Trinitrotoluen (TNT) struktur, egenskaper, användningsområden, risker, explosion

3639
Egbert Haynes

De trotyl är en organisk förening som består av kol, syre, väte och kväve med tre nitro-NO-gruppertvå. Dess kemiska formel är C6Htvå(CH3)(INTEtvå)3 eller också den kondenserade formeln C7H5N3ELLER6.

Dess fullständiga namn är 2,4,6-trinitrotoluen, men det är allmänt känt som TNT. Det är ett vitt kristallint fast ämne som kan explodera vid upphettning över en viss temperatur.

2,4,6-trinitrotoluen-kristaller, TNT. Wremmerswaal [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

Närvaron i trinitrotoluen av de tre nitro-NO-gruppernatvå gynnar det faktum att det exploderar med viss lätthet. Av denna anledning har den använts i stor utsträckning i explosiva enheter, projektiler, bomber och granater..

Det har också använts för sprängning under vatten, i djupa brunnar och för industriella eller icke-krigsexplosioner..

TNT är en känslig produkt som också kan explodera från mycket starka slag. Det är också giftigt för människor, djur och växter. De platser där deras explosioner har inträffat har förorenats och utredningar görs för att eliminera resterna av denna förening.

Ett sätt som kan vara effektivt och billigt att minska koncentrationen av TNT i den förorenade miljön är genom användning av vissa typer av bakterier och svampar..

Artikelindex

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Fysiskt tillstånd
    • 3.2 Molekylvikt
    • 3.3 Smältpunkt
    • 3.4 Kokpunkt
    • 3.5 Flampunkt
    • 3.6 Densitet
    • 3.7 Löslighet
    • 3.8 Kemiska egenskaper
  • 4 Explosionsprocess av TNT
    • 4.1 Oxidationsreaktion av TNT
  • 5 Skaffa TNT
  • 6 Användningar av TNT
    • 6.1 I militär verksamhet
    • 6.2 I industriella applikationer
  • 7 risker med TNT
  • 8 Förorening av miljön med TNT
    • 8.1 Lösning på TNT-kontaminering
    • 8.2 Sanering med bakterier och svampar
    • 8.3 Avhjälpande med alger
  • 9 Referenser

Kemisk struktur

2,4,6-trinitrotoluen består av en molekyl toluen C6H5-CH3, till vilka tre nitro-NO-grupper har tillsattstvå.

De tre nitro-NO-gruppernatvå de är symmetriskt placerade på bensenringen av toluen. De finns i positionerna 2, 4 och 6, där position 1 motsvarar metyl-CH3.

Kemisk struktur av 2,4,6-trinitrotoluen. Edgar181 [Allmän domän]. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Trotyl

- 2,4,6-trinitrotoluen

- TNT

- Trilite

- 2-metyl-1,3,5-trinitrobensen

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös till ljusgul kristallint fast ämne. Nålformade kristaller.

Molekylvikt

227,13 g / mol.

Smältpunkt

80,5 ºC.

Kokpunkt

Det kokar inte. Sönderdelas med en explosion vid 240 ºC.

Flampunkt

Det är inte möjligt att mäta det eftersom det exploderar.

Densitet

1,65 g / cm3

Löslighet

Nästan olöslig i vatten: 115 mg / L vid 23 ° C. Mycket lättlöslig i etanol. Mycket löslig i aceton, pyridin, bensen och toluen.

Kemiska egenskaper

Kan sönderdelas explosivt vid uppvärmning. När den når 240 ° C exploderar den. Det kan också explodera när man får mycket starka slag.

Vid uppvärmning till sönderdelning producerar den giftiga gaser av kväveoxider NOx.

TNT-explosionsprocess

Explosionen av TNT leder till en kemisk reaktion. I grund och botten är det en förbränningsprocess där energi frigörs mycket snabbt. Dessutom avges gaser som är medel för att överföra energi.

TNT exploderar lätt vid uppvärmning över 240 ° C. Författare: OpenClipart-Vectors. Källa: Pixabay.

Bränsle och oxidationsmedel måste finnas för att en förbränningsreaktion (oxidation) ska kunna äga rum.

När det gäller TNT är båda i samma molekyl, eftersom kol- (C) och väte- (H) -atomerna är bränslen och oxidationsmedlet är syret (O) i nitro-NO-grupperna.två. Detta gör att reaktionen kan gå snabbare.

TNT-oxidationsreaktion

Under förbränningsreaktionen av TNT omarrangeras atomerna och syre (O) förblir närmare kol (C). Dessutom kväve av -NOtvå reduceras till bildning av kvävgas Ntvå vilket är en mycket mer stabil förening.

Explosionens kemiska reaktion av TNT kan sammanfattas enligt följande:

2 C7H5N3ELLER6 → 7 CO ↑ + 7 C + 5 HtvåO ↑ + 3 Ntvå

Kol (C) produceras under explosionen, i form av ett svart moln, och kolmonoxid (CO) bildas också, vilket beror på att det inte finns tillräckligt med syre i molekylen för att helt oxidera alla kolatomer (C) och väte (H) närvarande.

Skaffa TNT

TNT är en förening som endast konstgjordes av människan.

Det finns inte naturligt i miljön. Finns endast vid vissa militära installationer.

Den framställs genom nitrering av toluen (C6H5-CH3med en blandning av salpetersyra HNO3 och svavelsyra HtvåSW4. Först får du en blandning av orto- Y för att-nitrotoluener som genom efterföljande energisk nitrering bildar det symmetriska trinitrotoluenet.

Användning av TNT

I militära aktiviteter

TNT är ett sprängämne som har använts i krigsliknande anordningar och militära explosioner.

Handgranater kan innehålla TNT. Författare: Materialscientist, Nemo5576 och Tronno. Källa: Wikimedia Commons.

Den används för att fylla projektiler, granater och luftburna bomber, eftersom den är tillräckligt okänslig för den mottagna stöten för att lämna vapnet, men det kan explodera när det träffas av en detonatormekanism.

Flygbomber kan innehålla TNT. Författare: Christian Wittmann. Källa: Pixabay.

Inte utformad för att producera betydande fragmentering eller starta projektiler.

I industriella applikationer

Det har använts för explosioner av industriellt intresse, vid sprängning under vatten (på grund av dess olöslighet i vatten) och djupa brunnsexplosioner. Tidigare användes den oftast för rivningar. Det används för närvarande tillsammans med andra föreningar.

Foto av resultatet av en explosion för att riva stenar 1912. Vid den tiden användes TNT vid sprängning som krävdes till exempel för att öppna vägar för järnvägar. Internetarkivbokbilder [Inga begränsningar]. Källa: Wikimedia Commons.

Det har också varit en mellanhand för färgämnen och fotografiska kemikalier.

Risker med TNT

Kan explodera om den utsätts för intensiv värme, eld eller mycket starka stötar.

Det irriterar ögonen, huden och andningsorganen. Det är en mycket giftig förening både för människor och för djur, växter och många mikroorganismer..

Symtom på exponering för TNT inkluderar huvudvärk, svaghet, anemi, toxisk hepatit, cyanos, dermatit, leverskador, konjunktivit, dålig aptit, illamående, kräkningar, diarré, bland andra..

Det är ett mutagen, det vill säga det kan förändra den genetiska informationen (DNA) hos en organism som orsakar förändringar som kan relateras till uppkomsten av ärftliga sjukdomar.

Det har också klassificerats som cancerframkallande eller cancergenerator.

Förorening av miljön med TNT

TNT har upptäckts i jord och vatten i områden med militära krigsåtgärder, på anläggningar för tillverkning av ammunition och där militära träningsoperationer utförs..

Marken och vattnet i krigszoner eller militära operationer har förorenats med TNT. Författare: Michael Gaida. Källa: Pixabay.

Förorening med TNT är farligt för djur, människor och växter. Även om TNT för närvarande används i mindre kvantiteter är det en av de nitroaromatiska föreningarna som har använts mest i sprängämnesindustrin..

Av denna anledning är det en av dem som bidrar mest till miljöföroreningar..

Lösning för kontaminering med TNT

Behovet av att "rengöra" regioner som är förorenade med TNT har motiverat utvecklingen av flera saneringsprocesser. Sanering är avlägsnande av föroreningar från miljön.

Avhjälpande med bakterier och svampar

Många mikroorganismer kan bioremedicera TNT, såsom bakterier av släktet Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium Y Clostridium.

Det har också visat sig att det finns vissa bakterier som har utvecklats på platser förorenade med TNT och som kan överleva och också bryta ned eller metabolisera det som en näringskälla.

De Escherichia coli Det har till exempel visat en enastående förmåga för biotransformation av TNT, eftersom den har flera enzymer att attackera den, vilket samtidigt visar en hög tolerans mot dess toxicitet.

Dessutom kan vissa svamparter biotransformera TNT och förvandla det till icke-skadliga mineraler..

Alger avhjälpande

Å andra sidan har vissa forskare funnit att algen Spirulina platensis har förmågan att adsorbera på ytan av dina celler och assimilera upp till 87% av TNT närvarande i vatten förorenat med denna förening.

Toleransen hos dessa alger gentemot TNT och dess förmåga att rengöra vatten som är förorenad med den indikerar den höga potentialen hos dessa alger som en fytoremediator..

Referenser

  1. USA National Library of Medicine. (2019). 2,4,6-trinitrotoluen. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Murray, S.G. (2000). Explosiva varor. Explosionsmekanism. I Encyclopedia of Forensic Sciences 2000, sid 758-764. Återställd från sciencedirect.com.
  3. Adamia, G. et al. (2018). Om möjligheten för alger Spirulina ansökan om fytoremediering av vatten som är förorenat med 2,4,6-trinitrotoluen. Annals of Agrarian Science 16 (2018) 348-351. Återställd från reader.elsevier.com.
  4. Serrano-González, M.Y. et al. (2018). Biotransformation och nedbrytning av 2,4,6-trinitrotoluen genom mikrobiell metabolism och deras interaktion. Defense Technology 14 (2018) 151-164. Återställd från pdf.sciencedirectassets.com.
  5. Iman, M. et al. (2017). Systembiologisk metod för bioremediering av nitroaromatika: begränsningsbaserad analys av 2,4,6-trinitrotoluen-biotransformation genom Escherichia coli. Molecules 2017, 22, 1242. Återställd från mdpi.com.
  6. Windholz, M. et al. (redaktörer) (1983). Merck Index. En encyklopedi av kemikalier, läkemedel och biologiska ämnen. Tionde upplagan. Merck & CO., Inc..
  7. Morrison, R.T. och Boyd, R.N. (2002). Organisk kemi. 6: e upplagan. Prentice-Hall.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.