雷酸汞

起爆剂

雷酸汞

雷酸汞（英文名：Mercury Fulminate，MF）是一种无机盐，化学式为Hg(CNO)2[1]，分子量为286.62 g/mol[3]，有毒[5]，通常情况下为白色或棕黄色结晶性体[4]，密度为4.42 g/cm3，微溶于水，可溶于热水、氨水、乙醇（室温下）。[1]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。[6][7]汞常温下较为稳定，但在一定温度条件下加热可发生分解。[8]雷酸汞通常以金属汞、稀硝酸和乙醇为原料制备[8]，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。[9]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[10]，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。[11]

雷酸汞（英文名：Mercury Fulminate，MF）是一种无机盐，化学式为Hg(CNO)2[2]，分子量为286.62 g/mol[4]，有毒[6]，通常情况下为白色或棕黄色结晶性体[5]，密度为4.42 g/cm3，微溶于水，可溶于热水、氨水、乙醇（室温下）。[2]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。[7][8]汞常温下较为稳定，但在一定温度条件下加热可发生分解。[9]雷酸汞通常以金属汞、稀硝酸和乙醇为原料制备[9]，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。[10]

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[11]，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。[12]

1799年，英国化学家爱德华·查尔斯·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。[12]1800年[13]，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。[11]

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。[14]

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。[7]

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 Å3和Z=4。[12]雷酸汞在具有晶格参数的非中心对称空间群Pca21中结晶a=10.623 Å，b=6.264 Å， c=6.323 Å，V = Å3和Z=4。[15]

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。[12]

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)°。[12]

沿方向的雷酸汞单位晶胞
沿方向的雷酸汞单位晶胞

物理性质

常温下，雷酸汞为白色或棕黄色结晶体[5]，密度为4.42 g/cm3，微溶于水，可溶于热水，氨水、乙醇（室温下）[2]。雷酸汞的吸湿性小，流散性好，但耐压性差。[9]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。[6]

化学性质

雷酸汞常温下较为稳定，但在一定温度条件下加热一定时间可发生分解。[9]雷酸汞的机械敏感性较高，在受到轻微撞击或摩擦时即可引起爆炸，同时放出热量，其化学反应方程式为：[8]

浓盐酸也可以使雷酸汞分解。其反应历程如下图所示[1]：

浓盐酸分解雷酸汞的反应历程
浓盐酸分解雷酸汞的反应历程

雷酸汞也可以在硫化物或硫代硫酸盐的作用下分解，其与硫代硫酸盐的反应可用来实现雷酸汞的定量分析。[1]如雷酸汞与硫代硫酸钠溶液的反应：

[1]

制备方法

视频暂不可用
雷酸汞制作方法

在一定温度条件下首先将金属汞与稀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。[9]其化学反应方程式为：

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。[16]

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。[15]将雷酸汞与氯酸钾混合制成爆粉具有针感度、撞击感度和擦感度的特性。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。[10]

毒性

粉尘或气溶胶形式的无机汞化合物，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。[17]

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。[17]

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）。[18]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）。[19]雷酸汞属于无机汞化合物，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。[20]

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。[19]

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。[19]

参考资料 20

  1. 参考 1
  2. 参考 2
  3. mercury fulminate — pubchem
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
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