ТРИНИТРОТОЛУЕН (ТНТ): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБА, РИЗИЦИ, ЕКСПЛОЗИЈА - ХЕМИЈА - 2025

Тринитротолуене је органско једињење се састоји од угљеника, кисеоника, водоника и азота три нитро групе -НО ₂ . Његова хемијска формула је Ц ₆ Х ₂ (ЦХ ₃ ) (НО ₂ ) ₃ или и кондензована формула Ц ₇ Х ₅ Н ₃ О ₆ .

Пуно име му је 2,4,6-тринитротолуен, али уобичајено је познат као ТНТ. То је бела кристална чврста супстанца која може експлодирати када се загрева изнад одређене температуре.

2,4,6-тринитротолуен кристали, ТНТ. Времмерсваал. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Присуство у тринитротолуене од три нитро -НО ₂ група фаворизује чињеницу да експлодира са неким лакоћом. Из тог разлога се широко користи у експлозивним направама, пројектилима, бомбама и гранатама.

Такође се користи за минирање под водом, у дубоким бунарима и за индустријске или нератне експлозије.

ТНТ је деликатан производ који такође може експлодирати од веома јаких удараца. Такође је токсичан за људе, животиње и биљке. Места на којима је дошло до њихове експлозије загађена су и спроводе се истраге како би се уклонили остаци овог једињења.

Један од начина који може бити ефикасан и јефтин за смањење концентрације ТНТ-а у контаминираној средини је употреба неких врста бактерија и гљивица.

Хемијска структура

2,4,6-тринитротолуене формира се молекула толуена Ц ₆ Х ₅ ЦХ ₃ , коме три нитро -НО ₂ су додати групама .

Три нитро -но ₂ групе налазе симетрично на бензенски прстен толуена. Они се могу наћи на позицијама 2, 4 и 6, где поситион 1 одговара метил -ЦХ ₃ .

Хемијска структура 2,4,6-тринитротолуен. Едгар181. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Номенклатура

- Тринитротолуен

- 2,4,6-тринитротолуен

- ТНТ

- Трилита

- 2-метил-1,3,5-тринитробензен

Својства

Физичко стање

Безбојна до бледо жута кристална чврста супстанца. Кристали у облику игле.

Молекуларна тежина

227,13 г / мол.

Тачка топљења

80.5 ° Ц.

Тачка кључања

Не кључа. Распада се експлозијом на 240 ° Ц.

Температура паљења

Није га могуће измерити јер експлодира.

Густина

1,65 г / цм ³

Растворљивост

Готово нерастворљив у води: 115 мг / Л на 23 ° Ц. Врло мало растворљиво у етанолу. Веома растворљив у ацетону, пиридину, бензену и толуену.

Хемијска својства

Може се разградити експлозивним током загревања. Када достигне 240 ° Ц, експлодира. Може експлодирати и ако буде јако ударио.

Када се загрева до разлагања, ствара отровне гасове азотне оксиде НО _к .

Процес експлозије ТНТ-а

Експлозија ТНТ-а доводи до хемијске реакције. У основи је то процес сагоревања у коме се енергија ослобађа веома брзо. Поред тога, емитују се гасови који су агенси за пренос енергије.

ТНТ лако експлодира када се загрева изнад 240 ° Ц. Аутор: ОпенЦлипарт-Вецторс. Извор: Пикабаи.

Да би дошло до реакције сагоревања (оксидације), морају бити присутни гориво и оксидант.

У случају ТНТ, оба су у истом молекулу, пошто угљеник (Ц) и водоника (Х) атоми су горива и оксидант је кисеоник (О) нитро Не ₂ групе . Ово омогућава да реакција буде бржа.

ТНТ реакција оксидације

Током реакције сагоревања ТНТ-а, атоми се преуређују, а кисеоник (О) остаје ближе угљенику (Ц). Поред тога, азот у -НО ₂ своди на какав гасовитог азота Н _2. што је много стабилнији једињење.

Хемијска реакција експлозије ТНТ-а може се сумирати на следећи начин:

2 Ц ₇ Х ₅ Н ₃ О ₆ → 7 ЦО ↑ + 7 Ц + 5 Х ₂ О ↑ + 3 Н ₂ ↑

Угљеник (Ц) настаје током експлозије, у облику црног облака, а ствара се и угљен-моноксид (ЦО), што је зато што у молекули нема довољно кисеоника да потпуно оксидира све атоме угљеника ( Ц) и водоник (Х).

Добијање ТНТ-а

ТНТ је једињење које само човек вештачки производи.

Не налази се природно у околини. Производи се само у неким војним постројењима.

Добија се нитровањем толуена (Ц ₆ Х ₅ ЦХ ₃ ) са смешом азотне киселине ХНО ₃ и сумпорне киселине Х ₂ СО ₄ . Прво, добија се мешавина орто- и пара-нитротолуена који после снажног нитрирања формирају симетрични тринитротолуен.

Употреба ТНТ-а

У војним активностима

ТНТ је експлозив који се користио у војним уређајима и експлозијама.

Ручне бомбе могу да садрже ТНТ. Аутори: Материалсциентист, Немо5576 и Тронно. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Користи се за пуњење пројектила, граната и бомби у ваздуху, пошто је довољно неосјетљив на ударац који је примљен да напусти цијев оружја, али може експлодирати ако га погоди детонативни механизам.

Зрачне бомбе могу садржати ТНТ. Аутор: Цхристиан Виттманн Извор: Пикабаи.

Није дизајниран да произведе значајну фрагментацију или лансирање пројектила.

У индустријској примени

Коришћен је за експлозије од индустријског значаја, за подводно минирање (због нерастворљивости у води) и дубоке експлозије у бунарима. У прошлости је најчешће коришћена за рушење. Тренутно се користи заједно са другим једињењима.

Фотографија резултата експлозије на рушењу стена 1912. У то се време ТНТ користио у експлозији, на пример, за отварање путева за железнице. Слике књига Интернет Архива. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Такође је посредник за бојила и хемијске хемикалије.

Ризици ТНТ-а

Може експлодирати ако је изложен јакој врућини, ватри или јаком шоку.

Надражујуће је за очи, кожу и дисајне путеве. То је врло токсично једињење и за људе и за животиње, биљке и многе микроорганизме.

Симптоми изложености ТНТ-у укључују главобољу, слабост, анемију, токсични хепатитис, цијанозу, дерматитис, оштећење јетре, коњуктивитис, слаб апетит, мучнину, повраћање, пролив, између осталих.

То је мутаген, то јест, може да промени генетску информацију (ДНК) организма узрокујући промене које могу бити повезане са појавом наследних болести.

Такође је класификована као канцерогени или генератор карцинома.

Контаминација околине ТНТ-ом

ТНТ је откривен у тлима и водама у подручјима војних операција, на местима за производњу муниције и где се спроводе војне обуке.

Тла и воде ратних зона или војних операција контаминирани су ТНТ-ом. Аутор: Мицхаел Гаида Извор: Пикабаи.

Контаминација ТНТ-ом опасна је за животиње, људе и биљке. Иако се ТНТ тренутно користи у мањим количинама, то је једно од нитроароматских једињења која се највише користе у индустрији експлозива.

Из тог разлога је један од оних који највише доприноси загађивању животне средине.

Раствор контаминацијом ТНТ-ом

Потреба да се "очисте" регије загађене ТНТ-ом мотивисала је развој неколико процеса санације. Санација је уклањање загађивача из околине.

Санација са бактеријама и гљивицама

Многи микроорганизми су способни за биоремедијацију ТНТ-ом, као што су бактерије рода Псеудомонас, Ентеробацтер, Мицобацтериум и Цлостридиум.

Такође је откривено да постоје одређене бактерије које су се развиле на местима загађеним ТНТ-ом и које могу преживети, а такође га разградити или метаболизирати као извор хранљивих састојака.

Есцхерицхиа цоли је, на пример, показала изванредну способност биотрансформације ТНТ-а, јер има више ензима да је напада, истовремено показујући високу толеранцију према својој токсичности.

Поред тога, неке врсте гљивица могу биотрансформисати ТНТ, претварајући га у нешкодљиве минерале.

Санација алгама

С друге стране, неки истраживачи су открили да алга Спирулина платенсис има способност адсорпције на површини ћелија и асимилира до 87% ТНТ-а присутног у водама контаминираним овим једињењем.

Толеранција ове алге према ТНТ-у и њена способност да очисти воду загађеном указује на велики потенцијал ове алге као фиторемедијатора.

Референце

1. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). 2,4,6-тринитротолуен. Опоравак од пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
2. Мурраи, СГ (2000). Експлозиви. Механизам експлозије. У Енциклопедији форензичких наука 2000, Стр. 758-764. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
3. Адамиа, Г. и др. (2018). О могућности примене алге Спирулина за фиторемедијацију воде загађене 2,4,6-тринитротолуеном. Анали аграрне науке 16 (2018) 348-351. Опоравак од читача.елсевиер.цом.
4. Серрано-Гонзалез, МИ и др. (2018). Биотрансформација и разградња 2,4,6-тринитротолуена микробним метаболизмом и њиховом интеракцијом. Дефенсе Тецхнологи 14 (2018) 151-164. Опоравак са пдф.сциенцедирецтассетс.цом.
5. Иман, М. и др. (2017). Системски биолошки приступ биоремедијацији нитроароматике: анализа ограничена на 2,4,6-тринитротолуенску биотрансформацију од Есцхерицхиа цоли. Молекуле 2017, 22, 1242. опорављено са мдпи.цом.
6. Виндхолз, М. и др. (уредници) (1983). Мерцк индекс. Енциклопедија хемикалија, лекова и биолошких средстава. Десето издање. Мерцк & ЦО., Инц.
7. Моррисон, РТ и Боид, РН (2002). Органска хемија. 6. издање Прентице-Халл.