溴化法測定硝基胍發射藥中定劑含量實驗

陳 麗，施冬梅，張 靖，魯彥玲

(陸軍工程大學石家莊校區， 石家莊 050003)

硝基胍發射藥是在雙基發射藥的基礎上加上一定量的硝基胍制成的三基發射藥,簡稱三胍藥。自硝基胍發射藥定型并且投入使用以來，其應用越來越廣泛，關于三胍發射藥的安定性問題的研究也越來越多。但是，國內外目前所用的120℃甲基紫試驗法不適用于庫存彈藥硝基胍發射藥安定性檢驗。本文通過研究溴化法測定某庫存三胍發射藥中的中定劑含量及中定劑完全性檢查等一系列操作，找到一個相對合適的溫度點和時間段，使中定劑能夠被提取完全。

1 方法原理

發射藥中定劑是一種安定劑,確保了發射藥在長期儲存中有較穩定的化學安定性。它的含量用來判別發射藥儲存年限和質量等級,確定下一復試期,因此對其測定需要精確可靠。由于化學測量的特殊性和復雜性,在化學試驗中,每一步測量結果偏差都會對最終的測量值產生較大影響。因此,對化學法測定發射藥中定劑含量的不確定度評定顯得尤為重要。采用正戊烷和二氯甲烷溶液提取中定劑。在鹽酸存在下使中定劑溴化，過量的溴與碘化鉀反應，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定生成等量的碘，以硫代硫酸鈉滴定溶液消耗的體積，計算出中定劑的含量。反應過程的方程式如下：

5KBr+KBrO3+6HCl=6KCl+3H2O+3Br2

C15H16ON2+2Br2C15H16ON2Br+2HBr

中定劑在溴化時變成二溴中定劑，往溶液中加入碘化鉀，則剩余的溴與碘化鉀作用，放出游離的碘，反應如下：

2KI+Br2→2KBr+I2

用硫代硫酸鈉滴定游離出來的碘，其反應如下：

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

2 實驗

儀器設備：發射藥試樣制備機、提取器、自動滴定管、滴管或移液管、量筒、電熱恒溫水浴鍋、溫度計、具塞錐形瓶、分析天平。

試劑：

硫代硫酸鈉：c(Na2S2O3)=0.1 mol/L標準溶液；

鹽酸溶液：化學純，體積比1∶1；

碘化鉀溶液：質量分數15%；

溴化鉀-溴酸鉀溶液：c(1/6KBrO3)=0.2 mol/L；

正戊烷-二氯甲烷溶液：體積比2∶1；

可溶性淀粉：5 g/L的溶液。

實驗步驟為：

1) 提取

使用分析天平稱取一定量粉碎好的三胍發射藥，放入提取器的錐形瓶內，加入一定量體積比為2：1的正戊烷和二氯甲烷溶液，放入達到設定溫度的水浴鍋，對溶液進行提取。

2) 滴定

向裝有提取液的錐形瓶中準確加入適量溴酸鉀-溴化鉀溶液，將錐形瓶放在10～15 ℃溫度下恒溫10～15 min。然后加入適量鹽酸和質量分數為15%的碘化鉀溶液，隨即用硫代硫酸鈉標準溶液快速滴定，記錄消耗標準溶液體積。然后在同樣條件下進行空白實驗。

3) 提取完全性檢查

在溴化法提取實驗結束之后，在提取套管下端收集數滴回流溶液，在水浴上蒸去溶劑。加一滴重鉻酸鉀-硫酸溶液與殘留物反應，如無紅色出現，則說明三基發射藥中的2號中定劑已經被提取完全。

3 實驗結果與討論

3.1 中定劑含量

可以算出中定劑的含量x，見表2。

表1 滴定消耗標準溶液體積 mL

表2 中定劑含量 %

從表2中可以看出，在前三個小時的提取中，得到的中定劑含量變化較大，說明提取時間的長短對提取效果有較大的影響。隨著提取時間的延長，中定劑含量變化趨緩，尤其在60 ℃的時間點上提取4 h、5 h后，得到的中定劑含量變化不大，說明可能達到提取完全的程度，而70 ℃比60 ℃，5 h比4 h提取的效果稍差一點，可能是高溫或長時間的提取過程中，溶劑有所揮發造成的。

3.2 中定劑完全性檢查結果

由表3可知，在50 ℃的條件下，提取時間達到5 h，仍沒有完全提取，而在60 ℃的時間點上提取4 h、5 h后，中定劑都被完全提取；這與表2的結果是相符的。

表3 中定劑完全性檢查結果

4 結論

對比標準三胍發射藥中定劑含量，反映不同的溫度和時間提取的效果。確定最佳提取溫度為60 ℃、提取時間為4 h。