Trinitrofenol | |
---|---|
| |
General | |
Nume sistematic |
2,4,6-trinitrofenol |
Nume tradiționale | Acid picric |
Chim. formulă | C6H3N3O7 _ _ _ _ _ _ _ |
Proprietăți fizice | |
Masă molară | 229,10 g/ mol |
Densitate | 1,763 g/cm³ |
Proprietati termice | |
Temperatura | |
• topirea | 122°C |
• fierbere | > 300°C |
• descompunere | 300°C |
• clipește | 302±1℉ [1] |
Presiunea aburului | 1 ± 1 mmHg [unu] |
Proprietăți chimice | |
Constanta de disociere a acidului | 0,25 [2] și 0,38 [3] |
Solubilitate | |
• in apa | 1,27 g/100 ml |
• în etanol | 8,33 g/100 ml |
• în benzen | 10 g/100 ml |
• în cloroform | 2,86 g/100 ml |
Proprietati optice | |
Indicele de refracție | 1,76 |
Clasificare | |
Reg. numar CAS | 88-89-1 |
PubChem | 6954 |
Reg. numărul EINECS | 201-865-9 |
ZÂMBETE | C1=C(C=C(C(=C1[N+](=O)[O-])O)[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-] |
InChI | InChI=1S/C6H3N3O7/c10-6-4(8(13)14)1-3(7(11)12)2-5(6)9(15)16/h1-2.10HOXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N |
RTECS | TJ7875000 |
CHEBI | 46149 |
ChemSpider | 6688 |
Siguranță | |
Limitați concentrația | 0,1 mg/m³ |
LD 50 | 98-120 mg/kg |
Toxicitate | toxic, foarte coroziv, iritant |
Fraze de risc (R) | R1 , R4 , R11 , R23 , R24 , R25 |
Expresii de securitate (S) | S28 , S35 , S37 , S45 |
cuvant de semnal | Periculos |
NFPA 704 |
![]() |
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel. | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
2,4,6-Trinitrofenolul ( acidul picric ) este un compus chimic cu formula chimică C 6 H 2 (NO 2 ) 3 OH, un derivat nitro al fenolului . Greutate moleculară 229,11 a.u. e. m. În condiţii normale - o substanţă toxică cristalină galbenă . Acidul picric și sărurile sale ( picratii ) sunt utilizați ca explozivi , precum și în chimia analitică pentru determinarea potasiului și a sodiului .
Alte nume:
Se presupune că, sărurile acidului picric (picratii de plumb și potasiu) au fost descoperite în 1642 de către Glauber , acționând asupra lânii și cornului cu acid azotic (pe care a dezvoltat metode de fabricare) .
În 1771, Peter Woulfe a obținut trinitrofenol prin acțiunea acidului azotic asupra colorantului natural indigo [4] . Proprietățile acide ale compusului au fost descoperite în 1783 de Gausmann [5] . În studiile ulterioare, trinitrofenolul a fost obținut prin acțiunea acidului azotic asupra diferitelor substanțe organice: mătase , rășini naturale și altele.
În 1841 , Marchand a propus formula C 12 H 6 N 6 O 14 (de două ori formula trinitrofenolului), iar Laurent a stabilit formula corectă în 1842 , determinând că acidul picric este trinitrofenol și poate fi obținut prin nitrarea fenolului. De asemenea, a izolat dinitrofenolul ca produs al etapei intermediare de nitrare.
În 1869, metoda de nitrare a fost îmbunătățită de Schmidt și Glutz (Schmidt, Glutz), care au propus sulfonarea urmată de nitrare. Proprietățile explozive ale picratelor au fost descoperite încă din 1799 de către Welter , dar această proprietate nu a fost folosită până în anii 1830. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, picratii (în principal potasiu și amoniu) au început să fie folosiți pe scară largă în afacerile militare. Pentru o lungă perioadă de timp, trinitrofenolul în sine a fost folosit ca colorant galben pentru lână și mătase și nu a fost considerat o substanță explozivă; în 1871, un astfel de specialist autorizat precum Abel a susținut că numai picratii au proprietăți explozive, în timp ce trinitrofenolul nu. Cu toate acestea, deja în 1873, Sprengel a arătat capacitatea trinitrofenolului de a detona , iar în 1886, inginerul francez Turpin a descoperit că trinitrofenolul detonează în stare topită sau puternic comprimată și l-a propus pentru echiparea muniției. Acest lucru a dat naștere la utilizarea pe scară largă a trinitrofenolului ca exploziv puternic puternic.
Prima producție de obuze de artilerie de explozie cu trinitrofenol topit a fost stabilită în Franța, apoi în multe alte țări. În Imperiul Rus, producția de trinitrofenol a început în 1894. În Imperiul Rus, numele francez pentru această substanță „melinită” a fost adoptat în afacerile militare. Ofițerul de artilerie S.V. Panpushko a dezvoltat muniție pentru arme grele și de câmp. În timpul tragerii de probă, două tunuri ușoare de câmp de 87 mm au explodat cu victime. La 28 noiembrie 1891, în timpul exploziei unei bombe experimentale echipate cu melinită, S. Panpushko însuși și doi dintre asistenții săi au murit, care încărcau cu el încărcătura fatală, care a încetinit dezvoltarea de noi arme în Rusia.
În timpul războiului ruso-japonez din 1904-1905, armata japoneză a folosit la scară largă obuze de shimose pentru tunuri de câmp și de munte de 75 mm, în care o încărcătură de aproximativ 0,8 kg de trinitrofenol a fost turnată într-un mod special din topirea în forma unei mase cu granulație fină. În același război, Japonia a folosit pentru prima dată obuze de artilerie navală de calibru mare (până la 12 inci) cu o masă de încărcare cu trinitrofenol de până la 41 kg, care nu au putut pătrunde protecția blindajului , dar au cauzat daune semnificative punților și au arătat eficienta buna. Războiul ruso-japonez a fost apoteoza utilizării trinitrofenolului.
Activitatea ridicată a explozivilor, un număr mare de accidente (un număr mare de explozii de obuze în butoaie și mulți atribuie explozia cuirasatului Mikasa capriciului „shimosei”) i-au forțat pe chimiști din multe țări să caute o alternativă. Acesta a fost trinitrotoluen .
Importanța militară a trinitrofenolului a rămas până în al Doilea Război Mondial , cu toate acestea, a fost folosit din ce în ce mai puțin. Deja în Primul Război Mondial , utilizarea sa a fost limitată. În prezent, atractivitatea sa datorită corozivității și sensibilității crescute în comparație cu TNT este scăzută. În același timp, ușurința relativă a producției artizanale și eficiența explozivă ridicată a trinitrofenolului au atras și continuă să atragă atenția teroriștilor .
Din toamna anului 1944, industria germană , având în vedere situația dificilă de pe fronturi, a abandonat producția industrială de trinitrotoluen în favoarea trinitrofenolului (A. B. Shirokorad, Zeul Războiului celui de-al treilea Reich). Din acest motiv, muniția germană stocată și neexplodată reprezintă un pericol sporit pentru motoarele de căutare.
Trinitrofenolul pur este o substanță solidă sub formă de cristale lamelare sau prismatice [6] [7] , incoloră până la galben, densitate 1813 kg/m³, punct de topire 122,5 °C.
Sistemul cristalin este bipiramidal ortorombic.
Presiunea vaporilor la 195 ° C - 2 mm Hg. Art., la 255°C - 50 mm Hg. Artă. Densitatea topiturii la 124 °C 1589 kg/m³, la 170 °C 1513 kg/m³. Densitatea gravimetrică (vrac) a pulberii este de 900-1000 kg/m³.
Pulberea este bine presată, mai ales când este încălzită. La o presiune de presare de 4500 kg/cm², densitatea este de 1740 kg/m³, totuși, din motive practice de siguranță, pulberea este presată la presiuni de până la 2000 kg/cm², rezultând o densitate care nu depășește 1630 kg/m³. Cu răcirea lentă a topiturii, se poate obține o substanță solidă cu o densitate de 1580–1610 kg/m³. Cu cât sunt mai puține impurități, cu atât densitatea trinitrofenolului topit este mai mare.
Este ușor solubil în apă rece , aproximativ 1,1% la +15 °C. În apa fierbinte, solubilitatea crește semnificativ la 6,5% la 100°C. Conform altor date, la +20 °C se dizolvă 1,14%, la +60 °C - 2,94% și la 100 °C - 9,14%. O soluție apoasă de trinitrofenol are o culoare galben intens datorită prezenței anionului . O moleculă neionizată în soluții anhidre nu are culoare (de exemplu, în eter de petrol ). În prezența acizilor puternici, soluția nu are, de asemenea, culoare, această proprietate permite utilizarea trinitrofenolului ca indicator acido-bazic .
În alcool etilic și dietil eter , solubilitatea este relativ mare. În 100 g de alcool la +20 °C, se dizolvă 6,23 g de acid picric, iar la punctul de fierbere, 66,2 g. La +13 °C, 10,8 g de acid picric se dizolvă în 1 litru de eter anhidru; cu un conținut de eter de 0,8% apă, 36,8 g se dizolvă, iar cu un conținut de 1% apă, 40 g.
Se dizolvă în alcool metilic , glicerină , cloroform , disulfură de carbon , acetonă și mai ales bine în benzen . În 100 g de benzen, 3,7 g se dizolvă la +5 °C, 7,29 g la +15 °C, 9,55 g la +20 °C și 96,77 g la +75 °C.
În amestecurile de acid sulfuric și apă, solubilitatea crește semnificativ la o concentrație de acid peste 70% și cu creșterea temperaturii. La +18 °C solubilitatea în acid sulfuric anhidru este de 10,1 g/100 ml acid, iar la +80 °C este de 25,8 g/100 ml acid. Când o soluție este diluată în acid sulfuric, trinitrofenolul precipită .
Trinitrofenolul formează amestecuri eutectice cu multe substanțe, care a fost utilizat pe scară largă la echiparea muniției, deoarece punctul de topire al trinitrofenolului pur 122,5 ° C creează dificultăți tehnologice semnificative. Cele mai atractive din punct de vedere practic sunt amestecurile cu alți compuși nitro:
Trinitrofenolul este un acid destul de puternic capabil de reacții de schimb cu formarea de săruri metalice ( picrati ). Cele mai frecvente sunt:
Toți picratii sunt substanțe cristaline solide cu o sensibilitate semnificativ mai mare decât trinitrofenolul. Acest lucru necesită o atenție specială pentru utilizarea metalelor și contaminarea cu metale în producția sa. Formarea directă a picraților în acid sulfuric nu are loc, principalul pericol îl reprezintă impuritățile din apa de spălare și materialele cu care intră în contact trinitrofenolul purificat. Datorită sensibilității crescute a picratelor, la fabricarea muniției sunt necesare măsuri speciale pentru izolarea încărcăturii de carcasa metalică.
Index | La o densitate de 1,76 g/cm³ | La o densitate de 1,00 g/cm³ |
---|---|---|
Compoziția produselor exploziei | ||
CO2 _ | 2.661 | 1.310 |
CO | 0,179 | 2.970 |
H2O ( g) | 1.499 | 1.409 |
N 2 | 1.500 | 1.496 |
C (TV) | 3.160 | 1.713 |
H2 _ | - | 0,065 |
NH3 _ | - | 0,008 |
CH 4 | - | 0,006 |
Viteza de detonare , m/s | 7680 | 5545 |
Presiune de detonare , kbar | 265 | 88 |
Căldura de explozie , kcal/g | 1.27 | 1.02 |
Volumul produselor de explozie, cm³/g | 0,423 | 0,714 |
Densitate, g/cm³ | Viteza de detonare, m/s |
---|---|
0,97 | 4965 |
1.32 | 6190 |
1.41 | 6510 |
1,62 | 7200 |
1,70 | 7480 |
Dependența vitezei de detonare D de densitatea ρ este descrisă destul de precis de ecuația Cook:
D[m/s] = 5255 + 3045 (ρ[g/cm³] - 1).
Dimensiunea granulației, mm | Densitate, g/cm³ | Diametru critic, mm |
---|---|---|
0,1—0,75 | 0,95 | 9,0 |
mai mic de 0,1 | 0,95 | 5.5 |
0,01—0,05 | 0,8 | 2.1—2.3 |
0,05—0,07 | 0,7 | 3,6—3,7 |
Temperatura, °C | Întârziere înainte de explozie, sec. |
---|---|
350 | 1.5 |
315 | 5.5 |
277 | 26.3 |
267 | 50.3 |
260 | nu detonează |
Detonează dintr-un capac de explozie . Susceptibilitatea scade odată cu creșterea densității trinitrofenolului presat și este chiar mai mică pentru trinitrofenolul topit:
Când este încălzit în diferite condiții:
Trinitrofenolul poate fi obținut prin nitrarea directă a fenolului în acid azotic concentrat:
În acest caz, există o încălzire puternică, care duce la distrugerea și rășinificarea fenolului, formarea diferitelor produse secundare. Randamentul de trinitrofenol este scăzut, în proces are loc o diluție semnificativă a acidului. Cu toate acestea, această metodă a fost cea principală în perioada de dinainte și în timpul primului război mondial. Procesul s-a desfășurat în vase ceramice și de obicei fără agitare, deoarece soluțiile acide corodează metalele și contaminau produsul finit cu picrati. Controlul temperaturii a fost, de asemenea, dificil. Pentru a depăși dezavantajele acestei metode, alte metode au fost dezvoltate și au fost utilizate în producție.
Din acidul anisic conținut în anason , fenicul și o serie de alte uleiuri esențiale, anisolul este izolat prin distilare (uleiuri de Gaultheria procumbens, adică ester metilic salicilic [8] ). Mai departe,
Fenolul este puternic oxidat (cu un amestec de nitrare), deci este mai întâi sulfonat și apoi nitrat cu acid azotic când este încălzit. Aceasta este urmată de ipso-substituția electrofilă a grupării sulfo pentru gruparea nitro.
In acest fel, trinitrofenolul se obtine din fenol prin tratare succesiva cu acizi sulfuric si azotic. În prima etapă, fenolul este sulfonat în acizi mono și disulfonici, în a doua etapă, acizii sfenol sulfonici sunt nitrați cu eliminarea grupărilor sulfo și formarea trinitrofenolului:
Procesul s-a desfășurat și în vase ceramice, etapele s-au desfășurat secvenţial. În comparație cu nitrarea directă, această metodă are atât avantaje (pericol mai mic, absența produselor de descompunere a fenolului, randament mai mare) cât și dezavantaje (consum semnificativ mai mare de acizi). Această metodă are multe varietăți tehnologice care pot fi combinate în două grupuri:
Procesul se desfășoară în mai multe etape, unele s-au dovedit a fi destul de dificil de fabricat, iar metoda a fost elaborată mult timp și s-a răspândit în timpul și după primul război mondial.
1. Clorarea benzenului în monoclorobenzen :
.2. Nitrarea monoclorobenzenului în dinitroclorobenzen cu un amestec de acizi sulfuric și acizi azotic:
.3. Tratamentul dinitroclorobenzenului cu sodă caustică (hidroxid de sodiu) pentru a obține dinitrofenolat de sodiu :
.4. Saponificarea dinitrofenolatului de sodiu cu acid sulfuric pentru a obține dinitrofenol:
.5. Obținerea trinitrofenolului prin prelucrarea dinitrofenolului cu un amestec de acizi sulfuric și acizi azotic:
.Randamentul practic de trinitrofenol este de 1,6 tone la 1 tonă de benzen (54% din cel teoretic). Dezavantajul acestei metode este risipa mare de soluții de acid clorhidric.
Se recomandă depozitarea în apă, deoarece trinitrofenolul este sensibil la șocuri și frecare. Acidul picric este deosebit de periculos deoarece este volatil și se sublimează încet chiar și la temperatura camerei. În timp, acumularea de picrati pe suprafețele metalice expuse poate prezenta un pericol de explozie.
Trinitrofenolul are un gust foarte amar . Praful irită tractul respirator. Inhalarea prelungită și contactul cu membranele mucoase și pielea duc la afectarea rinichilor , afecțiuni ale pielii . Membranele mucoase ale ochilor capătă o culoare galbenă caracteristică.
![]() |
|
---|---|
În cataloagele bibliografice |