Kupferazid Cu(N3)2 14215-30-6

[Phil]

Summenformel    Cu(N3)2
CAS-Nummer    14215-30-6
PubChem    24745345
Eigenschaften
Molare Masse 147,59 g·mol−1
Aggregatzustand    fest
Dichte 2,60 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt explodiert bei 215 °C[1]
Löslichkeit praktisch unlöslich in Wasser (80 mg·l−1 bei 20 °C)[1]


    Detonationsgeschwindigkeit: 5000–5500 m·s−1 [6]
    Verpuffungspunkt: 202–205 °C
    Verbrennungswärme: 67,23 kcal·g−1
    Schlagempfindlichkeit: 2,66 kpm·cm−2
    Aktivierungsenergie: 26,5 kcal·mol−1

ADR Symbole:


GHS Symbole



Cu(NO3)2 + 2LiN3 = Cu(N3)2 + 2LiNO3
Zu einer Lösung von 5 g Cu(NO3)2 Trihydrat in 100ml absol. Ethanol wird eine Lösung von 2g LiN3 Hydrat in 50ml Ethanol zugegeben.
Es fällt sofort ein rot schwarzer Niederschlag aus der schlecht filtriert werden kann, deshalb einen groben Filter verwenden.
Der Niederschlag wird sofort mit 30ml Wasserfreiem Ethanol gewaschen und mit Wasserfreiem Ether nachgespühlt, bei Raumtemp trocknen lassen.
Ausbeute 2g (95%)

Eigenschaften
Schwarzbraunes Pulver oder schwarze Kristallnadeln je nach Herstellung. Löslichkeit 18°C 8.10-3g/100 ml H2O; wenig in Organischen Lösungsmitteln löslich. In Säuren ist es leicht löslich CH3C(O)OH, sowie in Ammoniak. Mit H2SO4 Zersetzung. Beim Erhitzen an der Luft Zersetzung in Cu + N2. Cu(N3)2 kann in einer wässerigen Lösung von Hydrazin leicht zu einem weisses CuN3 reduziert werden. D (25°C) 2,604
 
Explosieve Eigenschaften
Feucht ungefährlich, Etherfeucht und trocken gegen Reibung ziemlich empfindlich. In der Flamme Explosion (Explosionstem. 215°C). Als Initialzünder 6x stärker als Pb(N3)2 450-fach stärker als Knallqueksilber. Kristallstruktur orthorombisch (a=9,226, b=13,225, c=3,068 Ä).
Wenn einige Kristalle auf den warmen Boden gelegt werden und mit einem Hammer darüber gefahren wird, giebt es einen lauten Knall und man spührt die Energie, die in dem Produkt enthalten ist, oder wenn gleich der ganze Filter mit Schwarzpulfer gezündet wird. Wird der Filter aber nur mit Ethanol gezündet, so giebt es mehrere Explosionen.

Dieser Versuch wurde nach Brauers Anorganikum durchgeführt. Er ist gefahrlos wenn nicht grössere Ansätze gemacht werden.

Verwendung

Kupferazid gehört zu den Initialsprengstoffen. Die grüne Modifikation ist die empfindlichste. Sie explodiert oft bereits bei Berührung. Unter dem 2 kg Fallhammer explodiert sie bei einer Fallhöhe von unter 1 cm. Die schwarze/braune Modifikation bei 1 cm und die gelbe mit einem 1 kg Fallhammer von 7 bis 8 cm. Bemerkenswert ist die hohe Initierfähigkeit von Nitropenta wobei nur 0,0004 g Kupferazid ausreichen, um das Nitropenta zur Detonation zu bringen. Kupferazid hat große Bedeutung für die Praxis, da es neben Kupfer(I)-azid bei längerer Einwirkung von Bleiazid auf Kupfer oder dessen Legierungen entstehen kann.

Modifikationen

Gemäß Urbanski sind vier verschiedene Modifikationen bekannt: Die wasserfreie Verbindung ist braun mit rötlichem Schein. Die grüne Modifikation entsteht bei Einwirkung von Stickstoffwasserstoffsäure auf Kupferhydroxid oder auf Kupferoxid. Manchmal hat es eine mehr graue Farbe. Erwärmung in Wasser führt zur Hydrolyse unter Entstehung basischen Kupferazids welches eine gelbe Farbe hat.

Stoffdaten
Detonationsgeschwindigkeit: 5000-5500 m/s
Verpuffungspunkt: 202-205 °C
Verbrennungswärme: 67,23 kcal/g
Schlagempfindlichkeit: 2,66 [kpm/cm2]
Aktivierungsenergie: 26,5 kcal/mol

Herstellung:

Braune/schwarze Modifikation:

Diese Form entstand durch das Einwirken von Lithiumazid auf Kupfer(II)-nitrat in alkoholischer Lösung. Nach der Methode von Curtius entsteht diese Verbindung durch Einwirkung von Stickstoffwasserstoffsäure auf metallisches Kupfer in wässrigem Medium. Dies ist die wasserfreie Verbindung.

Grüne Modifikation:

Es bildet sich durch Einwirkung von Stickstoffwasserstoffsäure auf Kupferhydroxid oder (Straumanis und Cirulis) auf Kupfer(II)-oxid. Manchmal hat es eine mehr graue Farbe.

Gelbe Modifikation:

Erwärmung in Wasser (Wöhler und Krupko, 1913) führt zur Hydrolyse unter Entstehung basischen Kupferazids. Sehr lange Erwärmung verursacht nach Straumanis und Cirulis die vollkommene Hydrolyse, wobei Kupferoxid und freie Säuren frei werden.

Komplexsalze:

Die Komplexsalze des Kupferazids sind ebenfalls explosiv. So ist das Salz Cu(NH3)4 (N3)2 bedeutend weniger schlagempfindlich (1 kg aus einer Höhe von 20 cm). Ausnahmsweise starke Initiiereigenschaften hat das komplexe Kupfer-Lithiumhexaazid Li4(Cu(N3)6).

Warnung:

Kupferazid ist kaum zu handhaben. Von der Herstellung ist dringendst abzuraten, da es durch wesentlich sicherere Initialsprengstoffe ersetzbar ist. Es bietet keinerlei Vorzüge.

Quellen: Chemie und Technologie der Explosivstoffen Band 3 / T.Urbanski

Edit by Mephisto: Eine auf diesem Beitrag basierende Syntheseanleitung wurde unter der URL www.lambdasyn.org/synfiles/kupferazid.htm zur Synthesensammlung aufgenommen.

Synthese Lithiumazid http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,136.msg494.html#msg494

[Hyperion]

Schoen! Gibt es vielleicht auch Bilder? 

Aber gefahrlos wuerde ich das auf keinen Fall nennen, selbst nur ein paar g von Azid koennen dir die Hand entfernen!
Und in der Tat sind im Internet solche Faelle beschrieben, wo zu grosse Kristalle beim Umschuetten zur Detonation gefuehrt haben.

Vielleicht waere auch Dextrin so wie bei Bleiazid zu empfehlen, um Kristallgroessen minimal zu halten.


PS

Zu einer Lösung von 5 g Cu(N3)2 Trihydrat

Du meinst Cu(NO₃)₂, bitte aendern.

[Phil]

Selbstverständlich können die Azide einem die Hand absprengen, gemeint ist die Herstellung an sich, sie ist ungefährlich mit diesen Mengen. Ich hatte schon mehrere Ansätze gemacht von dem Produkt und es gab immer sehr feine Niederschläge, fon daher ist es nicht nötig dass Dextrin zugegeben werden müsste.
Dieses Produkt hatte ich vor ca. 3 Jahren hergestellt, deshalb sind noch keine Bilder vorhanden, ich werde die Versuche noch einmal machen und dann Bilder hoch laden.

[Phil]

Habe hier noch zwei Links gefunden die eine gute Beschreibung von dem Produkt geben, Bei Wikipedia gibt es auch Photos
http://www.chemie.de/lexikon/d/Kupferazid
http://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer(II)-azid

[Culo]

Azide sollte man nicht herstellen,das Risiko ist viel zu gross das dabei jemandem was passiert und Kupferazid ist
um einiges empfindlicher als das gebraeuchliche Bleiazid.
Aber interessant zu wissen wie die Synthese ablaeuft,ist es allemal.Aber mehr nicht.