溴化法測定硝基胍發(fā)射藥中定劑含量實(shí)驗(yàn)

陳 麗，施冬梅，張 靖，魯彥玲

(陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)， 石家莊 050003)

硝基胍發(fā)射藥是在雙基發(fā)射藥的基礎(chǔ)上加上一定量的硝基胍制成的三基發(fā)射藥,簡稱三胍藥。自硝基胍發(fā)射藥定型并且投入使用以來，其應(yīng)用越來越廣泛，關(guān)于三胍發(fā)射藥的安定性問題的研究也越來越多。但是，國內(nèi)外目前所用的120℃甲基紫試驗(yàn)法不適用于庫存彈藥硝基胍發(fā)射藥安定性檢驗(yàn)。本文通過研究溴化法測定某庫存三胍發(fā)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(gè)相對合適的溫度點(diǎn)和時(shí)間段，使中定劑能夠被提取完全。

1 方法原理

發(fā)射藥中定劑是一種安定劑,確保了發(fā)射藥在長期儲存中有較穩(wěn)定的化學(xué)安定性。它的含量用來判別發(fā)射藥儲存年限和質(zhì)量等級,確定下一復(fù)試期,因此對其測定需要精確可靠。由于化學(xué)測量的特殊性和復(fù)雜性,在化學(xué)試驗(yàn)中,每一步測量結(jié)果偏差都會對最終的測量值產(chǎn)生較大影響。因此,對化學(xué)法測定發(fā)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(yīng)，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算出中定劑的含量。反應(yīng)過程的方程式如下：

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

C15H16ON2+2Br2C15H16ON2Br+2HBr

中定劑在溴化時(shí)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(yīng)如下：

2KI+Br2→2KBr+I2

用硫代硫酸鈉滴定游離出來的碘，其反應(yīng)如下：

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

2 實(shí)驗(yàn)

儀器設(shè)備：發(fā)射藥試樣制備機(jī)、提取器、自動(dòng)滴定管、滴管或移液管、量筒、電熱恒溫水浴鍋、溫度計(jì)、具塞錐形瓶、分析天平。

試劑：

硫代硫酸鈉：c(Na2S2O3)=0.1 mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液；

鹽酸溶液：化學(xué)純，體積比1∶1；

碘化鉀溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)驗(yàn)步驟為：

1) 提取

使用分析天平稱取一定量粉碎好的三胍發(fā)射藥，放入提取器的錐形瓶內(nèi)，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(dá)到設(shè)定溫度的水浴鍋，對溶液進(jìn)行提取。

2) 滴定

向裝有提取液的錐形瓶中準(zhǔn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的碘化鉀溶液，隨即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液快速滴定，記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。然后在同樣條件下進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。

3) 提取完全性檢查

在溴化法提取實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，在提取套管下端收集數(shù)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(yīng)，如無紅色出現(xiàn)，則說明三基發(fā)射藥中的2號中定劑已經(jīng)被提取完全。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)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(biāo)準(zhǔn)溶液體積 mL

表2 中定劑含量 %

從表2中可以看出，在前三個(gè)小時(shí)的提取中，得到的中定劑含量變化較大，說明提取時(shí)間的長短對提取效果有較大的影響。隨著提取時(shí)間的延長，中定劑含量變化趨緩，尤其在60 ℃的時(shí)間點(diǎn)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(dá)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(diǎn)，可能是高溫或長時(shí)間的提取過程中，溶劑有所揮發(fā)造成的。

3.2 中定劑完全性檢查結(jié)果

由表3可知，在50 ℃的條件下，提取時(shí)間達(dá)到5 h，仍沒有完全提取，而在60 ℃的時(shí)間點(diǎn)上提取4 h、5 h后，中定劑都被完全提取；這與表2的結(jié)果是相符的。

表3 中定劑完全性檢查結(jié)果

4 結(jié)論

對比標(biāo)準(zhǔn)三胍發(fā)射藥中定劑含量，反映不同的溫度和時(shí)間提取的效果。確定最佳提取溫度為60 ℃、提取時(shí)間為4 h。