Nitroguanidin

Strukturformel
Allgemeines
Name	Nitroguanidin
Andere Namen	NQ Picrit Guanite NIGU
Summenformel	CH4N4O2
CAS-Nummer	556-88-7
Eigenschaften
Molare Masse	104,06 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,78 kg·m−3
Schmelzpunkt	239 °C (Sublimation/Zersetzung)
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung F Leichtent- zündlich Xi Reizend E Explosions- gefährlich R- und S-Sätze R: 11-36/37/38 S: 16-26-33-36/37/39
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Nitroguanidin ist eine energetische, sehr stabile chemische Verbindung, die als Komponente von Treibladungspulvern und Sicherheitssprengstoffen große Bedeutung erlangt hat.

Es ist ein sehr stabiler Sprengstoff, der sich durch besonders niedrige Detonationsenergie auszeichnet, bei einer Detonationsgeschwindigkeit, die fast so hoch ist wie von RDX.

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Gewinnung und Darstellung

Nitroguanidin entsteht bei der Einwirkung von kalter konzentrierter Schwefelsäure auf Guanidiniumnitrat [506-93-4] CH₆N₄O₃.

Eigenschaften

Nitroguanidin ist mäßig explosiv und detoniert nur mit einem Initialzünder.

Nitroguanidin bildet farblose, orthorhombische, nadelförmige Kristalle aus. Seine Dichte beträgt 1,78 g/cm³, sein Schmelzpunkt liegt bei 239°C (Subl., Zers.). Nitroguanidin ist nicht hygroskopisch. Es ist schwer löslich in kaltem Wasser, Methanol und Ethanol, löslich in heißem Wasser (langsame Hydrolyse), Säuren und Basen (Zersetzung). Es bildet Additionsverbindungen mit Ketonen und Alkoholen.

Nitroguanidin existiert in zwei Formen: α-Nitroguanidin (stabil) und β-Nitroguanidin. Beide Formen werden durch Umkristallisation aus Wasser, Eisessig oder Ammoniak nicht verändert.

Wird β-Nitroguanidin in 96%-iger Schwefelsäure gelöst und die Lösung in Wasser eingetragen, so scheidet sich α-Nitroguanidin ab.

Explosive Eigenschaften

Die Detonationsgeschwindigkeit des Nitroguanidins hängt von der Ladedichte ab. Gemäss Urbanski ergibt sich daraus folgende Tabelle:

Nitroguanidin gehört zu den starken, aber schwer detonierenden Explosivstoffen. Dadurch erklärt sich der starke Abfall der Detonationsgeschwindigkeit bei Erhöhung der Ladedichte. Es wurde festgestellt, daß der Durchmesser der Ladung großen Einfluß auf die Detonationsgeschwindigkeit hat, was auch schwer detonierende Explosivstoffe charakterisiert. Eine Ladung mit einer Dichte von 0,95 g/cm³ hat in einem Rohr von 20 mm Innendurchmesser eine Detonationsgeschwindigkeit von 4340 m/s.

Nach Urbanski, Kapuscestski und Wojciechowski sind die Salze des Nitroguanidins, das Silber- und Quecksilbersalz, empfindlicher gegen Schlag als Nitroguanidin selbst. Nitroguanidin detoniert z.B. nicht durch Aufschlag eines 10-kg-Hammers bei 100 cm Fallhöhe, während das Quecksilbersalz bei 12,5 cm Fallhöhe detoniert

Verwendung

Nitroguanidin wird als Komponente von Gaserzeugersätzen (sog. Airbagpropellants) und von sogenannten "kalten" Treibladungspulvern verwendet, welche die Läufe schonen und weniger Mündungsfeuer geben. Es ist unempfindlicher gegen Schlag, Reibung und Stoß als TNT, diesem jedoch in Brisanz (Chemie), Leistung und Sprengcharakteristik vergleichbar.

Nitroguanidin kommt als feinnadeliges LBDNQ (low bulk density nitroguanidine) sowie als körniges HBDNQ (high bulk density NQ) und sehr selten als kugeliges SHBDNQ (spherical high bulk density NQ) in den Handel.