Živin fulminat (prema lat.
fulmen: munja, grom; Hg(CNO)
2 ili Hg(ONC)
2, praskava živa, točnijeg naziva živin(II) fulminat, ruski: gremučaja rtut, engleski: mercury fulminate, njemački: knallquecksilber) u kemijskom pogledu predstavlja živinu sol fulminatne kiseline.
Izgled, osobine i svojstva:Čist fulminat je kristal bijele boje, a kada nije čist obično je slabo žućkasta do svijetlosiva kristalna tvar/prah (boja zavisi o skladištenju i drugim okolnostima), gustoće 4,42 g/cm
3, temperature paljenja 160 - 165°C, volumena plinova (V0) 935 l/kg, temperature eksplozije 205°C.
Nije higroskopan, i veoma je malo rastvorljiv u vodi. Topljivost u vodi živinog fulminata je neznatna (0,07 g na 100 dijelova vode pri 12°C). Sa povišenjem temperature topljivost se povećava; 100 težinskih dijelova pri 49°C rastvara 0,175g fulminata, 100 težinskih dijelova pri 100°C rastvara 0,77g fulminata.
Rastvorljivost u alkoholu je nešto veća od vode. Dobro se rastvara u amonijaku, acetonu, kalijevom cijanidu, piridinu i dušičnoj kiselini. Potpuno se rastvara u kalcijevom cijanidu. Slabe kiseline ne djeluju na živin fulminat, dok jake kiseline kao dušična kiselina - razlažu ga.
Vodikov sulfid (H
2S) reagira sa živinim fulminatom pri čemu se formiraju sulfidi, što znatno smanjuje inicijalnu sposobnost kapsule odnosno živinog fulminata.
Vlažan živin fulminat reagira sa većinom metala. Pri dodiru sa bakrom formira bakrov fulminat, koji je manje osjetljiv na udar od živinog fulminata, ali znatno osjetljiviji na trenje.
Cu + Hg(ONC)
2 --> Cu(ONC)
2 + Hg
Sa aluminijem živin fulminat reagira veoma burno pri čemu se živin fulminat reducira do metalne žive, a aluminij do oksida (Al2O3). Sa cinkom živin fulminat reagira slabije, ali se ipak formira u cinkov fulminat. Sa niklom, kalijem i željezom, živin fulminat praktični ne reagira. Najopasniji je doticaj živinog fulminata sa aluminijem, pri čemu nastaje reakcija uz oslobođenje topline koja može da dosegne i temperaturu paljenja živinog fulminata.
Stabilnost živinog fulminata na povišenim temperaturama je mala. Tako zagrijavanjem na 50 - 60°C u suhoj atmosferi u vremenu od 6 mjeseci nastaje razgradnja pri čemu živin fulminat gubi 3,6% od mase. U vlažnoj atmosferi smanjenje težine iznosi 7,6%. Zagrijavanjem na 75°C nastaje ubrzano raspadanje, dok dužim zagrijavanjem na 100°C može detonirati.
Živin fulminat je vrlo jednostavna eksplozivna tvar, jako otrovna kao i sve živine soli. Stabilan je eksploziv i može se neograničeno čuvati suh i mokar pod normalnim uvjetima, ali je u odnosu na druge inicijalne eksplozive najnepostojaniji.
Molekularna struktura živinog fulminata izgleda ovako: O−N≡C−Hg−C≡N−O.
Pri eksploziji se razlaže na živu, ugljikov(II) oksid i dušik.
Osjetljivost i brizantnost:Živin fulminat je vanjskim utjecajima osjetljiv na udar, trenje i plamen. Jako je eksplozivan i može eksplodirati uslijed grijanja ili udarca. Prilikom ispitivanja na osjetljivost udara utegom, detonira već sa visine pada utega od 2kg sa 4cm, dok TNT eksplodira pod istim uvjetima sa visine pada utega od 48cm, a tetril eksplodira sa padom utega težine 2kg sa visine od 40cm.
To znači da je jako osjetljiv na udar.
Osjetljivost i sposobnost inicijacije fulminata su zavisne od veličine kristala. Fulminat sitnih kristala je manje efikasan od krupnih kristala, ali je ovaj, s druge strane, znatno osjetljiviji na mehaničke utjecaje.
Pali se pri djelovanju plamena, ali gorenje lako prelazi u detonaciju. Točka zapaljivosti suhog živinog fulminata iznosi oko 150°C, a zagrijan na oko 160°C detonira. Detonacija nije isključena ni pri nižim temperaturama. Maksimalna detonacijska brzina iznosi mu 5.400 m/s.
Pri detonaciji oslobađa oko 400 Kcal/kg topline i približno 300 l/kg plinova.
Prisutan i najmanji sadržaj vlage u živinom fulminatu znatno smanjuje njegovu osjetljivost, tj. nepovoljno utječe na njegovu sposobnost na eksplozivno djelovanje. Sa 15% vode ne može detonirati, već će mirno sagorjeti, dok sa 25-30% vlage živin fulminat postaje neosjetljiv na plamen i udar, zbog čega se i čuva pod vodom.
Brizantnost živinog fulminata zavisi od gustoće. Kristalna gustoća mu je 4,42 g/cm3. Pri prešanju živin fulminat postiže sljedeće gustoće:
Prešanjem živinog fulminata silom od 162 MPa on postaje „mrtav“, tj. pali se teško i pri sagorijevanju ne detonira. Pri prešanju silom od 49 MPa živin fulminat u 3% slučajeva deflagira. Pritiskom od 59 do 64 MPa procent deflagracije se penje na 5%, a silom prešanja od 294 MPa dolazi 100% do otkaza. Pošto gubi osjetljivost prešanja pod većim pritiscima, zbog toga se živin fulminat u inicijalnim sredstvima (kapislama) preša silom od 24 do 34 MPa.
Kast i Haid ispitivali su zavisnost detonacijske brzine živinog fulminata od gustoće. Ti rezultati prikazani su u tablici:
Smjesa živinog fulminata sa 10% kalijeva klorata (KClO
3) detonira i pri manjim gustoćama, pri čemu se postižu veće detonacijske brzine, nego kod primjene čistog živinog fulminata. Tako smjesa sa gustoćom od 3,16 g/cm
3 dostiže detonacijsku brzinu od 4090 m/s.
Primjena:Fulminati se koriste kao primarni eksplozivi za punjenje detonatorskih kapsula, a to su: živin fulminat (HgC
3N
2O
2) i srebrov fulminat (AgC
2N
2O
2), koji je pak nestabilniji od živinog(II) fulminata, ali može detonirati i pod vodom.
Od inicijalnih eksploziva, prvi je otkriven živin fulminat i industrijski primijenjen u proizvodnji inicijalnih sredstava, odnosno detonatora za eksplozive. Alfred Nobel ga je svrstao tada u jedan i jedini dinamitni detonator/aktivator. Ovaj novi detonator je imao presudnu ulogu za veliki uspeh dinamita.
Živin fulminat se i danas upotrebljava kao primarno punjenje inicijalnih i detonatorskih kapsula. Potpuno suh i bez nečistoća, pravilno pakiran u inicijalnom sredstvu je postojan.
U inicijalnim sredstvima živin fulminat se pakira čist ili u smjesi sa kalijevim kloratom, barijevim nitratom, antimon trisulfidom i dr.. Također se koristi s busterima (pojačivačima), kao što je pikrinska kiselina i RDX.
*!*Čahurice kapsula i detonatori izrađeni su od bakra ili mesinga gdje se puni sa živinim fulminatom. S obzirom na to da lako reagira sa većinom metala, pakira se u bakrenim čančićima koji su obavezno zaštićeni niklom ili lakom, kako bi se spriječio direktan dodir živinog fulminata sa bakrom.
Čahurice detonatora ne mogu biti od aluminija zbog razornog djelovanja žive na aluminij.
Po tome se mogu rudarske kapsule i električni upaljači odmah razlikovati od azidnih, jer fulminatske kapsule su crvene ili svijetložute boje, tj. boje bakra ili mesinga, dok su azidne bijele boje, tj. boje aluminija.
S obzirom na to da se živin fulminat lako inicira udarom ili trenjem, koje izaziva igla u oruđu, masovno se primjenjuje pri izradi inicijalnih sredstava.
Živin fulminat se čuva pod vodom, a razgrađuje rastvorom natrijeva tiosulfata. Zato se ostaci živinog fulminata na radnim mjestima i alatima odstranjuju pranjem 2%-tnim rastvorom natrijeva tiosulfata.
Živin fulminat koji se primjenjuje za izradu inicijalnih sredstava mora odgovarati zahtjevima za kvalitetu postavljenim u tablici:
Čuvan na malo većim temperaturama (35 - <50°C) pokazuje postepeno slabljenje sposobnosti inicijacije. Zbog tog svojstva, nije pogodan za pakiranje municije namijenjene za tropske krajeve s obzirom na njegovu nestabilnost na povišenim temperaturama.
Živin fulminat se upotrebljava za izradu inicijalnih kapsula artiljerijskog oružja, a rjeđe se zbog svojih osobina (osjetljivosti i skladištenja; vode i temperature) koristi za punjenja vojnih detonatorskih kapsula. U no¬vije vrijeme se ne upotrebljava za punjenja detonatorskih kapsula, namijenjenih za protupješačke i protutenkovske mine.
Fulminatske kapsule ima¬ju tu nezgodnu osobinu, što pri detonaciji oslobađaju živu, koja amalgamira čahuru i zadnji dio cijevi. Iz tog razloga se čahura streljačkog oružja može upotrijebiti samo dva puta.
Samo u Njemačkoj pri početku 20.st. proizvodnja živinog fulminata je dostigla 100 tona.
Dobivanje:Osnovne kemikalije za pripravu živinog fulminata su: živa, dušična kiselina i etilni alkohol, od kojih su svi visokog postotka čistoće.
Živin(II) fulminat je prvi sintetizirao Edward Charles Howard 1800.g., u reakciji žive i dušične kiseline, dodajući u rastvor etanol.
Živin(II) fulminat se i danas laboratorijski priređuje djelovanjem dušične kiseline na živu i etilni alkohol.
Živin fulminat se dobiva rastvaranjem metalne žive u dušičnoj kiselini. Iz tog rastvora se dodatkom etilnog alkohola taloži živin fulminat. Proces proizvodnje je veoma jednostavan. Pri proizvodnji strogo se vodi računa da u živinom fulminatu nema metalne žive, niti ostataka kiselina, jer slobodna živa reagira sa bakrenim čančićima (u kapsulama) pri čemu se formira amalgam bakra, dok ostaci kiseline nagrizaju bakreni čančić, što dovodi u pitanje stabilnost kapsule i njenu sigurnost.
Izvori:
*Sredstva inicirovanija; Bubnov P.E., M. Oborongiz, 1945.g.
*Pravilnik o tehničkim normativima za zaštitu od statičkog elektriciteta, Beograd 1974.g.
*Meyer Rudolf: Explosivstoffe, 1973.g.
*Bagal L.I.: Himija i tehnologija inicirujušćih vešćestv, Moskva 1975.g.
*Pirotehnika i inicijalna sredstva, Aleksandar Đurica, izdavač: Vojnoizdavački zavod 1983.g.