Struktur, Eigenschaften, Verwendungen, Risiken, Explosion von Trinitrotoluol (TNT)

Das Trinitrotoluol ist eine organische Verbindung aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff mit drei Nitro-NO-Gruppen_zwei. Seine chemische Formel lautet C.₆H._zwei(CH₃)(NICHT_zwei)₃ oder auch die kondensierte Formel C.₇H.₅N.₃ODER₆.

Sein vollständiger Name ist 2,4,6-Trinitrotoluol, aber es ist allgemein als TNT bekannt. Es ist ein weißer kristalliner Feststoff, der explodieren kann, wenn er über eine bestimmte Temperatur erhitzt wird.

Das Vorhandensein der drei Nitro-NO-Gruppen in Trinitrotoluol_zwei befürwortet die Tatsache, dass es mit einiger Leichtigkeit explodiert. Aus diesem Grund wurde es häufig in Sprengkörpern, Projektilen, Bomben und Granaten eingesetzt..

Es wurde auch zum Sprengen unter Wasser, in Tiefbrunnen und für industrielle Explosionen oder Explosionen außerhalb des Krieges verwendet..

TNT ist ein empfindliches Produkt, das auch bei sehr starken Schlägen explodieren kann. Es ist auch giftig für Menschen, Tiere und Pflanzen. Die Orte, an denen ihre Explosionen aufgetreten sind, wurden kontaminiert, und es werden Untersuchungen durchgeführt, um die Überreste dieser Verbindung zu beseitigen.

Ein Weg, der wirksam und kostengünstig sein kann, um die TNT-Konzentration in der kontaminierten Umgebung zu verringern, ist die Verwendung einiger Arten von Bakterien und Pilzen..

Artikelverzeichnis

• 1 Chemische Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 Eigenschaften
  • 3.1 Physikalischer Zustand
  • 3.2 Molekulargewicht
  • 3.3 Schmelzpunkt
  • 3.4 Siedepunkt
  • 3.5 Flammpunkt
  • 3.6 Dichte
  • 3.7 Löslichkeit
  • 3.8 Chemische Eigenschaften
• 4 Explosionsprozess von TNT
  • 4.1 Oxidationsreaktion von TNT
• 5 TNT erhalten
• 6 Verwendung von TNT
  • 6.1 Bei militärischen Aktivitäten
  • 6.2 In industriellen Anwendungen
• 7 Risiken von TNT
• 8 Umweltverschmutzung mit TNT
  • 8.1 Lösung für TNT-Kontamination
  • 8.2 Sanierung mit Bakterien und Pilzen
  • 8.3 Sanierung mit Algen
• 9 Referenzen

Chemische Struktur

2,4,6-Trinitrotoluol besteht aus einem Molekül Toluol C.₆H.₅-CH₃, zu denen drei Nitro-NO-Gruppen hinzugefügt wurden_zwei.

Die drei Nitro-NO-Gruppen_zwei Sie befinden sich symmetrisch am Benzolring von Toluol. Sie befinden sich an den Positionen 2, 4 und 6, wobei Position 1 Methyl-CH entspricht₃.

Nomenklatur

- Trinitrotoluol

- 2,4,6-Trinitrotoluol

- TNT

- Trilite

- 2-Methyl-1,3,5-trinitrobenzol

Eigenschaften

Körperlicher Status

Farbloser bis hellgelber kristalliner Feststoff. Nadelförmige Kristalle.

Molekulargewicht

227,13 g / mol.

Schmelzpunkt

80,5 ºC.

Siedepunkt

Es kocht nicht. Zersetzt sich bei einer Explosion bei 240 ºC.

Flammpunkt

Es ist nicht möglich, es zu messen, weil es explodiert.

Dichte

1,65 g / cm³

Löslichkeit

In Wasser fast unlöslich: 115 mg / l bei 23 ° C. In Ethanol sehr schwer löslich. Sehr gut löslich in Aceton, Pyridin, Benzol und Toluol.

Chemische Eigenschaften

Kann sich beim Erhitzen explosionsartig zersetzen. Bei Erreichen von 240 ° C explodiert es. Es kann auch explodieren, wenn es sehr starke Schläge erleidet.

Beim Erhitzen zur Zersetzung entstehen giftige Gase von Stickoxiden NO_x.

TNT-Explosionsprozess

Die Explosion von TNT führt zu einer chemischen Reaktion. Grundsätzlich handelt es sich um einen Verbrennungsprozess, bei dem Energie sehr schnell freigesetzt wird. Zusätzlich werden Gase freigesetzt, die Mittel zur Energieübertragung sind.

Brennstoff und Oxidationsmittel müssen vorhanden sein, damit eine Verbrennungsreaktion (Oxidation) stattfinden kann.

Im Fall von TNT befinden sich beide im selben Molekül, da die Kohlenstoff- (C) und Wasserstoffatome (H) die Brennstoffe sind und das Oxidationsmittel der Sauerstoff (O) der Nitro-NO-Gruppen ist._zwei. Dadurch kann die Reaktion schneller sein.

TNT-Oxidationsreaktion

Während der Verbrennungsreaktion von TNT ordnen sich die Atome neu an und Sauerstoff (O) bleibt näher an Kohlenstoff (C). Zusätzlich ist der Stickstoff von -NO_zwei wird reduziert, um Stickstoffgas N zu bilden_zwei Das ist eine viel stabilere Verbindung.

Die explosionschemische Reaktion von TNT kann wie folgt zusammengefasst werden:

2 C.₇H.₅N.₃ODER₆ → 7 CO ↑ + 7 C + 5 H._zweiO ↑ + 3 N._zwei↑

Während der Explosion entsteht Kohlenstoff (C) in Form einer schwarzen Wolke, und es entsteht auch Kohlenmonoxid (CO), da das Molekül nicht genügend Sauerstoff enthält, um alle Kohlenstoffatome (C) und vollständig zu oxidieren Wasserstoff (H) vorhanden.

TNT erhalten

TNT ist eine Verbindung, die nur künstlich vom Menschen hergestellt wird.

Es kommt natürlicherweise nicht in der Umwelt vor. Tritt nur bei einigen militärischen Einrichtungen auf.

Es wird durch Nitrierung von Toluol (C) hergestellt₆H.₅-CH₃) mit einer Mischung aus Salpetersäure HNO₃ und Schwefelsäure H._zweiSW₄. Zuerst erhalten Sie eine Mischung aus ortho- Y. damit-Nitrotoluole, die durch anschließende energetische Nitrierung das symmetrische Trinitrotoluol bilden.

Verwendung von TNT

Bei militärischen Aktivitäten

TNT ist ein Sprengstoff, der in kriegerischen Geräten und militärischen Explosionen eingesetzt wurde.

Es wird zum Füllen von Projektilen, Granaten und Luftbomben verwendet, da es unempfindlich genug gegen den Aufprall ist, um den Lauf einer Waffe zu verlassen, aber es kann explodieren, wenn es von einem Zündermechanismus getroffen wird.

Nicht für signifikante Fragmentierung oder Abschuss von Projektilen ausgelegt.

In industriellen Anwendungen

Es wurde für Explosionen von industriellem Interesse, beim Sprengen unter Wasser (aufgrund seiner Unlöslichkeit in Wasser) und bei Explosionen von Tiefbrunnen verwendet. In der Vergangenheit wurde es am häufigsten für Abrisse verwendet. Es wird derzeit zusammen mit anderen Verbindungen verwendet.

Es war auch ein Vermittler für Farbstoffe und fotografische Chemikalien.

Risiken von TNT

Kann explodieren, wenn es starker Hitze, Feuer oder sehr starken Stößen ausgesetzt wird.

Es reizt Augen, Haut und Atemwege. Es ist eine sehr giftige Verbindung sowohl für Menschen als auch für Tiere, Pflanzen und viele Mikroorganismen..

Zu den Symptomen einer TNT-Exposition zählen unter anderem Kopfschmerzen, Schwäche, Anämie, toxische Hepatitis, Zyanose, Dermatitis, Leberschäden, Bindehautentzündung, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Erbrechen und Durchfall..

Es ist ein Mutagen, das heißt, es kann die genetische Information (DNA) eines Organismus verändern und Veränderungen verursachen, die mit dem Auftreten von Erbkrankheiten zusammenhängen können.

Es wurde auch als krebserzeugend oder krebserzeugend eingestuft.

Umweltverschmutzung mit TNT

TNT wurde in Böden und Gewässern in Gebieten mit militärischen Kriegshandlungen, in Munitionsherstellungsstätten und in Gebieten, in denen militärische Ausbildungseinsätze durchgeführt werden, nachgewiesen..

Eine Kontamination mit TNT ist gefährlich für das Leben von Tieren, Menschen und Pflanzen. Obwohl TNT derzeit in kleineren Mengen verwendet wird, ist es eine der nitroaromatischen Verbindungen, die in der Sprengstoffindustrie am häufigsten verwendet wurden..

Aus diesem Grund ist es einer von denen, die am meisten zur Umweltverschmutzung beitragen..

Lösung zur Kontamination mit TNT

Die Notwendigkeit, mit TNT kontaminierte Regionen zu "reinigen", hat die Entwicklung mehrerer Sanierungsverfahren motiviert. Sanierung ist die Entfernung von Schadstoffen aus der Umwelt.

Sanierung mit Bakterien und Pilzen

Viele Mikroorganismen, wie Bakterien der Gattung, sind in der Lage, TNT zu bioremedizieren Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium Y. Clostridium.

Es wurde auch festgestellt, dass es bestimmte Bakterien gibt, die sich an mit TNT kontaminierten Orten entwickelt haben und die überleben und es als Nährstoffquelle abbauen oder metabolisieren können.

Das Escherichia coli Zum Beispiel hat es eine hervorragende Fähigkeit zur Biotransformation von TNT gezeigt, da es mehrere Enzyme besitzt, um es anzugreifen, was gleichzeitig eine hohe Toleranz gegenüber seiner Toxizität zeigt.

Darüber hinaus können einige Pilzarten TNT biotransformieren und in unschädliche Mineralien umwandeln..

Algensanierung

Andererseits haben einige Forscher herausgefunden, dass die Alge Spirulina platensis hat die Fähigkeit, an der Oberfläche Ihrer Zellen zu adsorbieren und bis zu 87% des TNT zu assimilieren, das in mit dieser Verbindung kontaminiertem Wasser vorhanden ist.

Die Toleranz dieser Algen gegenüber TNT und ihre Fähigkeit, damit kontaminiertes Wasser zu reinigen, zeigen das hohe Potenzial dieser Algen als Phytoremediator..

Verweise

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