TRINITROTOLUENE (TNT): YAPI, ÖZELLIKLER, KULLANIMLAR, RISKLER, PATLAMA - KIMYA - 2024

Trinitrotoluen karbon, oksijen, hidrojen ve nitrojen üç nitro grubu -NO oluşan bir organik bileşik olup, ₂ . Kimyasal formül Cı ₆ H ₂ (CH ₃ ) (NO ₂ ) ₃ ya da aynı zamanda yoğunlaştırılmış formülü C ₇ H ₅ , N ₃ O ₆ .

Tam adı 2,4,6-trinitrotoluene'dir, ancak genellikle TNT olarak bilinir. Belirli bir sıcaklığın üzerine ısıtıldığında patlayabilen beyaz kristal bir katıdır.

2,4,6-trinitrotoluen kristalleri, TNT. Wremmerswaal. Kaynak: Wikimedia Commons.

Üç nitro -NO arasında trinitrotoluen varlığı ₂ grup bazı kolaylıkla patlar gerçeğini destekler. Bu nedenle patlayıcı cihazlarda, mermilerde, bombalarda ve el bombalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ayrıca su altında, derin kuyularda ve endüstriyel veya savaş dışı patlamalar için de kullanılmıştır.

TNT, çok güçlü darbelerden de patlayabilen hassas bir üründür. Aynı zamanda insanlar, hayvanlar ve bitkiler için zehirlidir. Patlamalarının meydana geldiği yerler kirlenmiş ve bu bileşiğin kalıntılarını ortadan kaldırmak için araştırmalar yapılmaktadır.

Kontamine ortamdaki TNT konsantrasyonunu azaltmanın etkili ve ucuz olabilecek bir yolu, bazı bakteri ve mantar türlerinin kullanılmasıdır.

Kimyasal yapı

2,4,6-trinitrotoluen Cı toluen bir molekül oluşturulur ₆ H ₅ -CH ₃ , ki üç nitro -NOz ₂ grupları bulunmamaktadır .

Üç nitro -NOz ₂ grupları, toluen, benzen halkası üzerinde simetrik olarak yer almaktadır. Bu pozisyonlar 2, 4 ve 6, bulunan yer tam olarak metil -CH 1 tekabül ₃ .

2,4,6-trinitrotoluenin kimyasal yapısı. Edgar181. Kaynak: Wikimedia Commons.

terminoloji

- Trinitrotoluen

- 2,4,6-Trinitrotoluen

- TNT

- Trilita

- 2-Metil-1,3,5-trinitrobenzen

Özellikleri

Fiziksel durum

Renksiz ila soluk sarı kristal katı. İğne şeklindeki kristaller.

Moleküler ağırlık

227.13 g / mol.

Erime noktası

80.5 ° C

Kaynama noktası

Kaynamaz. 240 C'de patlayarak ayrışır.

Alevlenme noktası

Patladığı için ölçmek mümkün değil.

Yoğunluk

1,65 g / cm ³

Çözünürlük

Suda neredeyse çözünmez: 23 ° C'de 115 mg / L Etanolde çok az çözünür. Aseton, piridin, benzen ve toluende çok çözünür.

Kimyasal özellikler

Isıtıldığında patlayarak ayrışabilir. 240 ° C'ye ulaştığında patlar. Çok sert vurulduğunda da patlayabilir.

Ayrışma ısıtıldı zaman hiçbir oksitler azot zehirli gazlar üreten _x .

TNT patlama süreci

TNT'nin patlaması kimyasal bir reaksiyona yol açar. Temelde enerjinin çok hızlı salındığı bir yanma sürecidir. Ek olarak, enerji aktaran maddeler olan gazlar da salınır.

TNT, 240 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında kolayca patlar. Eser sahibi: OpenClipart-Vectors. Kaynak: Pixabay.

Bir yanma reaksiyonunun (oksidasyon) meydana gelmesi için, yakıt ve oksidan mevcut olmalıdır.

TNT durumda, her iki karbon (C) ve hidrojen yana (H) atomu yakıtlar ve oksidant (O) nitro = NO arasında oksijen, aynı molekül içinde olan ₂ grup . Bu, reaksiyonun daha hızlı olmasını sağlar.

TNT oksidasyon reaksiyonu

TNT'nin yanma reaksiyonu sırasında atomlar yeniden düzenlenir ve oksijen (O), karbona (C) yakın kalır. Ek olarak, -NO _2'deki nitrojen _, çok daha kararlı bir bileşik olan nitrojen gazı N2'ye indirgenir .

TNT'nin patlama kimyasal reaksiyonu şu şekilde özetlenebilir:

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

Patlama sırasında kara bulut şeklinde karbon (C) üretilir ve karbon monoksit (CO) de oluşur, bunun nedeni molekülde tüm karbon atomlarını tamamen oksitleyecek kadar oksijen olmamasıdır ( C) ve hidrojen (H) mevcut.

TNT Elde Etmek

TNT, yalnızca yapay olarak insan tarafından yapılmış bir bileşiktir.

Çevrede doğal olarak bulunmaz. Sadece bazı askeri tesislerde üretilir.

Nitrik asit HNO ₃ ve sülfürik asit H ₂ SO ₄ karışımı ile toluenin (C ₆ H ₅ –CH ₃ ) nitrasyonu ile hazırlanır . İlk olarak, orto- ve para-nitrotoluenlerin bir karışımı elde edilir, bu, müteakip kuvvetli nitrasyonla simetrik trinitrotolueni oluşturur.

TNT Kullanımı

Askeri faaliyetlerde

TNT, askeri cihazlarda ve patlamalarda kullanılan bir patlayıcıdır.

El bombaları TNT içerebilir. Yazarlar: Malzeme bilimci, Nemo5576 ve Tronno. Kaynak: Wikimedia Commons.

Alınan darbeye bir silahın namlusunu terk edecek kadar hassas olmadığından, mermileri, el bombalarını ve havadaki bombaları doldurmak için kullanılır, ancak bir patlama mekanizmasıyla vurulduğunda patlayabilir.

Havadan bombalar TNT içerebilir. Yazar: Christian Wittmann. Kaynak: Pixabay.

Önemli parçalanma üretmek veya mermi fırlatmak için tasarlanmamıştır.

Endüstriyel uygulamalarda

Sualtı patlatmalarında (suda çözünmezliği nedeniyle) ve derin kuyu patlamalarında endüstriyel amaçlı patlamalar için kullanılmıştır. Geçmişte en çok yıkım için kullanılıyordu. Şu anda diğer bileşiklerle birlikte kullanılmaktadır.

1912'de kayaları yıkmak için meydana gelen patlamanın sonucunun fotoğrafı. O zamanlar TNT, örneğin demiryollarına yol açmak için gerekli patlatma işlemlerinde kullanılıyordu. İnternet Arşivi Kitap Görüntüleri. Kaynak: Wikimedia Commons.

Ayrıca renklendiriciler ve fotografik kimyasallar için bir aracı olmuştur.

TNT'nin riskleri

Yoğun ısıya, yangına veya şiddetli şoka maruz kalırsa patlayabilir.

Gözleri, cildi ve solunum yollarını tahriş eder. Hem insanlar hem de hayvanlar, bitkiler ve birçok mikroorganizma için çok toksik bir bileşiktir.

TNT maruziyetinin semptomları arasında baş ağrısı, halsizlik, anemi, toksik hepatit, siyanoz, dermatit, karaciğer hasarı, konjunktivit, iştahsızlık, mide bulantısı, kusma, ishal bulunur.

Bir mutajendir, yani bir organizmanın genetik bilgisini (DNA) değiştirerek kalıtsal hastalıkların ortaya çıkmasıyla ilgili olabilecek değişikliklere neden olabilir.

Ayrıca kanserojen veya kanser üreticisi olarak sınıflandırılmıştır.

Çevrenin TNT ile kirlenmesi

TNT, askeri harp alanlarında, mühimmat üretim sahalarında ve askeri eğitim operasyonlarının yürütüldüğü topraklarda ve sularda tespit edildi.

Savaş bölgelerinin veya askeri operasyonların toprakları ve suları TNT ile kirlendi. Yazar: Michael Gaida. Kaynak: Pixabay.

TNT ile kontaminasyon hayvanların, insanların ve bitkilerin yaşamı için tehlikelidir. TNT şu anda daha küçük miktarlarda kullanılmasına rağmen, patlayıcı endüstrisinde en çok kullanılan nitroaromatik bileşiklerden biridir.

Bu nedenle çevre kirliliğine en çok katkıda bulunanlardan biridir.

TNT kontaminasyonuna çözüm

TNT ile kirlenmiş bölgeleri "temizleme" ihtiyacı, çeşitli iyileştirme süreçlerinin geliştirilmesini motive etmiştir. İyileştirme, kirletici maddelerin çevreden uzaklaştırılmasıdır.

Bakteri ve mantarlarla iyileştirme

Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium ve Clostridium cinsi bakteriler gibi birçok mikroorganizma TNT'yi biyolojik olarak iyileştirebilir.

Ayrıca, TNT ile kirlenmiş yerlerde evrimleşen ve hayatta kalabilen ve aynı zamanda onu bir besin kaynağı olarak parçalayabilen veya metabolize edebilen bazı bakteriler olduğu da bulunmuştur.

Örneğin Escherichia coli, kendisine saldırmak için birden fazla enzime sahip olduğu ve toksisitesine karşı yüksek bir tolerans gösterdiği için TNT'nin biyotransformasyonu için olağanüstü bir yetenek göstermiştir.

Ek olarak, bazı mantar türleri TNT'yi biyolojik olarak dönüştürebilir ve onu zararlı olmayan minerallere dönüştürür.

Yosunlarla iyileştirme

Öte yandan, bazı araştırmacılar Spirulina platensis alginin hücrelerinin yüzeyine adsorbe etme ve bu bileşikle kirlenmiş sularda bulunan TNT'nin% 87'sine kadar özümseme kabiliyetine sahip olduğunu bulmuşlardır.

Bu alglerin TNT'ye karşı toleransı ve bununla kirlenmiş suyu temizleme yeteneği, bu alglerin bir bitki aracı olarak yüksek potansiyelini göstermektedir.

Referanslar

1. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). 2,4,6-Trinitrotoluen. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
2. Murray, SG (2000). Patlayıcılar. Patlama Mekanizması. Encyclopedia of Forensic Sciences 2000, Sayfalar 758-764. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
3. Adamia, G. vd. (2018). 2,4,6-trinitrotoluen ile kirlenmiş suyun fitoremediasyonu için alg Spirulina uygulaması olasılığı hakkında. Tarım Bilimi Annals 16 (2018) 348-351. Reader.elsevier.com'dan kurtarıldı.
4. Serrano-González, MY ve diğerleri. (2018). 2,4,6-trinitrotoluenin mikrobiyal metabolizma ile biyotransformasyonu ve bozunması ve etkileşimleri. Savunma Teknolojisi 14 (2018) 151-164. Pdf.sciencedirectassets.com'dan kurtarıldı.
5. Iman, M. vd. (2017). Nitroaromatiklerin Biyoremediasyonuna Sistem Biyolojisi Yaklaşımı: Escherichia coli ile 2,4,6-Trinitrotoluen Biyotransformasyonunun Sınıra Dayalı Analizi. Molecules 2017, 22, 1242. mdpi.com'dan kurtarıldı.
6. Windholz, M. vd. (editörler) (1983). Merck Endeksi. Kimyasallar, İlaçlar ve Biyolojik Ürünler Ansiklopedisi. Onuncu Baskı. Merck & CO., Inc.
7. Morrison, RT ve Boyd, RN (2002). Organik Kimya. 6. Baskı. Prentice-Hall.