TRINITROTOLUENAS (TNT): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, RIZIKA, SPROGIMAS - CHEMIJA - 2025

TNT yra organinis junginys, kuris susideda iš anglies, deguonies, azoto ir vandenilio trijų grupių ir nitro NO ₂ . Jo cheminė formulė yra C ₆ H ₂ (CH ₃ ) (NR ₂ ) ₃ arba taip pat sutrumpinta formulė C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ .

Visas jo pavadinimas yra 2,4,6-trinitrotoluenas, tačiau jis paprastai žinomas kaip TNT. Tai balta kristalinė kieta medžiaga, kuri gali sprogti, kaitinant virš tam tikros temperatūros.

2,4,6-trinitrotolueno kristalai, TNT. Wremmerswaal. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Trijų nitro-NO ₂ grupių buvimas trinitrotoluene pateisina tai, kad jis šiek tiek sprogsta. Dėl šios priežasties jis buvo plačiai naudojamas sprogstamuosiuose įtaisuose, sviediniuose, bombose ir granatose.

Jis taip pat buvo naudojamas sprogdinant po vandeniu, giliuose šuliniuose ir pramoniniams ar ne karo sprogimams.

TNT yra subtilus produktas, kuris taip pat gali sprogti nuo labai stiprių smūgių. Tai taip pat toksiška žmonėms, gyvūnams ir augalams. Vietos, kuriose įvyko jų sprogimas, buvo užterštos ir vykdomi tyrimai, siekiant pašalinti šio junginio liekanas.

Vienas iš būdų, galinčių būti veiksmingas ir nebrangus siekiant sumažinti TNT koncentraciją užterštoje aplinkoje, yra kai kurių rūšių bakterijų ir grybelių naudojimas.

Cheminė struktūra

2,4,6-TNT yra sudaryta iš tam tikro toluenas C molekulės ₆ H ₅ -CH ₃ , į kurių trys nitro, -no ₂ buvo pridėta grupės .

Trys nitro, -no ₂ grupės yra išdėstytos simetriškai benzeno žiede tolueno. Jis yra rastas pozicijų 2, 4 ir 6, kur pozicija 1 atitinka metilo -CH ₃ .

Cheminė 2,4,6-trinitrotolueno struktūra. Edgar181. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

- Trinitrotoluenas

- 2,4,6-Trinitrotoluenas

- TNT

- Trilita

- 2-metil-1,3,5-trinitrobenzenas

Savybės

Fizinė būklė

Bespalvė arba gelsvai kristalinė kieta medžiaga. Adatos formos kristalai.

Molekulinė masė

227,13 g / mol.

Lydymosi temperatūra

80,5 ° C.

Virimo taškas

Tai nevirė. Jis suyra su sprogimu esant 240 ºC.

Pliūpsnio temperatūra

Neįmanoma išmatuoti, nes jis sprogsta.

Tankis

1,65 g / cm ³

Tirpumas

Beveik netirpsta vandenyje: 115 mg / L 23 ° C temperatūroje. Labai mažai tirpsta etanolyje. Labai gerai tirpsta acetone, piridine, benzene ir toluene.

Cheminės savybės

Šildant gali sprogti. Temperatūra, pasiekusi 240 ° C, sprogo. Jis taip pat gali sprogti, kai labai smogia.

Kai kaitinamas iki skilimo ji gamina toksinių dujos, azoto oksidus _x .

TNT sprogimo procesas

Sprogęs TNT sukelia cheminę reakciją. Iš esmės tai yra degimo procesas, kurio metu energija išsiskiria labai greitai. Be to, išskiriamos dujos, kurios perduoda energiją.

Kai šiluma virš 240 ° C, TNT lengvai sprogsta. Autorius: „OpenClipart-Vectors“. Šaltinis: „Pixabay“.

Kad įvyktų degimo reakcija (oksidacija), turi būti degalai ir oksidantas.

TNT atveju abu yra toje pačioje molekulėje, nes anglies (C) ir vandenilio (H) atomai yra kuras, o oksidantas yra nitro-NO ₂ grupių deguonis (O) . Tai leidžia greičiau reaguoti.

TNT oksidacijos reakcija

Vykstant TNT degimo reakcijai, atomai persiskirsto ir deguonis (O) lieka arčiau anglies (C). Be to, į NO azoto ₂ yra sumažintas iki forma azoto dujų N _2, kuri yra daug labiau stabili Junginys.

TNT sprogimo cheminė reakcija gali būti apibendrinta taip:

2 C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ → 7 CO ↑ + 7 C + 5 H ₂ O ↑ + 3 N ₂ ↑

Sprogimo metu susidaro anglis (C) - juodo debesies pavidalu, taip pat susidaro anglies monoksidas (CO), nes molekulėje nėra pakankamai deguonies, kad būtų visiškai oksiduojami visi anglies atomai ( C) ir vandenilis (H).

TNT gavimas

TNT yra junginys, kurį žmogus gamina tik dirbtinai.

Natūraliai aplinkoje jo nėra. Jis gaminamas tik kai kuriuose kariniuose įrenginiuose.

Jis yra paruoštas pagal nitrinimo tolueno (C ₆ H ₅ -CH ₃ ) su azoto rūgšties HNO mišinio ₃ ir sieros rūgšties H ₂ SO ₄ . Pirmiausia gaunamas orto- ir para-nitrotoluenų mišinys, kuris, atlikdamas intensyvų nitratavimą, sudaro simetrinį trinitrotolueną.

TNT naudojimas

Karinėje veikloje

TNT yra sprogmuo, kuris buvo naudojamas kariniuose prietaisuose ir sprogimuose.

Rankinėse granatose gali būti TNT. Autoriai: medžiagotyras, „Nemo5576“ ir „Tronno“. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis naudojamas sviediniams, granatoms ir orlaivio bomboms užpildyti, nes jis yra pakankamai nejautrus smūgiams, kad paliktų ginklo statinę, tačiau jis gali sprogti, kai trenkiasi į detonavimo mechanizmą.

Ant oro bombų gali būti TNT. Autorius: Christian Wittmann. Šaltinis: „Pixabay“.

Jis nėra skirtas žymiai suskaidyti ar sviediniams paleisti.

Pramonėje

Jis buvo naudojamas pramoninės svarbos sprogimams, sprogdinant povandeninius vandenis (dėl jų netirpumo vandenyje) ir giluminius gręžinių sprogimus. Anksčiau jis dažniausiai būdavo naudojamas griovimui. Šiuo metu jis naudojamas kartu su kitais junginiais.

Sprogimo nugriauti akmenis 1912 m. Nuotrauka. Tuo metu TNT buvo naudojamas sprogdinant, pavyzdžiui, norint atidaryti geležinkelius. Interneto archyvo knygų vaizdai. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis taip pat buvo dažiklių ir fotografinių chemikalų tarpininkas.

TNT rizika

Gali sprogti, jei yra veikiami stiprios ugnies, ugnies ar stipraus smūgio.

Dirgina akis, odą ir kvėpavimo takus. Tai labai toksiškas junginys tiek žmonėms, tiek gyvūnams, augalams ir daugeliui mikroorganizmų.

TNT poveikio simptomai yra galvos skausmas, silpnumas, anemija, toksinis hepatitas, cianozė, dermatitas, kepenų pažeidimas, konjunktyvitas, prastas apetitas, pykinimas, vėmimas, viduriavimas.

Tai yra mutagenas, tai yra, jis gali pakeisti organizmo genetinę informaciją (DNR), sukeldamas pokyčius, kurie gali būti susiję su paveldimų ligų atsiradimu.

Jis taip pat buvo klasifikuojamas kaip kancerogeno ar vėžio generatorius.

Aplinkos užteršimas TNT

TNT buvo aptiktas dirvožemiuose ir vandenyse karinių operacijų teritorijose, amunicijos gamybos vietose ir ten, kur vykdomos karinės mokymo operacijos.

Karo zonų ar karinių operacijų dirvožemiai ir vandenys buvo užteršti TNT. Autorius: Michaelas Gaida. Šaltinis: „Pixabay“.

Užteršimas TNT yra pavojingas gyvūnų, žmonių ir augalų gyvybei. Nors TNT šiuo metu naudojama mažesniais kiekiais, jis yra vienas iš nitroaromatinių junginių, kurie buvo labiausiai naudojami sprogmenų pramonėje.

Dėl šios priežasties ji labiausiai prisideda prie aplinkos taršos.

TNT užteršimo sprendimas

Poreikis „išvalyti“ TNT užterštus regionus paskatino vystyti kelis valymo procesus. Pataisymas yra teršalų pašalinimas iš aplinkos.

Sveikinimas su bakterijomis ir grybeliais

Daugelis mikroorganizmų, pavyzdžiui, Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium ir Clostridium genčių, gali biologiškai perdirbti TNT.

Taip pat nustatyta, kad yra tam tikrų bakterijų, kurios išsivystė vietose, užterštose TNT, ir kurios gali išgyventi, taip pat suskaidomos ar metabolizuojamos kaip maistinių medžiagų šaltinis.

Pavyzdžiui, Escherichia coli parodė puikų gebėjimą biotransformuoti TNT, nes jis turi daugybę fermentų, kad galėtų jį pulti, tuo pačiu parodydamas aukštą toleranciją jo toksiškumui.

Be to, kai kurios grybų rūšys gali biotransformuoti TNT, paversdamos jį nepavojingais mineralais.

Sveikinimas su dumbliais

Kita vertus, kai kurie tyrinėtojai nustatė, kad Spirulina platensis dumbliai gali adsorbuotis savo ląstelių paviršiuje ir absorbuoti iki 87% TNT, esančių šio junginio užterštuose vandenyse.

Šio dumblių tolerancija TNT atžvilgiu ir jo sugebėjimas išvalyti užterštą vandenį rodo didelį šių dumblių, kaip fitoremediatoriaus, potencialą.

Nuorodos

1. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). 2,4,6-Trinitrotoluenas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Murray, SG (2000). Sprogmenys. Sprogimo mechanizmas. 2000 m. Kriminalistikos enciklopedijoje, 758–764 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
3. Adamia, G. ir kt. (2018 m.). Apie dumblių „Spirulina“ panaudojimo galimybę fitoremedikuoti vandenį, užterštą 2,4,6-trinitrotoluenu. Agrarinių mokslų metraštis 16 (2018) 348–351. Atkurta iš skaitytojo.elsevier.com.
4. Serrano-González, MY ir kt. (2018 m.). Biotransformacija ir 2,4,6-trinitrotolueno skaidymasis mikrobų apykaitos būdu ir jų sąveika. Gynybos technologija 14 (2018) 151–164. Atkurta iš pdf.sciencedirectassets.com.
5. Iman, M. et al. (2017 m.). Sistemų biologijos požiūris į bioaromatinių medžiagų pakartotinį bioreagavimą: 2,4,6-Trinitrotolueno biotransformacijos Escherichia coli analizė, pagrįsta apribojimais. Molekulės 2017, 22, 1242. Atkurta iš mdpi.com.
6. Windholz, M. et al. (redaktoriai) (1983). „Merck“ indeksas. Chemikalų, vaistų ir biologinių medžiagų enciklopedija. Dešimtasis leidimas. „Merck & CO., Inc“
7. Morrison, RT ir Boyd, RN (2002). Organinė chemija. 6-asis leidimas. „Prentice-Hall“.