溴化法测定硝基胍发射药中定剂含量实验

2019-05-05施冬梅鲁彦玲

兵器装备工程学报 2019年4期

陈丽，施冬梅，张靖，鲁彦玲

(陆军工程大学石家庄校区，石家庄 050003)

硝基胍发射药是在双基发射药的基础上加上一定量的硝基胍制成的三基发射药,简称三胍药。自硝基胍发射药定型并且投入使用以来，其应用越来越广泛，关于三胍发射药的安定性问题的研究也越来越多。但是，国内外目前所用的120℃甲基紫试验法不适用于库存弹药硝基胍发射药安定性检验。本文通过研究溴化法测定某库存三胍发射药中的中定剂含量及中定剂完全性检查等一系列操作，找到一个相对合适的温度点和时间段，使中定剂能够被提取完全。

1 方法原理

发射药中定剂是一种安定剂,确保了发射药在长期储存中有较稳定的化学安定性。它的含量用来判别发射药储存年限和质量等级,确定下一复试期,因此对其测定需要精确可靠。由于化学测量的特殊性和复杂性,在化学试验中,每一步测量结果偏差都会对最终的测量值产生较大影响。因此,对化学法测定发射药中定剂含量的不确定度评定显得尤为重要。采用正戊烷和二氯甲烷溶液提取中定剂。在盐酸存在下使中定剂溴化，过量的溴与碘化钾反应，用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成等量的碘，以硫代硫酸钠滴定溶液消耗的体积，计算出中定剂的含量。反应过程的方程式如下：

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

C15H16ON2+2Br2C15H16ON2Br+2HBr

中定剂在溴化时变成二溴中定剂，往溶液中加入碘化钾，则剩余的溴与碘化钾作用，放出游离的碘，反应如下：

2KI+Br2→2KBr+I2

用硫代硫酸钠滴定游离出来的碘，其反应如下：

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

2 实验

仪器设备：发射药试样制备机、提取器、自动滴定管、滴管或移液管、量筒、电热恒温水浴锅、温度计、具塞锥形瓶、分析天平。

试剂：

硫代硫酸钠：c(Na2S2O3)=0.1 mol/L标准溶液；

盐酸溶液：化学纯，体积比1∶1；

碘化钾溶液：质量分数15%；

溴化钾-溴酸钾溶液：c(1/6KBrO3)=0.2 mol/L；

正戊烷-二氯甲烷溶液：体积比2∶1；

可溶性淀粉：5 g/L的溶液。

实验步骤为：

1) 提取

使用分析天平称取一定量粉碎好的三胍发射药，放入提取器的锥形瓶内，加入一定量体积比为2：1的正戊烷和二氯甲烷溶液，放入达到设定温度的水浴锅，对溶液进行提取。

2) 滴定

向装有提取液的锥形瓶中准确加入适量溴酸钾-溴化钾溶液，将锥形瓶放在10～15 ℃温度下恒温10～15 min。然后加入适量盐酸和质量分数为15%的碘化钾溶液，随即用硫代硫酸钠标准溶液快速滴定，记录消耗标准溶液体积。然后在同样条件下进行空白实验。

3) 提取完全性检查

在溴化法提取实验结束之后，在提取套管下端收集数滴回流溶液，在水浴上蒸去溶剂。加一滴重铬酸钾-硫酸溶液与残留物反应，如无红色出现，则说明三基发射药中的2号中定剂已经被提取完全。

3 实验结果与讨论

3.1 中定剂含量

可以算出中定剂的含量x，见表2。

表1 滴定消耗标准溶液体积 mL

表2 中定剂含量 %

从表2中可以看出，在前三个小时的提取中，得到的中定剂含量变化较大，说明提取时间的长短对提取效果有较大的影响。随着提取时间的延长，中定剂含量变化趋缓，尤其在60 ℃的时间点上提取4 h、5 h后，得到的中定剂含量变化不大，说明可能达到提取完全的程度，而70 ℃比60 ℃，5 h比4 h提取的效果稍差一点，可能是高温或长时间的提取过程中，溶剂有所挥发造成的。