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三硝基甲苯

2020-11-27 14:51:55

资料专题:三硝基甲苯基本信息汇总表

2,4,6-三硝基甲苯(英文:Trinitrotoluene,缩写:TNT)常见炸药之一,至今仍大量应用在军事和工业领域上。它的IUPAC命名是2,4,6-三硝基甲苯(2,4,6-trinitrotoluene),由甲苯经硝化制成,熔点为354K(80.9°C)。呈棕色晶体状。易与苦味酸混淆,被误称为“黄色炸药”。和硝酸铵混合可成为阿马托炸药。

与硝化甘油不同,精炼的三硝基甲苯对于摩擦、震动都十分稳定。即使被枪击,也不易爆炸。它需要雷管引爆。TNT不会与金属起化学作用或者吸收水分。因此它可以存放多年。但它与碱强烈反应,生成不稳定的化合物。

TNT爆炸反应式:2C7H5N3O6 → 12CO + 5H2 + 3N2 + 2C

每克TNT炸药可产生4200焦耳的能量。虽然三硝基甲苯的能量密度比脂肪(38MJ/kg)和糖(17MJ/kg)小,但它的分子中有三个硝基作为氧化剂,不需要大气中的氧气,所以引爆时会产生大量气体,产生爆炸。现今有关爆炸和能量释放的研究,也常常用“公斤TNT”或“吨TNT”作为单位,以比较爆炸、地震、行星撞击等大型反应时所释出的能量。

沿革

由J·维尔勃兰德(Joseph Wilbrand)于1863年发明。

毒性

有些军事试验基地被TNT所污染。军火所产生的污水会污染地面水和地下水。水被TNT和黑索金所污染后会呈粉红色,这些污染物被称为“粉红水”,清理程序十分困难和昂贵。

人长期暴露于三硝基甲苯会增加患贫血症和肝功能不正常的机会。注射了或吸入三硝基甲苯的动物亦发现会影响血液和肝脏、脾脏发大和其他有关免疫系统的坏影响。亦有证据证明了TNT对男性的生殖功能有不良影响,而TNT也被列为一种可致癌物。进食TNT会使尿液变黑。能引起亚急性中毒、慢性中毒。例如引起白内障、中毒性肝炎,还损坏造血系统。

合成

可由甲苯经硝化制得。一次硝化法不经济,已经被淘汰。目前多采用三段硝化法。一段硝化中甲苯被硝化成一硝基甲苯(MNT),二段硝化中MNT被硝化成二硝基甲苯(DNT)。DNT也是重要的炸药。一、二段硝化只需浓度50%左右的硝酸溶液与硫酸混合作硝化剂。一段混酸的成分为HNO3 13%;H2SO4 66%;H2O 21%。甲苯混酸比约1:6。二段混酸成分为:HNO3 13%;H2SO4 76%; H2O 11%。MNT、混酸比为1:4~5。一二段硝化原料易得,工艺简单,制成的DNT成本低廉,很适于临时生产。第三段硝化是将DNT硝化为TNT,需要几乎不含水的混酸。一般是先向熔化了的DNT中加入发烟硫酸,再加入浓硝酸。发烟硫酸较缺乏的国家也使用浓硫酸。三段硝化的废酸可用于配制二段混酸,实现废物利用。第三段硝化难度较大,不适于临时生产。硝化后分离出的TNT为粗品,含大量杂质,须精制。目前常用的精制方法是亚硫酸钠法。

参考文献

  1. Record of CAS RN118-96-7in the GESTIS Substance Database from theIFA英语Institute for Occupational Safety and Health.
  2. 军事迷的盲区 黄色炸药本非梯恩梯(TNT)?!. 尖端科技 军事数据库.[2019-09-17].
  3. Babrauskas, Vytenis. Ignition Handbook. Issaquah, WA: Fire Science Publishers/Society of Fire Protection Engineers. 2003: 453.ISBN0-9728111-3-3.
  4. 火药 炸药. cast.org.cn. 2008-04-10[2009-06-24]. (原始内容存档于2009-01-09).

参见

  • 化学主题
  • 苦味酸
  • 爆炸当量