나이트로글리세린
[ nitroglycerine ]
- 요약
글리세린의 질산에스터이며 움직임에 민감하고 강력한 폭발력이 있어 화약으로 사용된다.
나이트로글리세린
| 화학식 | C3H5(NO3)3 |
|---|---|
| 분자량 | 227.09g/mol |
| 상태 | 무색의 유성 액체 |
| 밀도 | 1.6g/cm3 (15℃) |
| 녹는점 | 14℃ |
| 끓는점 | 50℃ (폭발) |
트라이나이트로글리세린(trinitroglycerin), 1,2,3-트라이나이트로실프로페인(1,2,3-trinitroxypropane)이라고도 하며, NG로 약기(略記)한다. 분자식은 C3H5(NO3)3이다.
특이하게 달콤한 맛이 나며 무색 투명한 기름 상태 액체로, 분자량 227.09, 비중 1.596(15℃)이다. 결정에는 안정형과 불안정형이 있는데, 안정형의 녹는점은 13.2∼13.5℃, 불안정형의 녹는점은 1.9∼2.2℃이다. 민감하고 강력한 폭발력이 있어 크게 주목을 받았다. 약간의 충격에 의해서도 폭발하므로, 액체 상태로 운반하는 것은 금지되어 있다. 공업제품은 8℃ 부근에서 동결하고, 14℃ 부근에서 융해한다. 물에는 별로 녹지 않으나, 에탄올에는 녹으며, 에테르와 임의의 비율로 섞인다. 벤젠 등 유기용매에 잘 녹는다.
나이트로글리세린은 1847년 이탈리아의 소브레로(A. Sobrero)에 의해서 처음으로 합성되었고, 그 후 A. B. 노벨에 의해 연구·개발되어 많은 변천을 거쳐 1862년 실용을 목적으로 한 공장이 건설되었다. 나이트로글리세린을 제조하는 질화기(窒化器)는 1901년 영국에서 고안된 다단식 질화기가 오늘날까지 사용되었는데, 최근에는 슈미트식·비아치식·인젝터식 등 연속질화기가 발달하여 이용되고 있다.
원리는 어느 것이나 다음과 같은 방법에 의한다. 즉, 무수글리세롤 C6H5(OH)3과 글리세롤의 4∼5배 혼산(발연질산과 진한 황산의 혼합용액)을 12∼18℃의 온도에서 반응시킨다.
C3H5(OH)3 ＋ 3HNO3 → C3H5(NO3)3 ＋ 3H2O
이때 생성된 나이트로글리세롤은 표면에 뜨게 되므로, 이것을 분리한 다음 물과 탄산나트륨을 써서 폭발을 유발하는 산을 씻어 없앤 다음 여과하여 물을 분리시킨다.
1866년 노벨은 나이트로글리세린을 규조토에 흡수시키면, 충격에 대하여 비교적 안전하면서도 폭발력은 그대로 유지된다는 사실을 발견했는데, 이것이 다이너마이트의 발명이다. 화약으로 이용될 뿐 아니라, 증기를 흡입하면 혈관이 확장되는 작용을 이용하여 혈관확장제, 협심증의 치료 등 의료용으로도 쓰인다.
나이트로글리세린 화약은 나이트로글리세린과 나이트로셀룰로스를 기제(基劑)로 하는 무연화약으로, 기제가 둘이기 때문에 더블베이스 화약이라고도 한다. 발사제 또는 로켓의 연료로 쓰이며, 성형할 때 용제(溶劑)를 쓰는 것은 콜다이트(나이트로글리세린 30%, 나이트로셀룰로스 65%), 용제를 쓰지 않는 것은 바리스다이트(두 가지 기제의 양이 거의 같다)라고 한다.