Peroxidy acetonu

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání


Krystalický peroxid acetonu
Peroxidy acetonu, vrchní je diperoxid acetonu (DADP), spodní triperoxid acetonu (TATP)
Kuličkový model triperoxidu acetonu (TATP)
Deflagrace vlhkého peroxidu acetonu.

Peroxidy acetonu (TATP nebo TCAP, DADP a TeACP nebo TeACTP či TeACTeP) jsou skupinou velmi nebezpečných třaskavin. Existují di- (DADP - Di-Aceton-Di-Peroxid), tri-(TATP - Tri-Aceton-Tri-Peroxid) i tetra (TeACP nebo TeACTeP) - cyklické peroxidy acetonu. V praxi se téměř výlučně setkáváme s trimerem (TATP - triperoxid acetonu) nebo dimerem (DADP - diperoxid acetonu), popř. jejich směsí. Dále existuje "monomer" a především chlorované verze peroxidů acetonu.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Aceton peroxid byl objeven v roce 1895 německým chemikem Richardem Wolffensteinem,[1] který jako první chemik použil anorganických kyselin jako katalyzátorů. Jako první také získal výzkumný patent pro využití peroxidu jako výbušné směsi. Bayer a Villiger publikovali v roce 1900 první postup syntézy dimeru a popis použití kyselin pro syntézu obou peroxidů. Další informace o syntéze, včetně údajů o podílu vzniklých sloučenin - monomeru, dimerů, a trimerů je také dostupné v článku Milase a Goluboviće.[2]

Za minulého režimu se v ČR staly peroxidy acetonu oblíbenou nahrážkou tehdy nedostupné zábavní pyrotechniky. Široké povědomí o peroxidech acetonu je po desítky let udržováno především běžnými přednáškami na chemických vysokých školách, kde je zdůrazňováno riziko náhodné syntézy těchto látek při styku koncentrovaného peroxidu vodíku s acetonem v kyselém prostředí (popř. při oxidaci diisopropyletheru vzduchem).

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Peroxidy acetonu jsou obvykle bílé krystalické látky s nízkou teplotou tání, které lze snadno vyrobit z běžně dostupných chemikálií - peroxidu vodíku v koncentraci vyšší než 3 %, acetonu a kyseliny chlorovodíkové (méně ideálně i dalších kyselin). Jejich citlivost odpovídá průměrným třaskavinám, jsou tedy krajně citlivé na náraz, tření, statickou elektřinu, UV záření nebo změny teploty. Mohou explodovat samovolně i za horkého dne při teplotách nad 50°C vlivem reakce kyseliny sírové uzavřené v krystalech peroxidu acetonu. Jsou značně fyzikálně nestálé, mají sklon k sublimaci a již po několika dnech může dojít k rozkladu vlivem nečistot, popř. vzniku větších a o něco citlivějších krystalů.

Peroxoaceton je znám jako jedna z nejsilnějších výbušnin neobsahující v molekule atomy dusíku. Je oblíbeným materiálem teroristů[zdroj?], kteří s ním mohou nepozorovaně projít detektory určenými pro detekci trhavin na bázi nitrosloučenin. Vysoká tenze par TATP/DADP ji ale předurčuje ke zjištění jinými instrumentálními metodami, popř. psy. [3] .[4]

Dobře promytý a čistý peroxid acetonu má nasládlou ovocnou vůni. Sypná hustota peroxidu acetonu je mezi 0,3 až 0,4 g/cm3. Krystalová hustota triperoxidu je 1,22 g/cm3.

Výroba a nakládání s peroxidem acetonu[editovat | editovat zdroj]

Naprosto zásadní bezpečnostní infromace o výrobě a zacházení s peroxidem acetonu jsou dostupné na wikiknihách. Neodborná manipulace s peroxidy acetonu je odpovědná za značné množství nehod, především se jedná o amputace prstů. Proto se doporučuje seznámit se s obecnými pravidly pro zacházení s třaskavinami a peroxidy acetonu.

Například takováto zařízení se používají pro plnění peroxidů acetonu do trubiček. Přímé plnění je přiliš nebezpečné Více na wikiknihách.

Výbušinářské vlastnosti peroxidů acetonu[editovat | editovat zdroj]

Při explozi dosahuje lehce až silně menší explozivní síly nežli tritol (při typických hustotách má detonační rychlost 2000 až 4000 m/s, detonační rychlost při hustotě 0,4 g/cm3 je kolem 2660 m/s, detonační tlak od přibližně 10 kbar při sypné hustotě po 30 kbar při středně silném stlačení a kolem 80 kbar při slisování ke krystalové hustotě. a impuls tlakové vlny dosahuje 55 % TNT, (popř. až 80 % dle různých zdrojů ). Brizance dle Hesse při hustotě 0,4 g/cm3 je třetinová oproti TNT (tj. sypané TNT s hustotou 1,2 g/cm3). Výbuch 1,36 g vytvoří ve vzdálenosti 5,2 cm maximální přetlak 20 atm a celkový impuls tlakové vlny 0,35 atm.ms. 50 g peroxidu acetonu vytvoří tlakovou vlnu, která má 3 m od místa výbuchu impuls pozitivní fáze 9,65 kPa.ms s maximálním tlakem 18 kPa. Energie exploze peroxidu acetonů se pohybuje kolem 2 800 kJ/kg (tedy asi 70 % TNT). Na internetu často mylně zmiňované hypotézy o entropické explozi vedoucí k produkci přibližně 400 l/kg chladné směsi acetonu a ozónu jsou čirým nesmyslem. Ve skutečnosti produkuje TATP 855 l/kg a DADP 713 l/kg plynu (měřeno v heliu). Zvěsti o entropické explozi pochází primárně ze studie Dubnikové et al. z roku 2004. Tato studie je ovšem mystifikcí - je nesmyslně napsaná tak, aby vyvolala senzaci. Pojem entropická exploze se v expandovaném pojetí jejich konceptu ve skutečnosti vztahuje jen na jevy během iniciálních 100 ps v reakční zóně - hned na to dochází ke klasické redoxní reakci a produkci vody, oxidů uhlíku a uhlovodíků. Krystal TATP dosáhne během detonace teploty 2300 K a tlaku 80 kbar.[5]

Detonace TATP v heliu podléhá rovnici.

C9H18O6 →1.30 CO2 + 2.44 CO + 2.61 CH4 + 0.63 C2H6 + 0.23CmHm + 0.47 H2 + 0.96 H2O + 0.47C

Závislost detonačního tlaku TATP na hustotě
Detonační rychlost TATP a HMTD v závilosti na hustotě náložky



Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. WOLFFENSTEIN, R. Über die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd. Chemische Berichte. 1895, roč. 28, s. 2265. 
  2. Milas N. A., Golubović A. Studies in Organic Peroxides. XXVI. Organic Peroxides Derived from Acetone and Hydrogen Peroxide. Journal of the American Chemical Society. 1959, roč. 81, čís. 24, s. 6461–6462. DOI:10.1021/ja01533a033. 
  3. GENUTH, Iddo, Lucille Fresco-Cohen. TATP: Countering the Mother of Satan [online]. The Future of Things, 6 November 2006 [cit. 2009-09-24]. Dostupné online. 
  4. Feds are all wet on airport security [online]. Star-Ledger, 24 August 2006 [cit. 2009-09-11]. Dostupné online. [nedostupný zdroj]
  5. ADRI C. T. VAN DUIN*†, YEHUDA ZEIRI‡§, FAINA DUBNIKOVA‡, RONNIE KOSLOFF‡, AND WILLIAM A. GODDARD†. Atomistic-Scale Simulations of the Initial Chemical Events in the Thermal Initiation of Triacetonetriperoxide. J. Am. Chem. Soc [online]. [cit. 9.5.2018]. Dostupné online.