(6)Å,C-Hg-C的键角为180.0(1)°, Hg-C≡N的键角为169.1(5)°,C≡N-O的键角为179.7(6)°。
理化性质
物理性质
常温下,雷酸汞为白色或棕黄色结晶体 ,密度为4.42 g/cm 3 ,微溶于水,可溶于热水, 氨水 、 乙醇 (室温下) 。雷酸汞的吸湿性小,流散性好,但耐压性差。 雷酸汞的爆燃点为160 ℃,爆发点为210 ℃(2s),机械撞击、摩擦和针感度较高。
化学性质
制备方法
在一定温度条件下首先将金属汞与 硝酸 反应生成 硝酸汞 ,在控制一定的反应温度将硝酸汞逐渐加入至 乙醇 溶液中,即可获得雷酸汞粗品。 其 化学方程式 为:
其工艺流程可简化为:制备稀硝酸→制备硝酸汞→与 酒精 作用化合生成产品→过滤洗涤筛选过滤干燥等除杂工序。
应用领域
无机雷酸盐属于起爆剂,可用作二次炸药,雷酸汞具有起爆威力大、性能高和易引爆的优点,是第一个被广泛和长期使用的炸药。 将雷酸汞与 氯酸钾 混合制成爆粉具有高的针刺感度、撞击感度和摩擦感度的特性。但在之后发现了可替代雷酸汞的热安定性和起爆力更强的 叠氮化铅 。
安全事宜
毒性
粉尘或 气溶胶 形式的 无机化合物 汞化合物,可经 呼吸道 吸收进入体内,并在肺部沉积。与汞相比,无机汞化合物呼吸道吸收程度较小,无机汞化合物在胃的 溶解度 决定 消化道 吸收的程度。
雷酸汞粉尘对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用,在接触皮肤、黏膜时可引起 皮肤痛 、氧、水肿、起疤或 丘疹 ,且症状难以消除。当雷酸汞粉尘接触眼睛和呼吸道后,会引起严重的炎症。
危险类别
雷酸汞属于 爆炸物 ,常温下较为稳定,受到轻微撞击和摩擦可引起爆炸(受潮时爆炸性减弱)。空气含水量达到10%时,可在空气中点燃而不爆炸;含水量达到30%时,则点不燃。 具有急性毒性(经口),急性毒性(经皮肤),急性毒性(吸入),特异性靶器官毒性(反复接触),危害水生环境(急性危害),危害水生环境(长期危害)。 雷酸汞属于 无机化合物 汞化合物,具有慢性毒性。慢性汞中毒会降低人体免疫清除能力,增加患癌的可能性。
防护措施
对于 呼吸系统 的防护,接触雷酸汞的制造或使用人员需佩戴 防毒口罩 。在出现紧急抢救或紧急逃生的时候,需要佩戴自给式呼吸器,同时佩戴 化学 安全防护眼镜 和穿着相应的防护服来保护眼睛和身体。
对于有关雷酸汞的生产或工作现场需禁止吸烟,同时注意个人清洁卫生,在进入限制性密闭空间或高浓度区作业时,须有人监护。