Trinitrotoluen
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
| Trinitrotoluen | |
 |
|
| Chemický název | 2,4,6-trinitromethylbenzen |
| Registrační číslo CAS | 118-96-7 |
| Sumární vzorec | C6H2(NO2)3CH3 |
| Molární hmotnost | 227,131 g/mol |
| Teplota tání | 80,7 °C |
| Teplota varu | 210 - 212 °C |
| Hustota | 1,663 g/cm3 |
Trinitrotoluen, přesným chemickým názvem 2,4,6-trinitromethylbenzen je velmi silnou, bezpečnou a často používanou trhavinou, často též označovanou jako tritol nebo TNT.
Objevil jej roku 1863 německý chemik Joseph Wilbrand, ale jako výbušina začal být používán až mnohem později.
[editovat] Základní fyzikální a chemické vlastnosti
Chemicky je TNT aromatický uhlovodík toluen, jehož 3 uhlíkové atomy aromatického jádra nesou namísto vodíkového atomu nitroskupinu ( - NO2), sumární chemický vzorec této sloučeniny je C6H2(NO2)3CH3.
Je to nažloutlá krystalická látka o hustotě 1,663 g/cm3 a bodu tání 80,7°C. Lze jej snadno bezpečně roztavit a vzniklá kapalina, která má bod varu 210 - 212 °C. Jako pevná látka se chová pouze do teploty 35°C, při zvýšení teploty se postupně stává plastickou a může proto docházet i k vytékání ze střeliva.
Ve vodě je prakticky nerozpustný, dobře se však rozpouští ve většině běžných organických rozpouštědel kromě ethanolu a sirouhlíku. Je zajímavé, že je velmi dobře rozpustný v kyselině sírové, vůči níž je stálý až do teplot nad 150°C. Působením bazických sloučenin však přechází do nestabilních forem, (tzv. trytololáty), které se vyznačují velmi snadnou výbušností. Při manipulaci s TNT je proto nutno zabezpečit, aby se nedostal do styku s alkalickými látkami za zvýšené teploty.
[editovat] Pyrotechnické vlastnosti a využití
Jako výbušnina vykazuje mimořádně dobré vlastnosti - je velmi stabilní a málo citlivý vůči vnějším vlivům a přitom se vyznačuje velmi vysokou brizancí a razancí výbuchu. Je proto ideální látkou pro přípravu jak průmyslových tak vojenských trhavin. Často se přitom v různém poměru mísí s jinými explozivními látkami a setkáme se s ním mimo jiné pod obchodním názvem Permonit, Permonex, Karpatit, známé jsou i vojensky využívané Amatoly a řada dalších.
Díky tomu, že jeho explozivní vlastnosti jsou velmi dobře prozkoumány, uvádí se pro vyjádření síly jaderného nebo termojaderného výbuchu ekvivalentní množství TNT v kilotunách (kt) či megatunách (MT).
Jako výbušnina vykazuje tyto základní vlastnosti:
Energie výbuchu: 4 100 - 4 220 kJ/kg, tj. 980 - 1010 kcal/kg
Detonační rychlost: 7 400 m/s
Objem spalných plynů: 730 l/kg
Teplota exploze: 3 100°C
Specifické spalné teplo: 4,184 MJ/kg
[editovat] Výroba
Základem výroby je postupná nitrace aromatického uhlovodíku toluenu směsí kyseliny dusičné a kyseliny sírové. Zatímco nitrace do 2. stupně (směs různých izomerů dinitrotoluenů) probíhá za relativně mírných podmínek, je pro poslední nitrační stupeň nutno použít značně drastických reakčních podmínek - nitrace probíhá obvykle ve 20 % oleu (roztok oxidu sírového v koncentrované kyselině sírové) za teplot kolem 80°C.
Během přípravy TNT přitom vzniká pestrá směs různých vedlejších produktů a pro docílení kvalitního produktu je třeba co nejlépe izolovat právě požadovaný 2,4,6-trinitromethylbenzen. Způsob jak toho docílit s minimálními výrobními náklady, maximálním reakčním výtěžkem a co největším bezpečím pro obsluhující personál je předmětem pečlivě chráněných výrobních tajemství každé firmy, zabývající se průmyslovou výrobou této užitečné výbušniny.
