Википедија

Trinitrotoluen

Za drugu upotrebu, pogledajte članak TNT.
„Trilit” preusmerava ovde. Za druge upotrebe, pogledajte Trilit (građevina)

Trinitrotoluen poznatiji kao TNT, tačnije 2,4,6-trinitrotoluen, i po njegovom preferiranom IUPAC-u naziv 2-metil-1,3,5-trinitrobenzen, je hemijska supstanca sa formulom C6H2(NO2)3CH3. [4][5] TNT se povremeno koristi kao reagens u hemijskoj sintezi, ali je najpoznatiji kao eksplozivni materijal sa pogodnim osobinama za rukovanje. Eksplozivni prinos TNT-a smatra se standardnom uporednom konvencijom bombi i udara asteroida. U hemiji, TNT se koristi za stvaranje soli za prenos naelektrisanja.

Trinitrotoluen
Nazivi
IUPAC naziv
2-metil-1,3,5-trinitrobenzen
Drugi nazivi
2,4,6-Trinitrotoluen,
TNT, Trilit, Tolit, Trinol, Trotil, Tritolo, Tritolol, Triton, Trotol, Trinitrotoluol,
2,4,6-Trinitrometilbenzen
Identifikacija
3D model (Jmol)
Abrevijacija TNT
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.003.900
EC broj 204-289-6
KEGG[1]
UNII
UN broj 0209 – Dry or wetted with < 30% water
0388, 0389 – Mixtures with trinitrobenzene, hexanitrostilbene
  • InChI=1S/C7H5N3O6/c1-4-2-3-5(8(11)12)7(10(15)16)6(4)9(13)14/h2-3H,1H3 DaY
    Ključ: FPKOPBFLPLFWAD-UHFFFAOYSA-N DaY
  • InChI=1/C7H5N3O6/c1-4-2-3-5(8(11)12)7(10(15)16)6(4)9(13)14/h2-3H,1H3
    Ključ: FPKOPBFLPLFWAD-UHFFFAOYAR
  • O=[N+]([O-])c1c(c(ccc1C)[N+]([O-])=O)[N+]([O-])=O
Svojstva
C7H5N3O6
Molarna masa 227,13 g/mol
Agregatno stanje bledožut.
Gustina 1,654 g/cm3
Tačka topljenja 80.35 °C
Tačka ključanja 295 °C
0.13 g/L (20 °C)
Rastvorljivost u etar, aceton, benzen, piridin rastvoran je
Eksplozivnost
Osetljivost na šok Neosetljiv
Osetljivost na trenje Neosetljiv do 353 N
RE faktor 1.00
Opasnosti
Eksploziv (E)
Toksičan (T)
Opasan po životnu sredinu (N)
R-oznake R2, R23/24/25, R33, R51/53
S-oznake (S1/2), S35, S45, S61
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondFlammability code 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g., propaneHealth code 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g., chloroformReactivity code 4: Readily capable of detonation or explosive decomposition at normal temperatures and pressures. E.g., nitroglycerinSpecial hazards (white): no code
4
2
4
Srodna jedinjenja
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25°C [77°F], 100 kPa).
DaY verifikuj (šta je DaYNeN ?)
Reference infokutije

Ovo jedinjenje je prvi pripremio 1863. godine nemački naučnik Julijus Vilbrand (nem. Julius Bernhard Friedrich Adolph Wilbrand), pokušavajući da dobije sredstvo za bojenje, a dvadeset godina kasnije otkriveno je da se radi o veoma jakom eksplozivu.[6]

Istorija uredi

TNT je prvi put pripremio nemački hemičar Julius Vilbrand 1863. [7] i prvobitno je korišćen kao žuta boja. Njegov potencijal kao eksploziva nije prepoznat tri decenije, uglavnom zato što je bilo preteško ga detonirati jer je bio manje osetljiv od alternativa. Njegove eksplozivne karakteristike prvi je otkrio 1891. drugi nemački hemičar, Karl Hoserman. [8] TNT se može bezbedno sipati u tečnom stanju u čaure, i toliko je neosetljiv da je 1910. izuzet iz Zakona o eksplozivima Ujedinjenog Kraljevstva iz 1875. i nije se smatrao eksplozivom za potrebe proizvodnje i skladištenja. [9]

Nemačke oružane snage su ga usvojile kao punjenje za artiljerijske granate 1902. Granate za probijanje oklopa punjene TNT-om bi eksplodirale nakon što bi prodrle u oklop britanskih kapitalnih brodova, dok su britanske granate punjene liditom imale tendenciju da eksplodiraju pri udaru o oklop, tako trošeći veliki deo svoje energije van broda. [9] Britanci su počeli da zamenjuju Lidit sa TNT-om 1907. [10]

Mornarica Sjedinjenih Američkih Država nastavila je da puni oklopne granate eksplozivom D nakon što su neke druge nacije prešle na TNT, ali je počela da puni pomorske mine, bombe, dubinske bombe i bojeve glave torpeda eksplozivnim punjenjem sirovog TNT-a klase B boje smeđeg šećera, i zahteva eksplozivno pojačano punjenje od granulisanog kristalizovanog TNT-a za detonaciju. Eksplozivne granate bile su punjene TNT-om razreda A, koji je postao poželjniji za druge upotrebe pošto je industrijski hemijski kapacitet postao dostupan za uklanjanje ksilena i sličnih ugljovodonika iz sirovine toluena i drugih nusproizvoda izomera nitrotoluena iz reakcija nitriranja. [11]

  •  
    Komadi TNT-a za eksplozive
  •  
    Trinitrotoluen koji se topi na 81 °C (178 °F)
  •  
    Artiljerijske granate M795 sa ugrađenim upaljačima, označene da označavaju punjenje TNT-a
  •  
    M107 artiljerijske granate. Svi su označeni tako da označavaju punjenje "komp B" (mešavina TNT-a i RDH-a) i imaju ugrađene osigurače
  •  
    Grupa minobacačkih granata M120 Rak. Tamnozelene čaure sa leve strane su ucrtane da ukazuju na punjenje TNT-a
  •  
    Analiza proizvodnje TNT-a po ograncima nemačkih oružanih snaga između 1941. i prvog kvartala 1944. godine, prikazana u hiljadama tona mesečno
  •  
    Detonacija TNT eksplozivnog punjenja od 500 tona kao deo operacije Mornarski šešir 1965. Prolazni talas eksplozije ostavio je belu vodenu površinu iza sebe i beli kondenzacioni oblak je vidljiv iznad glave.

Proizvodnja uredi

U industriji, TNT se proizvodi u procesu od tri koraka. Prvo, toluen se nitrira mešavinom sumporne i azotne kiseline da bi se dobio mononitrotoluen (MNT). MNT se odvaja i zatim renitira u dinitrotoluen (DNT). U poslednjem koraku, DNT se nitrira u trinitrotoluen (TNT) korišćenjem anhidrovane mešavine azotne kiseline i oleuma. Azotna kiselina se troši u procesu proizvodnje, ali razblažena sumporna kiselina se može ponovo koncentrisati i ponovo koristiti. Nakon nitriranja, TNT se stabilizuje procesom koji se naziva sulfitacija, gde se sirovi TNT tretira vodenim rastvorom natrijum sulfita rastvor za uklanjanje manje stabilnih izomera TNT-a i drugih neželjenih proizvoda reakcije. Voda za ispiranje od sulfitacije poznata je kao crvena voda i predstavlja značajan zagađivač i otpadni proizvod proizvodnje TNT-a. [12]

Kontrola azotnih oksida u azotnoj kiselini hrane je veoma važna jer slobodni azot-dioksid može dovesti do oksidacije metil grupe toluena. Ova reakcija je veoma egzotermna i nosi sa sobom rizik od nestalne reakcije koja vodi do eksplozije.

U laboratoriji, 2,4,6-trinitrotoluen se proizvodi postupkom u dva koraka. Mešavina za nitriranje koncentrovane azotne i sumporne kiseline se koristi za nitriranje toluena u smešu izomera mono - i di-nitrotoluena, uz pažljivo hlađenje da bi se održala temperatura. Nitrovani tolueni su zatim odvojeni, isprani razblaženim natrijum bikarbonatom da bi se uklonili oksidi azota, a zatim pažljivo nitrovani mešavinom dimeće azotne i sumporne kiseline.

Aplikacije uredi

TNT je jedan od najčešće korišćenih eksploziva za vojne, industrijske i rudarske primene. TNT je korišćen zajedno sa hidrauličkim frakturisanjem (popularno poznatim kao fracking), procesom koji se koristi za dobijanje nafte i gasa iz škriljca. Tehnika uključuje izmeštanje i detonaciju nitroglicerina u hidraulički izazvanim lomovima praćenim udarima iz bušotine korišćenjem peletizovanog TNT-a. [13]

TNT je cenjen delom zbog svoje neosetljivosti na udarce i trenje, sa smanjenim rizikom od slučajne detonacije u poređenju sa osetljivijim eksplozivima kao što je nitroglicerin. TNT se topi na 80 °C (176 °F), daleko ispod temperature na kojoj će spontano detonirati, omogućavajući mu da se sipa ili bezbedno kombinuje sa drugim eksplozivima. TNT niti apsorbuje niti se rastvara u vodi, što mu omogućava da se efikasno koristi u vlažnim sredinama. Da bi detonirao, TNT mora biti pokrenut talasom pritiska iz startnog eksploziva, koji se zove pojačivač eksploziva. [14]

Iako su blokovi TNT-a dostupni u različitim veličinama (npr. 250 g, 500 g, 1000 g), češće se susreću u sinergističkim eksplozivnim mešavinama koje sadrže promenljivi procenat TNT-a i drugih sastojaka. Primeri eksplozivnih mešavina koje sadrže TNT uključuju:

Osobine uredi

Žute je boje i poznata je kao eksploziv. Koristi se i kao jedinica za merenje jačine eksplozija (nuklearnih, konvencionalnih,...).

TNT je najrasprostranjeniji i najvažniji vojni eksploziv zbog svojih osobina; jer je brizantni ekcploziv, lako se lije, presuje i čuva, stabilan je i može dugo da se skladišti. Primenjuje se u skoro svim tipovima artiljerijske municije. Samostalno u trenutnim granatama i pomešan sa heksogenom u odnosu 60:40% u protivoklopnim kumulativnim granatama.

Osnovne karakteristike eksploziva uredi

Evo neke od osnovnih karakteristika TNT eksploziva:

Eksplozivna svojstva TNT-a [21]
Godina pronalaska 1863
Energija detonacije 3,9 MJ/kg
Trauzelov test 300 cm³/10 g
Maksimalni pritisak detonacije 22,3 GPa
Brzina detonacije (Vdet) 6,9 km/s
Gustina koja odgovara Vdet 1,57 g/cm³
Temperatura detonacije[22] 470 °C
Osetljivost na udar malo
Zapremina gasovitih proizvoda 700 dm³/kg
Temperatura tokom detonacije ~3.100 °C (5.610 °F)
Energija eksplozije 4.100–4.220 kJ / kg, tj. 980–1010  kcal/kg (bez sekundarne oksidacije čađi)
Specifična toplota sagorevanja 4.184 MJ/kg
Detonacioni pritisak Pcj: 190-220 kbar prema proračunskoj ili eksperimentalnoj metodi, obično na donjoj granici opsega.

Hemijska reakcija uredi

Zbog brzog raspada i egzotermijske reakcije (hemijska reakcija u kojoj se proizvodi energija), reakcija je eksplozivna, što je posledica brzog porasta vazdušnog pritiska.

2 C7H5N3O6 → 3 N2 + 5 H2O + 7 CO + 7 C

Eksplozivni karakter uredi

Nakon detonacije, TNT podleže razgradnji koja je ekvivalentna reakciji:

2 C7H5N3O6 → 3 N2+ 5H2O_+ 7 CO + 7 C

a naročito:

2 C7H5N3O6 → 3 N2 + 5 H2 + 12 CO + 2 C

ili

2 C7H5N3O6 → 3 N2+H2+ 4H2C2 _ _+ 6CO2
C7H5N3O6 → 3 HCN + H2O + 3 CO + CO2
C7H5N3O6 → HCN + (CN)2 + 2 H2O + 4 CO
2 C7H5N3O6 → 6 NO + 5 H2C2 + 2 CO + 2 CO2
2 C7H5N3O6 → 6 HCNO + 2 H2C2 + 2 CO + 2 CO2

plus neke od reakcija

H
2 + CO → H
2O + C

i

2 CO → CO
2 + C.

Reakcija je egzotermna, ali ima visoku energiju aktivacije u gasnoj fazi (~62 kcal/mol). Kondenzovane faze (čvrste ili tečne) pokazuju značajno nižu energiju aktivacije od otprilike 35 kcal/mol zbog jedinstvenih bimolekularnih puteva razlaganja pri povišenim gustinama. [23] Zbog proizvodnje ugljenika, eksplozije TNT-a imaju čađav izgled. Pošto TNT ima višak ugljenika, eksplozivne smeše sa jedinjenjima bogatim kiseonikom mogu dati više energije po k..lilogramu nego sam TNT. Tokom 20. veka amatol, mešavina TNT-a sa amonijum nitratom, bio je široko korišćen vojni eksploziv.

TNT se može detonirati inicijatorom velike brzine. [24] Dugi niz godina, TNT je bio referentna tačka za figuru neosetljivosti. TNT je imao ocenu tačno 100 na skali „F do I“. Referenca je od tada promenjena u osetljiviji eksploziv koji se zove Heksolit, koji ima F do I ocenu 80.

Pirotehnička svojstva i upotreba uredi

Kao eksploziv, pokazuje izuzetno dobra svojstva – veoma je stabilan i nije mnogo osetljiv na spoljašnje uticaje, a istovremeno ga karakteriše veoma visoka eksplozivnost i snažna eksplozija. Zbog toga je idealna supstanca za pripremu industrijskih i vojnih eksploziva. Često se meša sa drugim eksplozivnim supstancama u različitim razmerama i može se naći pod trgovačkim nazivima Permonit, Permoneks, Karpatit, Amatol koja se koristi u vojsci i mnogi drugi su takođe poznati.

Pošto su njegova eksplozivna svojstva veoma dobro istražena, ekvivalentna količina TNT-a u kilotonima (kt) ili megatonima (Mt) je data da bi se izrazila snaga nuklearne ili termonuklearne eksplozije. Ovo je, naravno, pogrešno, jer količine TNT-a veće od 100 tona mogu da izazovu značajno sekundarno paljenje čađi nastale nakon eksplozije, što znači da 100 tona TNT-a ima ekvivalentnu energiju oslobođenu kao 130 tona punjenja.

Kao što je već pomenuto, tipična karakteristika eksplozije TNT-a je formiranje oblaka čađi nakon eksplozije zbog relativno niskog i negativnog balansa kiseonika. Zahvaljujući tome, čak i male količine se ponašaju kao slab termobarični eksploziv, na primer, 200 g TNT-a može imati stvarnu izlaznu energiju od 225 g tokom detonacije (tj. u poređenju sa teoretskom vrednošću od 8,2 MJ, oko 9 MJ energije TNT-a se brzo iznenađujuće generiše u malim količinama udarni talas koji se može uporediti sa Semteks-om, iako bi se naivno očekivalo 20% prednosti Semteks-a (međutim, ovo zavisi od studije i neki pokazuju impulse udarnog talasa koji su u skladu sa nultom brzom oksidacijom čađi).

1 kg TNT-a ima 50% smrtnosti od udarnog talasa na udaljenosti od oko 1,4 m (udaljenost između punjenja i gornje polovine tela, bez obzira na orijentaciju osobe). 4,5 kg ima stopu smrtnosti od oko 99% na udaljenosti od 2,5 m. Međutim, čak i kada se koristi 10 kg, ubojna zona nije veća od oko 4-5 m. Moderne granate od 155 mm sadrže manje od 11 kg TNT-a, minobacačke granate od 60 mm imaju oko 200 g, a proširene ručne bombe oko 100 g. U konvencionalnim bombama, 30-70% energije se koristi za fragmentaciju, a ne za stvaranje talasa pritiska. Zbog toga talas pritiska generalno nije pogodan efikasan mehanizam za odlaganje žive sile, pa je stoga glavna svrha TNT-a da ubrza fragmente.

Energetski sadržaj uredi

Vidi još: TNT ekvivalent
 
Pogled na poprečni presek topovskih čaura Oerlikon kalibra 20 mm (datiraju iz oko  1945.) sa oznakama boja za TNT i pentolitnu ispunu

Toplota detonacije koju koristi NIST da definiše tonu ekvivalenta TNT-a je 1000 cal/g ili 1000 kcal/kg, 4,184 MJ/kg ili 4,184 GJ/ton. [25] Gustina energije TNT se koristi kao referentna tačka za mnoge druge eksplozive, uključujući nuklearno oružje, čiji se energetski sadržaj meri u ekvivalentnim kilotonima (~4,184 teradžula ili 4,184 TJ ili 1,162 GVh) ili megatonima (~4,184 peta džula ili 4.184 PJ ili 1.162 TVh) TNT-a. Međutim, toplota sagorevanja iznosi 14,5 mega džula po kilogramu ili 14,5 MJ/kg ili 4,027 kWh/kg, što zahteva da deo ugljenika u TNT-u reaguje sa atmosferskim kiseonikom, što se ne dešava u početnom događaju. [26]

Poređenja radi, barut sadrži 3 megadžula po kilogramu, dinamit 7,5 megadžula po kilogramu, a benzin 47,2 megadžula po kilogramu (iako je za benzin potreban oksidans, tako da optimizovana mešavina benzina i O 2 sadrži 10,4 megadžula po kilogramu).

Detekcija uredi

Za otkrivanje TNT mogu se koristiti različite metode, uključujući optičke i elektrohemijske senzore i pse koji njuškaju eksploziv. 2013. godine, istraživači sa Indijskog instituta za tehnologiju koji su koristili kvantne klastere plemenitih metala mogli su da otkriju TNT na sub-zeptomolarnom (10−18 mol/m³) nivou. [27]

Cena koštanja TNT-a uredi

Sa 6 dolara po funti, TNT među najjeftinijim je vojnim eksplozivima (varira od 5-100 dolara).

Zbog male snage po masi, nije pogodan za bojeve glave raketa, ali je pogodan za nagazne mine i druge objekte bez ograničenja mase.

Bezbednost i toksičnost uredi

TNT je otrovan, a kontakt sa kožom može izazvati iritaciju kože, uzrokujući da koža dobije jarko žuto-narandžastu boju. Tokom Prvog svetskog rata, žene koje su se bavile ovom hemikalijom otkrile su da im je koža postala jarko žuta, što je dovelo do toga da su dobile nadimak „kanarinke“. [28]

Ljudi izloženi TNT-u tokom dužeg perioda imaju tendenciju da dožive anemiju i abnormalne funkcije jetre. Efekti krvi i jetre, povećanje slezine i drugi štetni efekti na imuni sistem takođe su pronađeni kod životinja koje su unosile ili udisale trinitrotoluen. Postoje dokazi da TNT negativno utiče na plodnost muškaraca. [29] TNT je naveden kao mogući kancerogen za ljude, sa kancerogenim efektima koji su demonstrirani u eksperimentima sa životinjama na pacovima, iako efekti na ljude do sada nisu nikakvi (prema IRIS-u od 15. marta 2000). [30] Potrošnja TNT-a proizvodi crvenu mokraću kroz prisustvo proizvoda razgradnje a ne krvi kako se ponekad veruje. [31]

Neki vojni poligoni su kontaminirani otpadnim vodama iz programa za municiju, uključujući kontaminaciju površinskih i podzemnih voda koje mogu biti obojene u roze boje zbog prisustva TNT-a. Takva kontaminacija, nazvana „ružičasta voda“, može biti teško i skupa za otklanjanje.

TNT je sklon eksudaciji dinitrotoluena i drugih izomera trinitrotoluena kada se projektili koji sadrže TNT čuvaju na višim temperaturama u toplijim klimama. Eksudacija nečistoća dovodi do stvaranja pora i pukotina (što zauzvrat uzrokuje povećanu osetljivost na udarce). Neispravnost osigurača takođe može biti rezultat migracije tečnosti u mehanizam osigurača. [32] Kalcijum silikat se meša sa TNT-om da bi se ublažila sklonost ka eksudaciji. [33]

Ružičasta i crvena voda uredi

Ružičasta voda i crvena voda su dve različite vrste otpadnih voda koje se odnose na trinitrotoluen. [34] Ružičasta voda se proizvodi procesima pranja opreme nakon punjenja municijom ili operacija demilitarizacije, i kao takva je generalno zasićena maksimalnom količinom TNT-a koji će se rastvoriti u vodi (oko 150 delova na milion (ppm).) Međutim, ima neodređeni sastav koji zavisi od tačnog procesa; posebno, može takođe da sadrži ciklotrimetilentrinitramin (RDKS) ako biljka koristi mešavine TNT/RDKS ili HMKS ako se koristi TNT/HMKS. Crvena voda (takođe poznat kao "Sellite vater") se proizvodi tokom procesa koji se koristi za prečišćavanje sirovog TNT-a. Ima složen sastav koji sadrži više desetina aromatičnih jedinjenja, ali glavne komponente su neorganske soli (natrijum-sulfat, natrijum-sulfit, natrijum-nitrit i natrijum-nitrat) i sulfonirani nitroaromati.

Ružičasta voda je zapravo bezbojna u vreme generisanja, dok crvena voda može biti bezbojna ili veoma bledo crvena. Boja nastaje fotolitičkim reakcijama pod uticajem sunčeve svetlosti. Uprkos nazivima, crvena i ružičasta voda nisu nužno različite nijanse; boja zavisi uglavnom od trajanja sunčeve ekspozicije. Ako je dovoljno dugo izložena, "ružičasta" voda će postati tamno smeđa.

Zbog toksičnosti TNT-a, ispuštanje ružičaste vode u životnu sredinu je decenijama zabranjeno u SAD i mnogim drugim zemljama, ali kontaminacija tla može postojati u veoma starim biljkama. Međutim, kontaminacija RDKS-om i tetrilom se obično smatra problematičnijom, pošto TNT ima veoma nisku pokretljivost tla. Crvena voda je znatno toksičnija i kao takva se oduvek smatrala opasnim otpadom. Tradicionalno se odlaže isparavanjem do kraja (pošto toksične komponente nisu isparljive), nakon čega sledi spaljivanje. Mnogo istraživanja je sprovedeno da bi se razvili bolji procesi odlaganja.

Ekološki uticaj uredi

Zbog svoje pogodnosti za izgradnju i rušenje, TNT je postao najrasprostranjeniji eksploziv i stoga je njegova toksičnost najviše okarakterisana i prijavljena. Ostatak TNT-a od proizvodnje, skladištenja i upotrebe može da zagadi vodu, zemljište, atmosferu i biosferu. [35]

Koncentracija TNT-a u kontaminiranom zemljištu može dostići 50 g/kg zemljišta, pri čemu se najveće koncentracije mogu naći na površini ili blizu nje. U septembru 2001. godine, Agencija za zaštitu životne sredine Sjedinjenih Država (USEPA) proglasila je TNT zagađivačem čije je uklanjanje prioritet. [36] USEPA smatra da nivoi TNT-a u zemljištu ne bi trebalo da prelaze 17,2 grama po kilogramu zemlje i 0,01 miligrama po litru vode. [37]

Rastvorljivost u vodi uredi

Rastvaranje je mera brzine kojom se čvrsti TNT u kontaktu sa vodom rastvara. Relativno niska rastvorljivost TNT-a u vodi dovodi do toga da se čvrste čestice neprekidno ispuštaju u okolinu tokom dužih vremenskih perioda. [38] Studije su pokazale da se TNT sporije rastvara u slanoj vodi nego u slatkoj vodi. Međutim, kada se salinitet promeni, TNT se rastvara istom brzinom. [39] Pošto je TNT umereno rastvorljiv u vodi, može da migrira kroz podzemno zemljište i da izazove kontaminaciju podzemnih voda. [40]

Adsorpcija tla uredi

Adsorpcija je mera distribucije između rastvorljivih i sedimentnih adsorbovanih zagađivača nakon postizanja ravnoteže. Poznato je da se TNT i njegovi produkti transformacije adsorbuju na površinsko zemljište i sedimente, gde prolaze kroz reaktivnu transformaciju ili ostaju uskladišteni. [41] Kretanje ili organskih zagađivača kroz zemljište je funkcija njihove sposobnosti da se povezuju sa mobilnom fazom (voda) i stacionarnom fazom (zemljište). Materijali koji se snažno povezuju sa zemljištem kreću se polako kroz tlo. Konstanta asocijacije za TNT sa zemljom je 2,7 do 11 L/kg zemljišta. [42] To znači da TNT ima tendenciju od jedne do desetorostruke da prianja na čestice tla nego kada se unese u tlo. [38] Vodonička veza ijonska razmena su dva predložena mehanizma adsorpcije između nitro funkcionalnih grupa i koloida zemljišta.

Broj funkcionalnih grupa na TNT-u utiče na sposobnost adsorbovanja u zemljište. Pokazalo se da se vrednosti koeficijenta adsorpcije povećavaju sa povećanjem broja amino grupa. Tako je adsorpcija produkta raspadanja TNT-a 2,4-diamino-6-nitrotoluena (2,4-DANT) bila veća od one za 4-amino-2,6-dinitrotoluen (4-ADNT), koja je bila veća od one za TNT. [38] Niži koeficijenti adsorpcije za 2,6-DNT u poređenju sa 2,4-DNT mogu se pripisati steričnoj smetnji NO2 grupe u orto položaju.

Istraživanja su pokazala da u slatkovodnim sredinama, sa visokim sadržajem Ca2+, adsorpcija TNT-a i njegovih proizvoda transformacije u zemljištu i sedimentima može biti niža nego što je primećeno u slanoj sredini, u kojoj dominiraju K+ i Na+. Stoga, kada se razmatra adsorpcija TNT-a, vrsta zemljišta ili sedimenta i jonski sastav i snaga podzemne vode su važni faktori. [43]

Određene su asocijacijske konstante za TNT i njegove produkte razgradnje sa glinama. Minerali gline imaju značajan uticaj na adsorpciju energetskih jedinjenja. Svojstva zemljišta, kao što su sadržaj organskog ugljenika i kapacitet izmene katjona, imaju značajan uticaj na koeficijente adsorpcije.

Dodatne studije su pokazale da je mobilnost proizvoda razgradnje TNT-a verovatno niža „od TNT-a u podzemnim sredinama gde specifična adsorpcija na minerale gline dominira procesom sorpcije“. [43] Dakle, pokretljivost TNT-a i njegovih proizvoda transformacije zavise od karakteristika sorbenta. [43] Mobilnost TNT-a u podzemnim vodama i zemljištu je ekstrapolirana iz „modela izoterme sorpcije i desorpcije utvrđenih sa huminskim kiselinama, u sedimentima vodonosnika i zemljištu“. [43] Na osnovu ovih modela, predviđa se da TNT ima nisku retenciju i da se lako prenosi u okolinu. [36]

U poređenju sa drugim eksplozivima, TNT ima veću asocijacijsku konstantu sa zemljom, što znači da se više prijanja sa zemljom nego sa vodom. Nasuprot tome, drugi eksplozivi, kao što su RDKS i HMKS sa niskim asocijacijskim konstantama (u rasponu od 0,06 do 7,3 L/kg, odnosno 0 do 1,6 L/kg) mogu se brže kretati u vodi. [38]

Hemijski raspad uredi

TNT je reaktivan molekul i posebno je sklon da reaguje sa smanjenim komponentama sedimenata ili fotodegradaciji u prisustvu sunčeve svetlosti. TNT je termodinamički i kinetički sposoban da reaguje sa velikim brojem komponenti mnogih ekoloških sistema. Ovo uključuje potpuno abiotičke reaktante, kao što su vodonik-sulfid, Fe2+, ili mikrobne zajednice, i oksidne i anoksične i fotohemijske degradacije.

Pokazalo se da tla sa visokim sadržajem gline ili male veličine čestica i visokim sadržajem ukupnog organskog ugljenika podstiču transformaciju TNT-a. Moguće transformacije TNT-a uključuju redukciju jednog, dva ili tri nitro-ostatka u amine i kuplovanje proizvoda amino transformacije da bi se formirali dimeri. Formiranje dva produkta monoamino transformacije, 2-ADNT i 4-ADNT, je energetski favorizovano, pa se stoga primećuje u kontaminiranom zemljištu i podzemnim vodama. Diamino proizvodi su energetski manje povoljni, a još manje verovatni su triamino proizvodi.

Transformacija TNT-a je značajno pojačana u anaerobnim uslovima, kao iu visoko redukcionim uslovima. Transformacije TNT-a u zemljištu mogu se desiti i biološki i abiotički. [43]

Fotoliza je glavni proces koji utiče na transformaciju energetskih jedinjenja. Promena molekula u fotolizi nastaje direktnom apsorpcijom svetlosne energije ili prenosom energije iz fotosenzibilizovanog jedinjenja. Fototransformacija TNT-a „rezultuje formiranjem nitrobenzena, benzaldehida, azodikarboksilnih kiselina i nitrofenola, kao rezultat oksidacije metil grupa, redukcije nitro grupa i formiranja dimera“. [38]

Dokazi o fotolizi TNT-a su viđeni zbog promene boje otpadnih voda koje sadrže TNT u roze kada su izložene sunčevoj svetlosti. Fotoliza je brža u rečnoj vodi nego u destilovanoj vodi. Na kraju krajeva, fotoliza utiče na sudbinu TNT-a prvenstveno u vodenoj sredini, ali takođe može uticati na sudbinu TNT-a u zemljištu kada je površina tla izložena sunčevoj svetlosti. [43]

Biorazgradnja uredi

Ligninolitička fiziološka faza i sistem mangan peroksidaze gljiva mogu izazvati vrlo ograničenu količinu mineralizacije TNT-a u tečnoj kulturi, ali ne i u zemljištu. Organizam sposoban za remedijaciju velikih količina TNT-a u zemljištu tek treba da bude otkriven. [44] I divlje i transgene biljke mogu fitoremedijirati eksplozive iz zemlje i vode. [45]

Vidi još uredi

Izvori uredi

  1. ^ Joanne Wixon; Douglas Kell (2000). „Website Review: The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes — KEGG”. Yeast. 17 (1): 48—55. doi:10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H. 
  2. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  uredi
  3. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  4. ^ Urbanski, Tadeusz (1964). Chemistry and Technology of Explosives. 1. Pergamon Press. str. 389—91. ISBN 978-0-08-010238-2. 
  5. ^ Susan Budavari, ur. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th izd.). Merck Publishing. ISBN 0911910131. 
  6. ^ Royal Society of Chemistry: Chemistry in its element: compounds - TNT Arhivirano na sajtu Wayback Machine (29. avgust 2014), pristup 10.7.2013 (jezik: engleski)
  7. ^ Wilbrand, J. (1863). „Notiz über Trinitrotoluol”. Annalen der Chemie und Pharmacie. 128 (2): 178—179. doi:10.1002/jlac.18631280206. 
  8. ^ Peter O. K. Krehl (2008). History of Shock Waves, Explosions and Impact: A Chronological and Biographical Reference. Springer Science & Business Media. str. 404. ISBN 978-3-540-30421-0. 
  9. ^ a b Brown GI (1998). The Big Bang: a History of Explosives . Sutton Publishing. str. 151–153. ISBN 978-0-7509-1878-7. 
  10. ^ Norman Skentelbery (1975). Arrows to Atom Bombs: A History of the Ordnance Board (2nd izd.). Ordnance Board. str. 99. 
  11. ^ Fairfield AP (1921). Naval Ordnance. Lord Baltimore Press. str. 49—52. 
  12. ^ Urbanski T (1964). Chemistry and Technology of Explosives. 1. Pergamon Press. str. 389—91. ISBN 978-0-08-010238-2. 
  13. ^ Miller, J. S.; Johansen, R. T. (1976). „Fracturing Oil Shale with Explosives for In Situ Recovery.” (PDF). Shale Oil, Tar Sand and Related Fuel Sources: 151. Bibcode:1976sots.rept...98M. Arhivirano iz originala (PDF) 2. 10. 2018. g. Pristupljeno 27. 3. 2015. 
  14. ^ „TNT”. www.ch.ic.ac.uk. Pristupljeno 2022-02-28. 
  15. ^ Campbell J (1985). Naval weapons of World War Two. London: Conway Maritime Press. str. 100. ISBN 978-0-85177-329-2. 
  16. ^ U.S. Explosive Ordnance, Bureau of Ordnance. Washington, D.C.: U.S. Department of the Navy. 1947. str. 580. 
  17. ^ Military Specification MIL-C-401
  18. ^ Cooper PW (1996). Explosives Engineering. Wiley-VCH. ISBN 978-0-471-18636-6. 
  19. ^ [secondary source] webpages:submarine torpedo explosive Arhivirano 2013-01-02 na sajtu Archive.today Retrieved 2011-12-02
  20. ^ scribd.com website showing copy of a North American Intelligence document see:page 167 Arhivirano 2013-05-10 na sajtu Wayback Machine Retrieved 2011-12-02
  21. ^ a b Šablon:Cytuj
  22. ^ Temperatura, w której po 5 s następuje detonacja[21].
  23. ^ Furman, David; Kosloff, Ronnie; Dubnikova, Faina; Zybin, Sergey V.; Goddard, William A.; Rom, Naomi; Hirshberg, Barak; Zeiri, Yehuda (6. 3. 2014). „Decomposition of Condensed Phase Energetic Materials: Interplay between Uni- and Bimolecular Mechanisms”. Journal of the American Chemical Society. American Chemical Society (ACS). 136 (11): 4192—4200. ISSN 0002-7863. PMID 24495109. doi:10.1021/ja410020f. 
  24. ^ Merck Index, 13th Edition, 9801
  25. ^ „NIST Guide to SI Units - Appendix B8. Factors for Units”. 3. 2. 2006. Arhivirano iz originala 2006-02-03. g. 
  26. ^ Babrauskas, Vytenis (2003). Ignition Handbook. Issaquah, WA: Fire Science Publishers/Society of Fire Protection Engineers. str. 453. ISBN 978-0-9728111-3-2. 
  27. ^ Grad, Paul (april 2013). „Quantum clusters serve as ultra-sensitive detectors”. Chemical Engineering. 
  28. ^ „The Canary Girls: The workers the war turned yellow”. BBC News (na jeziku: engleski). 2017-05-20. Pristupljeno 2021-02-07. 
  29. ^ Toxicological Profile for 2,4,6-Trinitrotoluene. atsdr.cdc.gov
  30. ^ „2,4,6-Trinitrotoluene”. www.nlm.nih.gov. 
  31. ^ „2,4,6-Trinitrotoluene” (PDF). Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Pristupljeno 2010-05-17. 
  32. ^ Akhavan J (2004). The Chemistry of Explosives. Royal Society of Chemistry. str. 11—. ISBN 978-0-85404-640-9. 
  33. ^ „Explosive & Propellant Additives”. islandgroup.com. Arhivirano iz originala 2016-03-04. g. Pristupljeno 2014-06-07. 
  34. ^ Yinon, Jehuda (1990). Toxicity and metabolism of explosives. CRC Press. str. 176. ISBN 0-8493-5128-6. 
  35. ^ Ascend Waste and Environment (7. 6. 2015). The health and environmental impacts of hazardous wastes: Impact Profiles (PDF). awe.gov.au (Izveštaj). Pristupljeno 22. 4. 2022. 
  36. ^ a b Esteve-Núñez A, Caballero A, Ramos JL (2001). „Biological degradation of 2,4,6-trinitrotoluene”. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 65 (3): 335—52, table of contents. PMC 99030  . PMID 11527999. doi:10.1128/MMBR.65.3.335-352.2001. 
  37. ^ Ayoub K, van Hullebusch ED, Cassir M, Bermond A (2010). „Application of advanced oxidation processes for TNT removal: A review”. J. Hazard. Mater. 178 (1–3): 10—28. PMID 20347218. doi:10.1016/j.jhazmat.2010.02.042. 
  38. ^ a b v g d Pichte J (2012). „Distribution and Fate of Military Explosives and Propellants in Soil: A Review”. Applied and Environmental Soil Science. 2012: 1—33. doi:10.1155/2012/617236  . 
  39. ^ Brannon JM, Price CB, Yost SL, Hayes C, Porter B (2005). „Comparison of environmental fate and transport process descriptors of explosives in saline and freshwater systems”. Mar. Pollut. Bull. 50 (3): 247—51. Bibcode:2005MarPB..50..247B. PMID 15757688. doi:10.1016/j.marpolbul.2004.10.008. 
  40. ^ Halasz A, Groom C, Zhou E, Paquet L, Beaulieu C, Deschamps S, Corriveau A, Thiboutot S, Ampleman G, Dubois C, Hawari J (2002). „Detection of explosives and their degradation products in soil environments”. J Chromatogr A. 963 (1–2): 411—8. PMID 12187997. doi:10.1016/S0021-9673(02)00553-8. 
  41. ^ Douglas TA, Johnson L, Walsh M, Collins C (2009). „A time series investigation of the stability of nitramine and nitroaromatic explosives in surface water samples at ambient temperature”. Chemosphere. 76 (1): 1—8. Bibcode:2009Chmsp..76....1D. PMID 19329139. doi:10.1016/j.chemosphere.2009.02.050. 
  42. ^ Haderlein SB, Weissmahr KW, Schwarzenbach RP (januar 1996). „Specific Adsorption of Nitroaromatic Explosives and Pesticides to Clay Minerals”. Environmental Science & Technology. 30 (2): 612—622. Bibcode:1996EnST...30..612H. doi:10.1021/es9503701. 
  43. ^ a b v g d đ Pennington JC, Brannon JM (februar 2002). „Environmental fate of explosives”. Thermochimica Acta. 384 (1–2): 163—172. doi:10.1016/S0040-6031(01)00801-2. 
  44. ^ Hawari J, Beaudet S, Halasz A, Thiboutot S, Ampleman G (2000). „Microbial degradation of explosives: biotransformation versus mineralization”. Appl. Microbiol. Biotechnol. 54 (5): 605—18. PMID 11131384. S2CID 22362850. doi:10.1007/s002530000445. 
  45. ^ Panz K, Miksch K (2012). „Phytoremediation of explosives (TNT, RDX, HMX) by wild-type and transgenic plants”. J. Environ. Manage. 113: 85—92. PMID 22996005. doi:10.1016/j.jenvman.2012.08.016. 

Literatura uredi

  • Urbanski, Tadeusz (1964). Chemistry and Technology of Explosives. 1. Pergamon Press. str. 389—91. ISBN 978-0-08-010238-2. 
  • Richard Escales: Nitrosprengstoffe. Survival Press 1915, Reprint 2003, ISBN 3-8330-0114-3.
  • Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger u. a.: Chemie Rekorde. Menschen, Märkte, Moleküle. 2. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 1999, ISBN 3-527-29870-3.
  • M. E. Walsh, T. F. Jenkins, P. S. Schnitker, J. W. Elwell, M. H. Stutz: Evaluation of SW846 Method 8330 for characterization of sites contaminated with residues of high explosives. CRREL Report 93-5, U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, NH.

Spoljašnje veze uredi

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Тринитротолуен&oldid=27694693”