Войти
| |||
 | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Предпочтительное название IUPAC 2,4,6-Тринитротолуол | |||
| Другие названия 2,4,6-Тринитрометилбензол. 2,4,6-Тринитротолуол. 2-Метил-1,3,5-тринитробензол. ТНТ, толит, трилит, тринитротолуол, тринол, Тритоло, Тритолол, Тритон, Тритон, Тротол, Тротил | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер CAS | |||
| 3D-модель (JSmol ) | |||
| Аббревиатуры | TNT | ||
| ChEMBL |
| ||
| ChemSpider | |||
| DrugBank | |||
| ECHA InfoCard | 100.003.900  | ||
| Номер EC |
| ||
| KEGG | |||
| PubChem CID | |||
| номер RTECS |
| ||
| UNII | |||
| номер ООН | 0209 - Сухая или смоченная < 30% water. 0388, 0389 - Смеси с тринитробензолом, гексанитростильбеном | ||
| CompTox Dashboard (EPA ) | |||
InChI
| |||
УЛЫБКА
| |||
| Свойства | |||
| Химическая формула | C7H5N3O6 | ||
| Молярная масса | 227,132 г · моль | ||
| Внешний вид | Бледно-желтое твердое вещество. Сыпучие «иглы», хлопья или гранулы перед плавкой- отливкой. Сплошной блок после заливки в кожух. | ||
| Плотность | 1,654 г / см | ||
| Точка плавления | 80,35 ° C (176,63 ° F; 353,50 K) | ||
| Температура кипения | 240,0 ° C (464,0 ° F; 513,1 K) ( разлагается) | ||
| Растворимость в воде | 0,13 г / л (20 ° C) | ||
| Растворимость в эфире, ацетоне, бензоле, пиридин | растворим | ||
| Давление пара | 0,0002 мм рт.ст. (20 ° C) | ||
| Взрывоопасные данные | |||
| Чувствительность к удару | Нечувствительность | ||
| Чувствительность к трению | Нечувствительность к 353 N | ||
| Скорость детонации | 6900 м / с | ||
| Фактор RE | 1,00 | ||
| Опасности | |||
| Паспорт безопасности | ICSC 0967 | ||
| Пиктограммы GHS |     | ||
| Сигнальное слово GHS | Опасность | ||
| Краткая характеристика опасности GHS | H201, H301, H311, H331, H373, H411 | ||
| Меры предосторожности GHS | P210, P273, P309 + 311, P370 + 380, P373, P501 | ||
| NFPA 704 (огненный ромб) |  4 2 4 | ||
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |||
| LD50(средняя доза ) | 795 мг / кг (крыса, перорально). 660 (мышь, орально) | ||
| LDLo(lo западный опубликованный ) | 500 мг / кг (кролик, перорально). 1850 мг / кг (кошка, перорально) | ||
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
| PEL (Допустимо) | TWA 1,5 мг / м [кожа] | ||
| REL (Рекомендуется) | TWA 0,5 мг / м [кожа] | ||
| IDLH (Непосредственная опасность) | 500 мг / м | ||
| Родственные соединения | |||
| Родственные соединения | пикриновая кислота. гексанитробензол. 2,4-динитротолуол | ||
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 N (что такое ?) | |||
| Ссылки в ink | |||
Тринитротолуол (; TNT ), или, более конкретно, 2,4,6-тринитротолуол, представляет собой химическое соединение с формулой C 6H2( НЕТ 2)3CH3. Это твердое вещество желтого цвета иногда используется в качестве реагента в химическом синтезе, но оно наиболее известно как взрывчатый материал с удобными в обращении свойствами. Взрывная мощность тротила считается стандартным сравнительным условием для бомб и разрушительной силой взрывчатых веществ. В химии тротил используется для получения солей с переносом заряда.
Куски взрывчатого тротила 
Тринитротолуол, плавящийся при 81 ° C (178 ° F) 
артиллерийские снаряды M107. Все они помечены, чтобы указать заполнение «Comp B » (смесь TNT и RDX ) и имеют взрыватели установлены 
Анализ производства TNT по отраслям немецкой армии в период с 1941 по первый квартал 1944 года в тысячах тонн в месяц 
Детонация 500-тонного заряда взрывчатого вещества TNT в рамках операции Sailor Hat в 1965 году. проходящая взрывная волна оставила позади белую водную поверхность, и над головой видно белое облако конденсации. ТНТ был впервые получен в 1863 году немецким химиком Юлиусом Вильбрандом и первоначально использовался в качестве желтый краситель. Его потенциал как взрывчатого вещества не был признан в течение трех десятилетий, главным образом потому, что его было слишком сложно взорвать, и потому что оно было менее мощным, чем альтернативы. Его взрывоопасные свойства были впервые обнаружены другим немецким химиком, Карлом Хойссерманом, в 1891 году. Тротил можно безопасно заливать жидкостью в гильзы, и он настолько нечувствителен, что был исключен из Закона о взрывчатых веществах 1875 Великобритании. не считается взрывчатым веществом для целей производства и хранения.
Немецкие вооруженные силы приняли его в качестве наполнителя для артиллерийских снарядов в 1902 году. Наполненные тротилом бронебойные снаряды взрывались бы после того, как они пробили броню британских крупных кораблей, тогда как снаряды, снаряженные британскими лиддитом, имели тенденцию взрываться при поражении брони, таким образом их энергии вне корабля. Британцы начали замену лиддита на TNT в 1907 году.
ВМС США продолжали заправлять бронебойные снаряды взрывчатым веществом D, а затем несколько других. страны перешли на тротил, но начали заполнять морские мины, бомбы, глубинные бомбы и торпедные боеголовки разрывными зарядами грубого качества B TNT цвета коричневого сахара и требующий для детонации взрывчатого ускорительного заряда гранулированного кристаллизованного TNT марки A. Фугасные снаряды были заполнены тротилом марки A, который стал предпочтительным для других целей, поскольку появилась промышленная химическая способность для удаления ксилола и подобных углеводородов из толуольного сырья и других нитротолуол изомер, побочные продукты реакций нитрования.
В промышленности TNT получают в трехстадийном процессе. Во-первых, толуол нитрируют смесью серной и азотной кислоты с получением мононитротолуола (MNT). МНТ отделяют и затем повторно нитруют в динитротолуол (DNT). На заключительном этапе DNT нитрируют до тринитротолуола (TNT) с использованием безводной смеси азотной кислоты и олеума. Азотная кислота расходуется в производственном процессе, но разбавленную серную кислоту можно повторно сконцентрировать и использовать повторно. После нитрования TNT стабилизируется с помощью процесса, называемого сульфитацией, где неочищенный TNT обрабатывают водным раствором сульфита натрия для удаления менее стабильных изомеров TNT и других нежелательных продуктов реакции. Промывочная вода после сульфитации известна как красная вода и является значительным загрязнителем и отходом производства тротила.
Контроль оксидов азота в исходной азотной кислоте очень важно, поскольку свободный диоксид азота может приводить к окислению метильной группы толуола. Эта реакция является сильно экзотермической и несет в себе риск неуправляемой реакции, ведущей к взрыву.
В лаборатории 2,4,6-тринитротолуол получают в двухступенчатом процессе. Нитрующая смесь концентрированных азотной и серной кислот используется для нитрования толуола до смеси изомеров моно- и динитротолуола при осторожном охлаждении для поддержания температуры. Затем нитрованные толуолы отделяют, промывают разбавленным бикарбонатом натрия для удаления оксидов азота, а затем осторожно нитруют смесью дымящей азотной кислоты и серной кислоты.
TNT - одно из наиболее часто используемых взрывчатых веществ в военных, промышленных и горнодобывающих целях. TNT использовался в сочетании с гидроразрывом пласта, процессом, используемым для извлечения нефти и газа из сланцевых пластов. Этот метод включает вытеснение и детонацию нитроглицерина в гидравлически индуцированных трещинах с последующими выстрелами из ствола скважины с использованием гранулированного тротила.
ТНТ ценится отчасти из-за его нечувствительности к ударам и трению, с уменьшенным риском случайной детонации по сравнению с более чувствительными взрывчатыми веществами, такими как нитроглицерин. TNT плавится при 80 ° C (176 ° F), что намного ниже температуры, при которой он самопроизвольно взрывается, что позволяет заливать его или безопасно комбинировать с другими взрывчатыми веществами. TNT не впитывается и не растворяется в воде, что позволяет эффективно использовать его во влажной среде. Чтобы взорваться, тротил должен быть вызван волной давления от стартового взрывчатого вещества, называемого взрывным ускорителем.
. Хотя блоки TNT доступны в различных размерах (например, 250 г, 500 г, 1000 г), это больше обычно встречается в синергических смесях взрывчатых веществ, содержащих переменное процентное содержание TNT плюс другие ингредиенты. Примеры взрывчатых смесей, содержащих тротил, включают:
При детонации TNT подвергается разложению, эквивалентному реакции
плюс некоторые из реакций
и
Реакция является экзотермической, но имеет высокую энергию активации в газовой фазе (~ 62 ккал / моль). Конденсированные фазы (твердая или жидкая) заметно проявляются более низкие энергии активации примерно на 35 ккал / моль благодаря уникальному бимолекулярному маршруты разложения при повышенной плотности. Из-за образования углерода взрывы TNT выглядят как сажа. Поскольку в тротиловом эквиваленте содержится избыток углерода, взрывоопасные смеси с богатыми кислородом соединениями могут давать больше энергии на килограмм, чем один тротил. В течение 20-го века аматол, смесь тротила с нитратом аммония, широко применялась в военных целях.
TNT может быть взорван высокоскоростным инициатором или эффективным сотрясением. В течение многих лет тротил служил ориентиром для показателя нечувствительности . У TNT был рейтинг ровно 100 по шкале «F из I.». С тех пор ссылка была изменена на более чувствительное взрывчатое вещество под названием RDX, которое имеет рейтинг F of I.
Поперечный разрез Oerlikon Снаряды 20-мм пушки (датируемые примерно 1945 годом) с цветовыми кодами для тротила и пентолита начинки Теплота детонации, используемая NIST для определения тонны эквивалента тротила составляет 1000 кал / г или 1000 ккал / кг, 4,184 МДж / кг или 4,184 ГДж / тонну. Плотность энергии тротила используется в качестве ориентира для многих других взрывчатых веществ, включая ядерное оружие, энергосодержание которого измеряется в эквивалентных килотоннах (~ 4,184 тераджоулей или 4,184 ТДж, или 1,162 ГВтч) или мегатоннах ( ~ 4,184 пета джоулей или 4,184 ПДж или 1,162 ТВтч) в тротиловом эквиваленте. Однако теплота сгорания составляет 14,5 мега джоулей на килограмм, или 14,5 МДж / кг, или 4,027 кВтч / кг, что требует, чтобы часть углерода в TNT реагировала с атмосферным кислородом, что не происходит в исходном событии.
Для сравнения, порох содержит 3 мегаджоуля на килограмм, динамит содержит 7,5 мегаджоулей на килограмм и бензин содержит 47,2 мегаджоулей на килограмм (хотя для бензина требуется окислитель, поэтому оптимизированная смесь бензина и O 2 содержит 10,4 мегаджоулей на килограмм).
Для обнаружения TNT можно использовать различные методы, включая оптические и электрохимические датчики и собак, вынюхивающих взрывчатые вещества. В 2013 году исследователи из Индийский технологический институт, использующий квантовые кластеры благородных металлов, может обнаруживать ТНТ на уровне ниже зептомолярного (10 моль / м).
TNT ядовит, и контакт с кожей может вызвать раздражение кожи, в результате чего кожа станет ярко-желто-оранжевой. Во время Первой мировой войны женщины-боевики, работавшие с химикатом, обнаружили, что их кожа стала ярко-желтой, в результате чего они получили прозвище «канарейки » или просто «канарейки».
Люди, подвергавшиеся воздействию TNT в течение длительного периода, склонны испытывать анемию и нарушения функции печени. Воздействие крови и печени, увеличение селезенки и другие вредные воздействия на иммунную систему также были обнаружены у животных, которые принимали или вдыхали тринитротолуол. Есть данные, что TNT отрицательно влияет на фертильность мужчин . TNT указан как возможный человеческий канцероген с канцерогенными эффектами, продемонстрированными в экспериментах на животных с крысами, хотя воздействие на людей до сих пор отсутствует (согласно IRIS от 15 марта 2000 г.). При потреблении тротила образуется красная моча из-за наличия продуктов распада, а не крови, как иногда думают.
Некоторые военные полигоны загрязнены тротилом. Сточные воды программ по производству боеприпасов, включая загрязнение поверхностных и подземных вод, могут быть окрашены в розовый цвет из-за присутствия TNT. Такое загрязнение, называемое «розовой водой », может быть трудным и дорогостоящим для лечения.
TNT склонен к экссудации динитротолуолов и других изомеров. тринитротолуола. Такой эффект может вызвать даже небольшое количество таких примесей. Эффект проявляется особенно в снарядах, содержащих тротил и хранящихся при более высоких температурах, например на протяжении лета. Экссудация примесей приводит к образованию пор и трещин (которые, в свою очередь, вызывают повышенную чувствительность к ударам). Миграция экссудированной жидкости в резьбу винта предохранителя может привести к образованию каналов возгорания, что увеличивает риск случайных взрывов; неисправность взрывателя может возникнуть из-за того, что жидкости мигрируют в его механизм. Силикат кальция смешан с тротилом, чтобы уменьшить склонность к экссудации.
Розовая вода и красная вода - это два различных типа сточных вод, связанных с тринитротолуолом (TNT). Розовая вода образуется в процессе мойки оборудования после операций по заполнению боеприпасов или демилитаризации, и поэтому она обычно насыщена максимальным количеством тротила, которое может растворяться в воде (около 150 частей на миллион. (ppm).) Однако он имеет неопределенный состав, который зависит от точного процесса; в частности, он может также содержать циклотриметилентринитрамин (RDX), если на предприятии используются смеси TNT / RDX, или HMX, если используется TNT / HMX. Красная вода (также известная как «Селлитная вода») образуется в процессе очистки сырого тротила. Он имеет сложный состав, содержащий более десятка ароматических соединений, но основными компонентами являются неорганические соли (натрия сульфит, сульфат, нитрит и нитрат ) и сульфированные нитроароматические соединения.
Розовая вода фактически бесцветна во время образования, тогда как красная вода может быть бесцветной или очень бледно-красной. Цвет возникает в результате фотолитических реакций под действием солнечного света. Несмотря на названия, красная и розовая вода не обязательно разных оттенков; цвет зависит в основном от продолжительности пребывания на солнце. Если экспонировать достаточно долго, «розовая» вода станет темно-коричневой.
Из-за токсичности TNT сброс розовой воды в окружающую среду был запрещен в США и многих других странах на протяжении десятилетий, но загрязнение почвы может присутствовать на очень старых заводах. Однако загрязнение гексогеном и тетрилом обычно считается более проблематичным, так как TNT имеет очень низкую подвижность почвы. Красная вода значительно токсичнее. Таким образом, они всегда считались опасными отходами. Его традиционно утилизируют путем выпаривания досуха (поскольку токсичные компоненты не летучие) с последующим сжиганием. Было проведено много исследований для разработки более эффективных способов утилизации.
Из-за его использования при строительстве и сносе тротил стал наиболее широко используемым взрывчатым веществом, и поэтому его токсичность является наиболее описанной и описанной. Остаточный тротил от производства, хранения и использования может загрязнять воду, почву, атмосферу и биосферу.
. Концентрация тротила в загрязненной почве может достигать 50 г / кг почвы, где самый высокий концентрации могут быть обнаружены на поверхности или вблизи нее. В сентябре 2001 года Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) объявило TNT загрязнителем, удаление которого является приоритетным. USEPA утверждает, что уровни TNT в почве не должны превышать 17,2 грамма на килограмм почвы и 0,01 миллиграмма на литр воды.
Растворение - это показатель скорости, с которой твердый TNT в контакт с водой растворяется. Относительно низкая растворимость TNT в воде вызывает растворение твердых частиц, которые постоянно выделяются в окружающую среду в течение продолжительных периодов времени. Исследования показали, что тротил растворяется в соленой воде медленнее, чем в пресной. Однако при изменении солености TNT растворялся с той же скоростью (рис. 2). Поскольку TNT умеренно растворим в воде, он может мигрировать через подземные слои почвы и вызывать загрязнение подземных вод.
Адсорбция - это мера распределения между растворимыми и осадок адсорбировал загрязняющие вещества после достижения равновесия. ТНТ и продукты его превращения, как известно, адсорбируются на поверхности почвы и отложения, где они подвергаются реактивному преобразованию или остаются на хранении. Движение органических загрязнителей через почвы зависит от их способности связываться с подвижной фазой (вода) и неподвижной фазой (почва). Материалы, которые прочно связаны с почвой, медленно перемещаются через почву. Материалы, которые сильно связаны с водой, движутся через воду со скоростью, приближающейся к скорости движения грунтовых вод.
Константа ассоциации TNT с почвой составляет от 2,7 до 11 литров на килограмм почвы. Это означает, что TNT имеет от одной до десятикратной тенденции прилипать к твердым частицам почвы, чем при попадании в почву. Водородная связь и ионный обмен - это два предлагаемых механизма адсорбции между нитро функциональные группы и почвенные коллоиды.
Количество функциональных групп на TNT влияет на способность адсорбироваться в почве. Показано, что значения коэффициента адсорбции увеличиваются с увеличением количества аминогрупп. Таким образом, адсорбция продукта разложения ТНТ 2,4-диамино-6-нитротолуола (2,4-ДАНТ) была больше, чем у 4-амино-2,6-динитротолуола (4-АДНТ), которая была больше, чем у TNT. Более низкие коэффициенты адсорбции для 2,6-ДНТ по сравнению с 2,4-ДНТ можно отнести к стерическим препятствиям группы NO 2 в орто-положении.
Исследования показали, что в пресноводных средах с высоким содержанием кальция адсорбция тротила и продуктов его превращения в почве и отложениях может быть ниже, чем в засоленной среде, где преобладают калий и натрий. Следовательно, при рассмотрении адсорбции ТНТ важными факторами являются тип почвы или отложений, ионный состав и сила грунтовых вод.
Были определены константы ассоциации ТНТ и продуктов его разложения с глинами. Глинистые минералы оказывают значительное влияние на адсорбцию энергетических соединений. Свойства почвы, такие как содержание органического углерода и катионообменная способность, оказали значительное влияние на коэффициенты адсорбции, указанные в таблице ниже.
Дополнительные исследования показали, что подвижность продуктов разложения TNT, вероятно, будет ниже, «чем TNT в подземных средах, где специфическая адсорбция на глинистые минералы доминирует в процессе сорбции». Таким образом, подвижность ТНТ и продуктов его превращения зависит от характеристик сорбента. Подвижность TNT в подземных водах и почве была экстраполирована на основе «моделей изотерм сорбции и десорбции , определенных с гуминовыми кислотами в отложениях водоносных горизонтов и почвах». На основе этих моделей прогнозируется, что TNT имеет низкое удерживание и легко переносится в окружающую среду.
По сравнению с другими взрывчатыми веществами, TNT имеет более высокую константу ассоциации с почвой, что означает, что он больше прилипает к почве, чем к воде. И наоборот, другие взрывчатые вещества, такие как RDX и HMX с низкими константами ассоциации (от 0,06 до 7,3 л / кг и от 0 до 1,6 л / кг соответственно), могут двигаться в воде быстрее..
ТНТ представляет собой реактивную молекулу и особенно склонен реагировать с восстановленными компонентами отложений или фотодеградацией в присутствии солнечного света. TNT термодинамически и кинетически способен реагировать с большим количеством компонентов многих систем окружающей среды. Это включает полностью абиотические реагенты, такие как фотоны, сероводород, Fe, или микробные сообщества, как кислородные, так и бескислородные.
Было показано, что почвы с высоким содержанием глины или мелкими частицами и высоким общим содержанием органического углерода способствуют трансформации TNT. Возможные превращения TNT включают восстановление одной, двух или трех нитрогрупп до аминов и связывание продуктов аминопревращения с образованием димеров. Образование двух продуктов трансформации моноаминов, 2-ADNT и 4-ADNT, является энергетически благоприятным, и поэтому наблюдается в загрязненных почвах и грунтовых водах. Диаминопродукты энергетически менее выгодны, и еще менее вероятно, что они являются триаминопродуктами.
Превращение TNT значительно усиливается в анаэробных условиях, а также в условиях сильного восстановления. Превращения TNT в почвах могут происходить как биологически, так и абиотически.
Фотолиз - это важный процесс, влияющий на преобразование энергетических соединений. Изменение молекулы при фотолизе происходит в присутствии прямого поглощения световой энергии путем передачи энергии от фотосенсибилизированного соединения. Фотопревращение TNT "приводит к образованию нитробензолов, бензальдегидов, азодикарбоновых кислот и нитрофенолов в результате окисление метильных групп, восстановление нитрогрупп и образование димеров ».
Признаки фотолиза TNT были обнаружены благодаря цвету меняется на розовый цвет сточных вод под воздействием солнечного света. В речной воде фотолиз протекал быстрее, чем в дистиллированной. В конечном итоге фотолиз влияет на судьбу TNT, прежде всего в водной среде, но также может влиять на реакцию при воздействии солнечного света на поверхность почвы.
Лигнинолитическая физиологическая фаза и система пероксидазы марганца грибы могут вызывать очень ограниченную минерализацию TNT в жидкой культуре; хотя и не в почве. Организм, способный восстанавливать большие количества тротила в почве, еще предстоит открыть. И дикие, и трансгенные растения могут фиторемедиа взрывчатые вещества из почвы и воды.
 | На Викискладе есть материалы по теме Тринитротолуол. |
