Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №2
Шрифт:
Синтез НМХ
Гексаметилентетрамин, уксусная кислота, уксусный ангидрид, нитрат аммония и избыток азотной кислоты смешиваются и выдерживаются при температуре 45 °C 15 минут. Затем медленно добавляется нитрат аммония, азотная кислота и уксусный ангидрид. Смесь остается на паровой бане 12 часов. Осадок, выпавший в результате реакции должен содержать 27 % RDX и 73 % НМХ. Далее RDX может быть удален обработкой осадка раствором тетрабората натрия и гидроксида натрия. RDX полностью разрушается при pH выше 9,7. НМХ отфильтровывается и перекристализуется в ацетоне или нитрометане. Схема синтеза приведена ниже.
• Азид свинца
Азид
2Na + 2NH3 ==> 2NaNH2 + Н2
Следующая стадия — получение азида натрия (NaN3). Для этого над амидом натрия при температуре 190 °C пропускают закись азота (N2О).
NaNH2 + N2О ==> NaN3 + H2О
Последняя стадия — получение азида свинца. Это осуществляется взаимодействием азида натрия и ацетата свинца.
2NaN3 + Pb(CH3COO)2 ==> Pb(N3)2 + 2CH3COONa
Пикрат аммония также называется пиконитратом аммония, Explosive D или карбазоатом. Это довольно безопасное ВВ на основе пикриновой кислоты. В то же время оно гораздо более безопасно в использовании, чем обычная пикриновая кислота и не образует нестабильные соли с металлами. Пикрат аммония можно легко сделать из пикриновой кислоты и обычного нашатырного спирта. Для этого в стеклянной посуде 1 часть кристаллов пикриновой кислоты растворяют в 15 частях горячей дистиллированной воды. Затем добавляют избыточное количество нашатырного спирта и выпаривают жидкость. Выпаривание должно происходить только при комнатной температуре, так как пикрат аммония очень чувствителен к нагреванию. На дне сосуда должны образоваться светло-желтые кристаллы пикрата аммония. Обращаться с ним нужно, как и с любым веществом чувствительным к резкому внешнему воздействию.
• Тетраминмеди хлорат (ТАМХ)
ТАМХ относится к инициирующим ВВ. Он чувствителен к пламени и удару. К сожалению, пока это все что можно сказать о его свойствах. Для его изготовления требуется сульфат меди, хлорат натрия и раствор аммиака.
Синтез
Приборы и материалы
–
– сульфат меди
– водный раствор аммиака
– этиловый спирт (95 %)
– воск или глина
– вода
– бутылка с узким горлышком
– банка с широким горлом
– трубка (резиновая, медная или стальная)
– ложка
– нагреватель
– фильтровальная бумага
Растворите 2.5 г хлората натрия в 4 0 г этилового спирта. Раствор поместите в банку с широким горлом. Добавьте к раствору 4 г сульфата меди. Прокипятите смесь на паровой бане 30 минут. Смесь изменит цвет. Поддерживайте постоянный объем раствора, доливая этиловый спирт каждые 10 минут. После кипячения уберите раствор с паровой бани. После остывания отфильтруйте жидкость и поместите ее в отдельную банку. Налейте 250 мл раствора аммиака в бутылку с узким горлышком. Вставьте в горлышко трубку и тщательно замажьте зазор глиной или воском. Разместите емкости, как показано на схеме[70], опустив свободный конец трубки в отфильтрованный раствор. Нагрейте бутылку с раствором аммиака так, чтоб аммиак проходил пузырьками через первый раствор. Пропускайте газ до тех пор, пока раствор не поменяет окраску со светло-зеленого на темно-синий. После этого продолжайте пропускать газ еще 10 минут. Уменьшите объем первого раствора до 1/3 первоначального объема, выпарив его на воздухе или на паровой бане. Отфильтруйте выпавшие в осадок кристаллы и промойте их в этиловом спирте. После продолжительной 16-часовой сушки они готовы к использованию.
ПРАКТИКУМ
Основы автоматизации эксперимента
А.Е. Герман, Г.А. Гачко
Одной из наиболее увлекательных и полезных областей применения электроники является сбор и обработка информации об эксперименте. Существует ряд наук, основанных на опыте и неспособных обойтись без него. Одна из таких наук — физика. Экспериментальные методы и измерительная техника в физике в настоящее время весьма разнообразны.
Стремительное развитие электроники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых различных процессов в научных исследованиях. При этом сигналы от датчиков, в большинстве случаев аналоговые по своей природе, для обработки с помощью микропроцессорных средств должны быть представлены в цифровом виде. Преобразование сигнала из аналоговой в цифровую форму осуществляется с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Получаемый цифровой сигнал вводится в управляющую ЭВМ или микроконтроллер с помощью портов ввода, обрабатывается, и выводится с использованием портов вывода. Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый осуществляется с помощью цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).
В ряде случаев входные и выходные сигналы управляющей ЭВМ являются цифровыми. Это входные сигналы от дискретных датчиков, работающих по принципу "есть сигнал-нет сигнала". Выходные цифровые сигналы могут быть использованы для управления включением исполнительных устройств и коммутации различных элементов экспериментальной системы.
Совокупность перечисленных элементов (датчик-АЦП-ЭВМ-ЦАП — исполнительное устройство) в различных комбинациях позволяет создавать системы управления широкого применения, использующиеся и для автоматизации научных исследований.
Предлагаемое читателю учебное пособие содержит описания пяти лабораторных работ по курсу "Основы автоматизации эксперимента" и предназначено для студентов физических специальностей. Первая лабораторная работа посвящена способам цифро-аналогового преобразования. Во второй работе изучаются аналого-цифровые преобразователи, подробно останавливаясь на принципах работы АЦП последовательных приближений. В третьей работе рассмотрены аналоговые ключи на полевых транзисторах, являющиеся неотъемлемым элементом современных систем сбора и обработки аналого-цифровой информации, а также выполненное на их основе устройство выборки-хранения (УВХ) аналоговых сигналов. Шаговые двигатели (ШД) нашли широчайшее применение для управления положением элементов установки в физическом эксперименте и системах автоматизированного управления. Четвертая работа посвящена шаговым двигателям и способам управления ими.