- Kémiai szerkezet
- Elnevezéstan
- Tulajdonságok
- Fizikai állapot
- Molekuláris tömeg
- Olvadáspont
- Forráspont
- Flashpoint
- Sűrűség
- Oldhatóság
- Kémiai tulajdonságok
- TNT robbanási folyamat
- TNT oxidációs reakció
- TNT beszerzése
- A TNT felhasználásai
- Katonai tevékenységekben
- Ipari alkalmazásokban
- A TNT kockázata
- A környezet szennyeződése a TNT-vel
- Megoldás a TNT-szennyeződésre
- Helyreállítás baktériumokkal és gombákkal
- Kármentesítés algával
- Irodalom
A trinitrotoluol egy szerves vegyület, amely a szén, oxigén, hidrogén és nitrogén három nitrocsoport -NO 2. Kémiai képlet C 6 H 2 (CH 3) (NO 2) 3, vagy még a kondenzált képletű C 7 H 5 N 3 O 6.
Teljes neve 2,4,6-trinitrotoluol, de általában TNT néven ismert. Fehér kristályos szilárd anyag, amely egy bizonyos hőmérséklet fölé hevítve felrobbanhat.
2,4,6-trinitrotoluol kristályok, TNT. Wremmerswaal. Forrás: Wikimedia Commons.
A jelenlét trinitro a három nitro -NO 2 csoport kedvez az a tény, hogy felrobban néhány könnyedén. Ezért széles körben használják robbanóeszközökben, lövedékekben, bombákban és gránátokban.
Víz alatti robbantáshoz, mély kutakban, valamint ipari vagy nem háborús robbanásokhoz is felhasználták.
A TNT finom termék, amely felrobbanhat a nagyon erős ütésekkel is. Mérgező az emberekre, az állatokra és a növényekre is. A robbanások helyei szennyezettek, és vizsgálatokat végeznek ennek a vegyületnek a maradványainak eltávolítása érdekében.
A TNT koncentrációjának csökkentése a szennyezett környezetben hatékony és olcsó lehet bizonyos típusú baktériumok és gombák felhasználásával.
Kémiai szerkezet
2,4,6-trinitrotoluol van kialakítva, amelyet a molekula toluol C 6 H 5 CH 3, amelyhez három nitro -NO 2 csoport is hozzáadásra került.
A három nitrocsoport -NO 2 csoport szimmetrikusan helyezkedik benzolgyűrűn toluol. Ezek megtalálhatók a 2-es, 4 és 6, ahol a pozíció 1 megfelel metil -CH 3.
A 2,4,6-trinitrotoluol kémiai szerkezete. Edgar181. Forrás: Wikimedia Commons.
Elnevezéstan
- Trinitrotoluol
- 2,4,6-Trinitrotoluol
- TNT
- Trilita
- 2-metil-1,3,5-trinitrobenzol
Tulajdonságok
Fizikai állapot
Színtelen vagy halványsárga kristályos szilárd anyag. Tű alakú kristályok.
Molekuláris tömeg
227,13 g / mol.
Olvadáspont
80,5 ° C
Forráspont
Nem forr. 240 ° C-on robbanással bomlik.
Flashpoint
Nem mérhető, mert felrobban.
Sűrűség
1,65 g / cm 3
Oldhatóság
Szinte vízben oldhatatlan: 115 mg / L 23 ° C-on. Nagyon kevéssé oldódik etanolban. Nagyon oldódik acetonban, piridinben, benzolban és toluolban.
Kémiai tulajdonságok
Robbanásveszélyesen felbomlik. Ha eléri a 240 ° C-ot, felrobban. Felrobbanhat akkor is, ha nagyon súlyosan érinti.
Amikor a bomlási hőmérsékletre melegszik termel mérgező gázokat a nitrogén-oxidok NO x.
TNT robbanási folyamat
A TNT robbanása kémiai reakcióhoz vezet. Alapvetően egy égési folyamat, amelynek során az energia nagyon gyorsan felszabadul. Ezen túlmenően gázok bocsátanak ki, amelyek az energiaátadást elősegítik.
A TNT könnyen felrobban, ha 240 ° C felett melegítik. Szerző: OpenClipart-Vectors. Forrás: Pixabay.
Az égési reakció (oxidáció) megvalósításához üzemanyagnak és oxidálószernek kell lennie.
A TNT esetében mindkettő ugyanabban a molekulában van, mivel a szén (C) és a hidrogén (H) atomok tüzelőanyagok, és az oxidálószer a nitro-NO 2 csoportok oxigénje (O). Ez lehetővé teszi a reakció gyorsabbá válását.
TNT oxidációs reakció
A TNT égési reakciója során az atomok átrendeződnek és az oxigén (O) közelebb marad a szénhez (C). Ezen túlmenően, a nitrogén -NO 2 redukálva nitrogéngáz N 2, ami egy sokkal stabilabb vegyület.
A TNT robbanási kémiai reakciója a következőképpen foglalható össze:
2 C 7 H 5 N 3 O 6 → 7 CO ↑ + 7 C + 5 H 2 O ↑ + 3 N 2 ↑
A robbanás során szén (C) képződik fekete felhő formájában, és szén-monoxid (CO) is képződik, mivel az a molekula nem rendelkezik elegendő mennyiségű oxigénnel, hogy az összes szénatomot teljesen oxidálja (C) és hidrogén (H) jelen vannak.
TNT beszerzése
A TNT olyan vegyület, amelyet csak az ember mesterségesen állít elő.
Természetesen nem található meg a környezetben. Csak néhány katonai létesítményben gyártják.
Úgy állítjuk elő, toluol nitrálásával (C 6 H 5 CH 3) keverékével salétromsav HNO 3 és kénsav H 2 SO 4. Először az orto- és para-nitrotoluolok keverékét kapjuk, amelyek az erõteljes nitrálással a szimmetrikus trinitrotoluolt képezik.
A TNT felhasználásai
Katonai tevékenységekben
A TNT egy robbanóanyag, amelyet katonai eszközökben és robbanások során használtak fel.
A kézi gránátok tartalmazhatnak TNT-t. Szerzők: Anyagtudós, Nemo5576 és Tronno. Forrás: Wikimedia Commons.
A lőfegyverek, a gránátok és a levegőben levő bombák kitöltésére használják, mivel nem elég érzékenyek a kapott ütésekre ahhoz, hogy elhagyják a fegyver hordóját, de felrobbanhat, amikor egy robbanószerkezet eltalálja.
A légi bombák tartalmazhatnak TNT-t. Szerző: Christian Wittmann. Forrás: Pixabay.
Nem arra tervezték, hogy jelentős fragmentációt vagy lövedékek elindítását szolgálja.
Ipari alkalmazásokban
Ipari jelentőségű robbanásokhoz, víz alatti robbantáshoz (vízben való oldhatatlansága miatt) és mély kút robbanásokhoz használták. A múltban leggyakrabban bontási célokra használták. Jelenleg más vegyületekkel együtt alkalmazzák.
Fotó a sziklák 1912-ben elbontott robbanásának eredményéről. Abban az időben a TNT-t robbantáskor használták, például a vasút utak megnyitásához. Internetes archív könyv képek. Forrás: Wikimedia Commons.
Közvetítőként szolgál a színezékek és a fényképészeti vegyszerek számára is.
A TNT kockázata
Erős hő, tűz vagy súlyos sokk hatására felrobbanhat.
A szemet, a bőrt és a légutakat irritálja. Nagyon mérgező vegyület emberre és állatokra, növényekre és sok mikroorganizmusra egyaránt.
A TNT-expozíció tünetei között szerepel többek között a fejfájás, gyengeség, vérszegénység, toxikus hepatitis, cianózis, dermatitis, májkárosodás, kötőhártya-gyulladás, rossz étvágy, hányinger, hányás, hasmenés.
Mutagén, vagyis megváltoztathatja a szervezet genetikai információit (DNS), és olyan változásokat idézhet elő, amelyek az örökletes betegségek megjelenésével kapcsolatosak.
Azt is besorolták, mint karcinogén vagy rákgenerátor.
A környezet szennyeződése a TNT-vel
A TNT-t kimutatták a talajban és a vizekben a katonai műveletek területein, a lőszergyártó helyszíneken és a katonai kiképzési műveleteket végző területeken.
A háborús övezetek vagy a katonai műveletek talajai és vizei szennyeződtek a TNT-vel. Szerző: Michael Gaida. Forrás: Pixabay.
A TNT-vel való szennyezés veszélyes az állatok, az emberek és a növények életére. Noha a TNT-t jelenleg kisebb mennyiségben használják, ez az egyik nitroaromás vegyület, amelyet a robbanóanyag-iparban használtak legjobban.
Ezért ez az egyik, amely a legnagyobb mértékben járul hozzá a környezetszennyezéshez.
Megoldás a TNT-szennyeződésre
A TNT-vel szennyezett régiók "tisztításának" szükségessége számos kármentesítési folyamat fejlesztését motiválta. A kármentesítés a szennyező anyagoknak a környezetből történő eltávolítása.
Helyreállítás baktériumokkal és gombákkal
Számos mikroorganizmus képes a TNT bioreagálására, ilyenek például a Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium és Clostridium nemzetségbe tartozó baktériumok.
Azt is felfedezték, hogy vannak bizonyos baktériumok, amelyek a TNT-vel szennyezett helyeken fejlődtek ki, és amelyek képesek életben maradni, valamint tápanyagforrásként lebontják vagy metabolizálják azt.
Az Escherichia coli például kiemelkedő képességgel rendelkezik a TNT biotranszformációjára, mivel több enzimvel támadja meg, miközben nagy toleranciát mutat a toxicitása iránt.
Ezenkívül egyes gombák fajai biotranszformálhatják a TNT-t, és ártalmatlan ásványokká változtathatják.
Kármentesítés algával
Másrészt, néhány kutató azt találta, hogy a Spirulina platensis algák képesek adszorbeálódni a sejtjeik felületén, és ezzel a vegyülettel szennyezett vizekben a TNT 87% -áig asszimilálódnak.
Ezen algák TNT-lel szembeni toleranciája és az azzal szennyezett víz tisztítására való képessége megmutatja ezen algák nagy potenciálját fitoremediátorként.
Irodalom
- Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). 2,4,6-Trinitrotoluol. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
- Murray, SG (2000). Robbanóanyag. A robbanás mechanizmusa. Az Encyclopedia of Forensic Sciences 2000, 758-764. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Adamia, G. és mtsai. (2018). A alga Spirulina alkalmazásának lehetősége a 2,4,6-trinitrotoluollal szennyezett víz fitoremediációjában. Annals of Agrarian Science 16 (2018) 348-351. Helyreállítva az olvasó.elsevier.com webhelyről.
- Serrano-González, MY et al. (2018). A 2,4,6-trinitrotoluol biotranszformációja és lebontása mikrobiális metabolizmus és kölcsönhatásuk révén. Defense Technology 14 (2018) 151-164. Helyreállítva a pdf.sciencedirectassets.com webhelyről.
- Iman, M. et al. (2017). Rendszerbiológiai megközelítés a nitroaromás anyagok bioremeditációjához: A 2,4,6-Trinitrotoluol biotranszformációjának kényszer alapú elemzése Escherichia coli-ban. Molecules 2017, 22, 1242. Helyreállítva: mdpi.com.
- Windholz, M. et al. (szerkesztők) (1983). A Merck index. Egy vegyi anyagok, gyógyszerek és biológiai anyagok enciklopédia. Tizedik kiadás. Merck & CO., Inc.
- Morrison, RT és Boyd, RN (2002). Szerves kémia. 6. kiadás. Prentice-Hall.