Azotan metylu

[Zefirek]

Azotan metylu jest znanym bardzo silnym materiałem wybuchowym kruszącym o wzorze sumarycznym CH3NO3. Myrol - tak właśnie brzmi jego popularna nazwa - jest słabo rozpuszczalną w wodzie (w 100 ml wody w temp pokojowej rozpuszcza się 3,85 g azotanu metylu) bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu zbliżonym do octanu etylu. Myrol jest bardzo lotny i palny (lotnością i palnością jest zbliżony do eteru etylowego) i z tego powodu nie znalazł praktycznego zastosowania. Jego pary po podpaleniu silnie wybuchają (patrz sekcja "Bezpieczeństwo" na końcu artykułu). Azotan metylu przy dłuższym przechowywaniu nie wykazuje oznak rozkładu. Jest niezbyt wrażliwy na wstrząsy - wybuch następuje po upadku ciężarka o masie 2 kg z wysokości 40 cm. Temperatura wrzenia wynosi 65°C. Jego lepkość jest mniejsza niż lepkość wody. W rurze stalowej o średnicy 3-15 mm detonuje z prędkością 2085 m/s, zaś w rurze stalowej o przekroju 30-40 mm detonuje ze zdumiewającą prędkością 8000 m/s! Podczas drugiej wojny światowej znalazł zastosowanie jako paliwo w niemieckich rakietach. Podobnie jak nitroglikol ma zdolność żelatynizowania celulozy, więc byłby idealnym materiałem na plastyczne MW, gdyby nie jego lotność i powodowanie przezeń bólów głowy (jak przy nitroglikolu). Azotan metylu detonuje od spłonki nr 1 dając wydęcie w bloku ołowianym 520 cm3 - czyli tyle ile ma nitrogliceryna. Wybuchowy rozkład azotanu metylu pobudzonego spłonką przebiega wg reakcji:
CH3NO3 -> 0,95 NO + 0,025 N2 + 0,75 CO + 0,25 CO2 + 0,7 H2 + 0,8 H2O

Otrzymywanie

Otrzymywanie azotanu metylu jest bardzo proste i bardzo podobne jak otrzymywanie nitroglikolu jak i innych estrów kwasu azotowego. Do jego otrzymania potrzebujemy kwas siarkowy 98%, kwas azotowy 65% oraz alkohol metylowy (metanol). Reakcję należy przeprowadzać najlepiej pod wyciągiem lub na świerzym powietrzu z trzech powodów:
- Podczas dodawania metanolu do mieszaniny
estryfikującej wydzielają się szkodliwe i silnie
duszące tlenki azotu
- Opary azotanu metylu powodują bóle głowy, tak
jak w przypadku nitroglikolu
- Opary azotanu metylu są silnie wybuchowe!

Dla wygody można całość umieścić na mieszadle magnetycznym czy też użyć mieszadła mechanicznego. Zestaw na zdjęciu składa się ze zlewki umieszczonej w krystalizatorze, który z kolei został umieszczony na mieszadle magnetycznym. Dodatkowo w statywie zamocowany jest termometr.

Po ustawieniu sprzętu czas na odmierzenie substratów. Odmierzamy po 40 ml kwasu siarkowego o stężeniu 98% i kwasu azotowego o stężeniu 65% i zlewamy je ostrożnie razem, mieszając i chłodząc. Temperaturę obniżamy do około 20°C.
Odmierzamy 15 ml metanolu i dodajemy powoli niezbyt dużymi porcjami (ciągle mieszając, najlepiej kroplami) tak, aby temperatura nie przekroczyła 35°C. Po dodaniu każdej porcji (kropli) metanolu wydziela się chmurka tlenków azotu. Po dodaniu całości metanolu mieszamy zawartość zlewki przez około 20 minut.

Po tym czasie przelewamy całość do wąskiego naczynia (np. cylinder miarowy) lub lepiej do rozdzielacza i zostawiamy na chwilkę. Powinny się oddzielić dwie ciecze - górną stanowi azotan metylu, dolną kwasy odpadkowe. Oddzielamy warstwy rozdzielaczem lub za pomocą pipety i przelewamy azotan metylu do szczelnie zamykanej buteleczki (należy się upewnić że jest nierozpuszczalna w azotanie metylu).
Ostatnią niezbędną czynnością jest neutralizacja myrolu. W tym celu ostrożnie dosypujemy do buteleczki bezwodnego węglanu sodu. W ten sposób jednocześnie osuszymy otrzymany produkt z resztek wody. Powinniśmy otrzymać około 16 ml azotanu metylu.

Bezpieczeństwo
Azotan metylu jest łatwopalny. Ze względu na pewną wrażliwość na wstrząsy nie należy w niego uderzać czymkolwiek! Przechowywać należy go w szczelnej butelce (po zamknięciu z zewnątrz ma być niewyczuwalny zapach myrolu). Podczas otrzymywania nie można używać JAKIEGOKOLWIEK ognia, gdyż myrol jest niesamowicie lotny a jego pary są skrajnie łatwopalne. Podczas detonacji najlepiej używać spłonek odpalanych elektrycznie, a nie lontem z uwagi na to, że iskry z lontu mogą zapalić opary azotanu metylu powodując przedwczesny wybuch. Zachowaj nadzwyczajną ostrożność.