Điều chế Trinitrotoluen

Điều chế trinitrotoluen

Điều kiện phản ứng xảy ra 

Nhiệt độ, xúc tác H₂SO₄ đặc

Thuốc nổ TNT (2,4,6- trinitrotoluen) được điều chế bằng phản ứng của toluen với hỗn hợp gồm HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc, trong điều kiện đun nóng.

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về Trinitrotoluen- thuốc nổ TNT nhé.

1. Lịch sử của thuốc nổ TNT

Thuốc nổ TNT (còn gọi là TNT, tôlit, hay trinitrotoluen) là một hợp chất hóa học có công thức C₆H₂(NO₂)₃CH₃, danh pháp IUPAC: 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzen.

TNT được điều chế lần đầu tiên bởi nhà hóa học người Đức Joseph Wilband và được sử dụng như chất nhuộm màu vàng. Sức mạnh tiềm ẩn của nó như một loại thuốc nổ không được đánh giá đúng mức suốt nhiều năm liền vì khó bị kích nổ và yếu hơn một số chất khác. TNT có thể đổ vào vỏ pháo khi đang ở dạng lỏng mà vẫn an toàn, và vì tính kém nhạy của nó, sắc lệnh thuốc nổ Anh năm 1875 không xem nó như một loại thuốc nổ đối với mục đích sản xuất và lưu trữ.

2. Tính chất hóa học của thuốc nổ TNT

Còn gọi là TNT (trinitrotoluen) công thức hóa học CH₃C₆H₂(NO₂)₃.

Thuốc nổ ở dạng hóa hợp, tinh thể cứng màu vàng nhạt, tiếp xúc với ánh sáng ngả màu nâu, vị đắng, khó tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ (cồn, ête, benzen, axeton), khói độc.

Tính năng: an toàn khi va đập, cọ xát, đạn súng trường bắn xuyên qua không nổ, tốc độ nổ 7.000 m/s. Đốt khó cháy, ở nhiệt độ 81 °C thì chảy, 310  °C thì cháy, khi cháy có ngọn lửa đỏ, khói đen, mùi nhựa thông và không nổ, nếu cháy ở nơi kín có thể cháy nổ. Rất ít hút ẩm, thuốc đúc hầu như không hút ẩm, thuốc đúc và ép có thể dùng dưới nước, thuốc bột dễ ngấm nước, khi bị ẩm dù phơi khô vẫn nổ. Không tác dụng với kim loại. Gây nổ bằng kíp số 8.

Công dụng: dùng rộng rãi trong phá các vật thể (đất, đá, gỗ...) làm thuốc nổ chính trong bom, mìn, đạn pháo, lựu đạn,...Trộn với thuốc nổ khác làm dây nổ.

3. Khác biệt với dynamite

Có một sự hiểu nhầm rất phổ biến rằng TNT và dynamite là một, hay dynamite có chứa TNT. Thực ra, trong khi TNT là một hợp chất hóa học riêng biệt, dynamite là một hỗn hợp của chất thấm hút và nitroglycerin được nén vào một ống hình trụ được gói lại bằng giấy.

4. Hoạt động

TNT-13 có độ nhạy tương đối thấp với tất cả các dạng xung lượng kích thích, năng lượng nổ khá cao nên được sử dụng rộng rãi. TNT được nén thành bánh, thỏi để dễ sử dụng hoặc ở dạng cốm buộc thành bộc phá.

5. Ứng dụng

TNT-13 được sử dụng ở dạng nguyên chất để nhồi vào các loại đầu đạn pháo, cối, phản lực, bom mìn, ngư lôi, thủy lôi. Hỗn hợp với các chất khác như: Hexogen, PenTrit, amoninitrat để chế tạo thuốc nổ hỗn hợp có sức công phá lớn.

TNT là một trong những chất nổ thông dụng nhất cho các ứng dụng của quân đội và công nghiệp. Giá trị của nó nằm ở chỗ không nhạy với rung lắc và ma sát, vì thế giảm thiểu nguy cơ nổ ngoài ý muốn. TNT nóng chảy ở 80°C (180 °F), thấp hơn nhiều so với nhiệt độ mà nó tự phát nổ, nhờ đó nó có thể được trộn chung một cách an toàn với các chất nổ khác. TNT không hút nước hay hòa tan trong nước nên có thể sử dụng rất hiệu quả trong môi trường bị ẩm ướt. Hơn nữa, nó tương đối bền khi so sánh với các chất nổ mạnh khác.

TNT là thuốc nổ có nhiều ưu điểm như: độ ổn định cao, độ nhạy với tác dụng cơ học thấp, năng lượng nổ khá cao nên được sử dụng rất rộng rãi. Tôlít được sử dụng ở dạng nguyên chất để nhồi vào đầu đạn pháo, súng cối, phản lực, bom, mìn, lựu đạn, ngư lôi, thủy lôi… TNT được nén thành bánh, thỏi có khối lượng nhất định để dễ sử dụng (ví dụ: bánh 200 gam, 400 gam …) hoặc ở dạng cốm để gói buộc thành lượng nổ bộc phá trong kỹ thuật công binh và trong các ngành công nghiệp như: khai thác mỏ, giao thông vận tải… TNT được hỗn hợp với các chất khác như: RDX, PETN, {\displaystyle {\ce {NH₄NO₃}}} để chế tạo thuốc nổ hỗn hợp nhồi vào một số loại đạn có sức công phá lớn.

Các thuốc nổ khác có thành phần chính của TNT

+ Amatol

+ Baratol

+ Comp-B (Composition B)

+ Octol

+ Pentolite

+ Torpex

+ Tritonal

6. Tính độc hại của thuốc nổ TNT

- TNT độc hại với con người và khi tiếp xúc với da có thể làm da bị kích thích làm cho da chuyển sang màu vàng.

- Những người làm việc, tiếp xúc nhiều với TNT sẽ dễ bị bệnh thiếu máu và dễ bị bệnh về phổi. Những ảnh hưởng về phổi và máu và những ảnh hưởng khác sẽ phát triển dần và tác động vào hệ thống miễn dịch, nó cũng được phát hiện thấy ở những động vật đã ăn hay hít thở phải TNT. Có các bằng chứng về sự ảnh hưởng bất lợi của TNT đối với khả năng sinh sản của đàn ông, đồng thời TNT cũng được ghi vào danh sách các chất có khả năng gây ung thư cho con người. Việc ảnh hưởng của TNT làm nước tiểu có màu đen.

- Một số khu đất thử nghiệm của quân đội đã bị nhiễm TNT. Nước thải từ vũ khí, bao gồm nước mặt và nước ngầm, có thể chuyển thành màu tím bởi sự hiện diện của TNT. Những sự ô nhiễm như vậy, gọi là "nước tím", có thể rất khó khăn và tốn kém để xử lý.