TRINITROTOLUENE (TNT): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO, LETUPAN - KIMIA - 2026

The trinitrotoluene adalah sebatian organik yang terdiri daripada karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen tiga kumpulan nitro -Tiada ₂ . Formula kimianya ialah C ₆ H ₂ (CH ₃ ) (NO ₂ ) ₃ atau juga formula pekat C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ .

Nama penuhnya adalah 2,4,6-trinitrotoluene, tetapi biasanya dikenali sebagai TNT. Ia adalah pepejal kristal putih yang boleh meletup apabila dipanaskan di atas suhu tertentu.

Kristal 2,4,6-trinitrotoluene, TNT. Wremmerswaal. Sumber: Wikimedia Commons.

Kehadiran dalam trinitrotoluene dari tiga kumpulan nitro -NO ₂ menyokong kenyataan bahawa ia meletup dengan mudah. Atas sebab ini, ia telah digunakan secara meluas dalam alat letupan, proyektil, bom dan bom tangan.

Ini juga digunakan untuk meledakkan bawah air, di sumur dalam dan untuk ledakan industri atau bukan perang.

TNT adalah produk halus yang juga boleh meletup dari pukulan yang sangat kuat. Ia juga beracun bagi manusia, haiwan dan tumbuhan. Tempat-tempat di mana letupan mereka telah tercemar dan penyiasatan sedang dilakukan untuk menghilangkan sisa-sisa kompaun ini.

Salah satu cara yang berkesan dan murah untuk mengurangkan kepekatan TNT di persekitaran yang tercemar adalah dengan menggunakan beberapa jenis bakteria dan jamur.

Struktur kimia

2,4,6-trinitrotoluene dibentuk oleh molekul toluene C ₆ H ₅ -CH ₃ , yang tiga nitro -Tiada ₂ kumpulan telah ditambah .

Ketiga-tiga kumpulan nitro -NO ₂ terletak secara simetri pada cincin benzena toluena. Mereka dijumpai di kedudukan 2, 4 dan 6, di mana kedudukan 1 sepadan dengan metil -CH ₃ .

Struktur kimia 2,4,6-trinitrotoluene. Edgar181. Sumber: Wikimedia Commons.

Tatanama

- Trinitrotoluena

- 2,4,6-Trinitrotoluene

- TNT

- Trilita

- 2-Methyl-1,3,5-trinitrobenzena

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal kristal tidak berwarna hingga kuning pucat. Kristal berbentuk jarum.

Berat molekul

227.13 g / mol.

Takat lebur

80.5 ° C.

Takat didih

Ia tidak mendidih. Ia terurai dengan letupan pada suhu 240 ºC.

Titik Kilat

Tidak mungkin mengukurnya kerana ia meletup.

Ketumpatan

1.65 g / cm ³

Keterlarutan

Hampir tidak larut dalam air: 115 mg / L pada 23 ° C. Sangat larut dalam etanol. Sangat larut dalam aseton, piridin, benzena dan toluena.

Sifat kimia

Boleh terurai secara meletup apabila dipanaskan. Setelah mencapai 240 ° C ia meletup. Ia juga boleh meletup apabila dipukul dengan teruk.

Apabila dipanaskan hingga penguraian ia menghasilkan gas toksik nitrogen oksida NO _x .

Proses letupan TNT

Letupan TNT membawa kepada tindak balas kimia. Pada dasarnya ia adalah proses pembakaran di mana tenaga dibebaskan dengan sangat cepat. Di samping itu, gas dikeluarkan yang merupakan agen untuk memindahkan tenaga.

TNT mudah meletup apabila dipanaskan di atas 240 ° C. Pengarang: OpenClipart-Vectors. Sumber: Pixabay.

Agar tindak balas pembakaran (pengoksidaan) berlaku, bahan api dan oksidan mesti ada.

Dalam kes TNT, kedua-duanya berada dalam molekul yang sama, kerana karbon (C) dan hidrogen (H) atom adalah bahan api dan oksidan adalah oksigen (O) daripada nitro -Tiada ₂ kumpulan . Ini membolehkan tindak balas menjadi lebih pantas.

Tindak balas pengoksidaan TNT

Semasa tindak balas pembakaran TNT atom menyusun semula dan oksigen (O) tetap lebih dekat dengan karbon (C). Sebagai tambahan, nitrogen di –NO ₂ dikurangkan untuk membentuk gas nitrogen N _2, yang merupakan sebatian yang jauh lebih stabil.

Tindak balas kimia letupan TNT dapat diringkaskan seperti berikut:

2 C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ → 7 CO ↑ + 7 C + 5 H ₂ O ↑ + 3 N ₂ ↑

Karbon (C) dihasilkan semasa letupan, dalam bentuk awan hitam, dan karbon monoksida (CO) juga terbentuk, kerana tidak ada cukup oksigen dalam molekul untuk mengoksidasi semua atom karbon sepenuhnya ( C) dan hidrogen (H) hadir.

Memperoleh TNT

TNT adalah sebatian yang dibuat hanya buatan manusia.

Ia tidak dijumpai secara semula jadi di persekitaran. Ia dihasilkan hanya di beberapa pangkalan tentera.

Ia disediakan oleh nitration toluena (C ₆ H ₅ -CH ₃ ) dengan campuran nitrik HNO asid ₃ dan sulfurik asid H ₂ SO ₄ . Pertama, campuran ortho- dan para-nitrotoluenes diperoleh yang, dengan nitrasi kuat seterusnya, membentuk trinitrotoluene simetri.

Kegunaan TNT

Dalam aktiviti ketenteraan

TNT adalah bahan letupan yang telah digunakan dalam alat ketenteraan dan letupan.

Bom tangan boleh mengandungi TNT. Pengarang: Saintis Bahan, Nemo5576, dan Tronno. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia digunakan untuk mengisi proyektil, bom tangan dan bom udara, kerana cukup sensitif terhadap impak yang diterima untuk meninggalkan tong senjata, tetapi dapat meletup ketika terkena mekanisme peledakan.

Bom udara boleh mengandungi TNT. Pengarang: Christian Wittmann. Sumber: Pixabay.

Ia tidak dirancang untuk menghasilkan pemecahan atau melancarkan proyektil yang ketara.

Dalam aplikasi industri

Ia digunakan untuk ledakan kepentingan industri, peledakan di bawah air (kerana larut dalam air) dan ledakan sumur dalam. Dahulu ia paling sering digunakan untuk pembongkaran. Ia digunakan bersama dengan sebatian lain.

Foto hasil letupan untuk merobohkan batu pada tahun 1912. Pada masa itu TNT digunakan dalam letupan yang diperlukan, misalnya, untuk membuka jalan untuk jalan kereta api. Imej Buku Arkib Internet. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia juga menjadi perantara pewarna dan bahan kimia fotografi.

Risiko TNT

Boleh meletup jika terkena panas, api, atau kejutan teruk.

Ia menjengkelkan pada mata, kulit dan saluran pernafasan. Ia adalah sebatian yang sangat toksik bagi manusia dan haiwan, tumbuh-tumbuhan dan banyak mikroorganisma.

Gejala pendedahan TNT termasuk sakit kepala, kelemahan, anemia, hepatitis toksik, sianosis, dermatitis, kerosakan hati, konjungtivitis, selera makan yang buruk, mual, muntah, cirit-birit, dan lain-lain.

Ini adalah mutagen, yaitu, ia dapat mengubah maklumat genetik (DNA) organisma yang menyebabkan perubahan yang dapat dikaitkan dengan penampilan penyakit keturunan.

Ia juga diklasifikasikan sebagai karsinogen atau penjana barah.

Pencemaran persekitaran dengan TNT

TNT telah dikesan di tanah dan perairan di kawasan operasi ketenteraan, di lokasi pembuatan peluru dan di mana operasi latihan ketenteraan dijalankan.

Tanah dan perairan zon perang atau operasi ketenteraan telah tercemar dengan TNT. Pengarang: Michael Gaida. Sumber: Pixabay.

Pencemaran dengan TNT berbahaya bagi kehidupan haiwan, manusia dan tumbuhan. Walaupun TNT kini digunakan dalam jumlah yang lebih kecil, ia adalah salah satu sebatian nitroaromatik yang paling banyak digunakan dalam industri bahan letupan.

Atas sebab ini, inilah yang paling banyak menyumbang kepada pencemaran alam sekitar.

Penyelesaian kepada pencemaran TNT

Keperluan untuk "membersihkan" wilayah yang terkontaminasi dengan TNT telah mendorong pengembangan beberapa proses pemulihan. Pembaikan adalah penyingkiran bahan pencemar dari persekitaran.

Pemulihan dengan bakteria dan kulat

Banyak mikroorganisma mampu menghidupkan TNT, seperti bakteria genus Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium dan Clostridium.

Telah juga ditemukan bahwa ada bakteria tertentu yang telah berevolusi di tempat-tempat yang tercemar dengan TNT dan dapat bertahan dan juga menurunkan atau memetabolismekannya sebagai sumber nutrien.

Escherichia coli, misalnya, telah menunjukkan kemampuan yang luar biasa untuk melakukan biotransformasi TNT, kerana ia mempunyai banyak enzim untuk menyerangnya, sambil menunjukkan toleransi yang tinggi terhadap ketoksikannya.

Di samping itu, beberapa spesies kulat dapat biotransformasikan TNT, mengubahnya menjadi mineral tidak berbahaya.

Pemulihan dengan alga

Sebaliknya, sebilangan penyelidik mendapati bahawa Spirulina platensis alga mempunyai kemampuan untuk menyerap di permukaan selnya dan mengasimilasikan hingga 87% TNT yang ada di perairan yang tercemar dengan sebatian ini.

Toleransi alga ini terhadap TNT dan kemampuannya membersihkan air yang tercemar dengannya menunjukkan potensi tinggi alga ini sebagai phytoremediator.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). 2,4,6-Trinitrotoluene. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Murray, SG (2000). Bahan letupan. Mekanisme Letupan. Dalam Ensiklopedia Sains Forensik 2000, Halaman 758-764. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
3. Adamia, G. et al. (2018). Mengenai kemungkinan aplikasi alga Spirulina untuk fitoremediasi air yang tercemar dengan 2,4,6-trinitrotoluene. Annals of Agrarian Science 16 (2018) 348-351. Dipulihkan dari reader.elsevier.com.
4. Serrano-González, MY et al. (2018). Biotransformasi dan degradasi 2,4,6-trinitrotoluene oleh metabolisme mikroba dan interaksi mereka. Teknologi Pertahanan 14 (2018) 151-164. Dipulihkan dari pdf.sciencedirectassets.com.
5. Iman, M. et al. (2017). Pendekatan Biologi Sistem untuk Bioremediasi Nitroaromatics: Analisis Berdasarkan Kekangan 2,4,6-Trinitrotoluene Biotransformasi oleh Escherichia coli. Molekul 2017, 22, 1242. Dipulihkan dari mdpi.com.
6. Windholz, M. et al. (penyunting) (1983). Indeks Merck. Ensiklopedia Bahan Kimia, Dadah, dan Biologi. Edisi Kesepuluh. Merck & CO., Inc.
7. Morrison, RT dan Boyd, RN (2002). Kimia organik. Edisi ke-6. Prentice-Dewan.