Acetonperoxid

De första experimenten med framställning av acetonperoxider utfördes av Wolfenstein 1895, då han studerade effekten av väteperoxid på konin i acetonlösning, förutsatt att aceton och väteperoxid inte interagerar. Wolfenstein upptäckte att kristaller fälldes ut från en blandning av lika volymer aceton och 10 % väteperoxid, som han karakteriserade som trimer acetonperoxid (acetontriperoxid 2 ). Han märkte också att reaktionen går snabbare när små mängder fosforsyra tillsätts [4] .

År 1899 syntetiserade Adolf Bayer och Victor Villiger även dimer acetonperoxid (acetondiperoxid 1 ). År 1933 observerade Lecoq processen för depolymerisation av acetontriperoxid vid bestämning av dess molekylvikt genom kryoskopi , såväl som under smältning . 1947 studerades syrors inverkan på bildningen av acetonperoxider, särskilt noterades att svavelsyra , saltsyra , fosforsyra och salpetersyra avsevärt accelererar oxidationen av aceton med väteperoxid och i närvaro av organiska syror ( ättiksyra) . , bensoe ) ingen produkt bildas [4] .

Hittills har acetonperoxider med fyra strukturer erhållits [5] .

Får

Dimer acetonperoxid (acetondiperoxid, 1 ) erhålls i 94 % utbyte genom att behandla aceton med 86 % väteperoxid i acetonitril i närvaro av svavelsyra vid en reducerad temperatur. En annan metod för syntes av acetondiperoxid är reaktionen av aceton med kaliumpersulfat i utspädd svavelsyra. Trimer acetonperoxid (acetontriperoxid, 2 ) bildas i dessa reaktioner som en förorening. För att preparativt erhålla denna produkt används reaktionen av aceton med en ekvivalent mängd av 50% väteperoxid och 0,25 ekvivalenter svavelsyra. Acetontriperoxid kan renas genom lågtemperaturomkristallisation från pentan [ 5] . Samtidigt kristalliseras den i form av långa platta prismatiska kristaller [4] .

Peroxider 3 och 4 kan erhållas i dessa reaktioner i frånvaro av mineralsyra . Till exempel ger en blandning av aceton och 50 % väteperoxid, vid omrörning i tre timmar vid 0°C , endast 2,2-bis(hydroperoxi)propan 3 . Att öka reaktionstiden leder till bildandet av produkt 4 [5] .

Fysiska egenskaper

Acetontriperoxid sublimeras lätt :

vid temperaturer från +14 till +18 ° C förlorar den cirka 6,5% av massan på 24 timmar;
vid +25 °C - 68 % av massan på 14 dagar;
vid +50 °С - 1,5 % av massan på 2 timmar;
vid 100 °C sublimeras den mycket snabbt [6] .

Den är löslig i etanol ( 0,15 g/100 g vid + 17°C), dietyleter (5,5), petroleumeter (7,35), aceton (9,15), koldisulfid (9,97), pyridin (15,4), bensen (18,0) , trikloretylen (22,7), koltetraklorid (24,8), kloroform (42,5) [6] , men olöslig i vatten [7] .

Kemiska egenskaper

Vid upphettning med utspädd svavelsyra hydrolyserar acetonperoxid kvantitativt med bildning av aceton och väteperoxid [4] :

{\mathsf {C_{6}H_{12}O_{4}+2H_{2}O\högerpil 2C_{3}H_{6}O+2H_{2}O_{2))}.

Milligrammängder av acetondiperoxid och triperoxid bryts ner inom 15 minuter av starka syror (som svavelsyra eller metansulfonsyra ). Eftersom reaktionen är exoterm, orsakar verkan av starka syror på grammängder detonation. Dessutom förstörs acetontriperoxid effektivt av tenn(II)klorid [7] [8] .

När den framställs med metansulfonsyra , perklorsyra eller svavelsyra , omvandlas acetontriperoxid spontant till acetondiperoxid. Men när man använder tenn(IV)klorid , saltsyra eller salpetersyra förblir den stabil [9] .

Använd som sprängämne

Acetonperoxid används inte för militära ändamål på grund av dess höga flyktighet och känslighet, men sedan 1980-talet har den använts för terroriständamål som initierande eller huvudsprängämne [6] [10] . Det finns också referenser till användningen av acetonperoxid i sovjetiska underrättelseofficers sabotageövningar under första hälften av 1900-talet som ett improviserat sprängämne som enkelt kan tillverkas av improviserade kemikalier:

"Få människor från de "fredliga yrkena" vet att de mest banala "kemikalierna" ibland kan bli formidabla förstörare. Aceton säljs på apotek för att ta bort gammal lack från naglar. Väteperoxid - för korrekturläsning av den naturliga färgen på kvinnors hår. Fosforsyra används för att balansera magen och för att löda metaller. Men det rekommenderas inte att blanda dessa tre ämnen tillsammans. Det vita pulvret som erhålls från blandningen är det starkaste sprängämnet” [11] .

Användningen av terrorister beror på enkelheten i syntesen, liksom det faktum att det inte finns något kväve i molekylen av detta ämne , vilket gör det omöjligt att bestämma sprängämnet med standardanordningar som reagerar på kväveföreningar [12] . Acetontriperoxid har ungefär samma sprängkraft som TNT . Dessutom är den mycket känslig för värme och stötar och kan antändas under inverkan av en öppen låga och elektrisk urladdning [5] , vilket gör processen att skapa explosiva anordningar farlig (av denna anledning kallades acetontriperoxid "Mother of Satan”) [12] .

The Times rapporterar att några dagar efter attacken i Manchester (attacken inträffade natten till den 23 maj 2017) var steg-för-steg-instruktioner för att tillverka sprängladdningar baserade på acetonperoxid, ämnet som används av Abedi, allmänt tillgängliga på Facebook och YouTube för att begå en terroristattack [13] .

Det rapporteras att detta ämne detonerar även vid en vattenhalt på upp till 25 % [7] . Acetonperoxid är något mindre känslig för stötar än blyazid . När det gäller brisance överträffar det blyazid och kvicksilverfulminat [4] .

Under explosionen av acetonperoxid sker en skarp bildning av en stor volym gaser: från dess ena molekyl bildas tre acetonmolekyler och en ozonmolekyl [2] . De ger också en annan expansionsekvation [4] :

{\mathsf {(C_{3}H_{6}O_{2})_{3}\högerpil 1.3CO_{2}+2.44CO+2.61CH_{4}+))

{\mathsf {+\ 0.63C_{2}H_{6}+0.23C_{2}H_{4}+0.47H_{2}+0.96H_{2}O+0.47C} }.

Detonationshastigheten för acetontriperoxid är 5300 m/s vid en densitet av 1,2 g/cm3 och ca 1430 m/s vid 0,47 g/ cm3 . I densitetsintervallet från 0,35 till 1,2 g/cm 3 är detta beroende linjärt och följer ekvationen: ${\displaystyle v_{d))$ $\rho$

v_{d}=5405.1\rho -1149

(Fröken).

Explosionsvärmen är 2803 kJ/kg, vilket är 67 % av TNT-ekvivalenten (4,19 MJ/kg).

Använd som kosttillskott

Acetonperoxid är en livsmedelstillsats med beteckningen E929 . Det förbättrar kvaliteten på mjölprodukter. Men från och med 2017 används acetonperoxid praktiskt taget inte för detta ändamål, andra förbättringsmedel används istället [14] .

Upptäckt

Acetontriperoxid och diperoxid kan detekteras eller analyseras genom tunnskiktskromatografi på silikagel (elueringsmedel: toluen , Rf 0,57 respektive 0,66, utveckling med 1 % difenylamin i koncentrerad svavelsyra). Förutsättningarna för analys med gaskromatografi och masspektrometri valdes också ut [7] .

Anteckningar

↑ 17088-37-8 Acetonperoxid . Hämtad 24 juli 2013. Arkiverad från originalet 26 juli 2013. (obestämd)
↑ 1 2 Encyclopedia of Forensic Sciences, 3V Set ONLINE. — Akademisk press. - 2013. - S. 102. - ISBN 978-0-12-382165-2 .
↑ Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxid auf Aceton und Mesityloxyd (tyska) // Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft : affär. - 1895. - Bd. 28 , nr. 2 . - S. 2265-2269 . - doi : 10.1002/cber.189502802208 .
↑ 1 2 3 4 5 6 Bagal, 1975 .
↑ 1 2 3 4 Agrawal JP, Hodgson R.D. Organic Chemistry of Explosives . - Wiley, 2007. - S. 339-340. — ISBN 978-0-470-02967.
↑ 1 2 3 Yinon J. Rättsmedicinsk och miljömässig upptäckt av sprängämnen . - John Wiley & Sons, 1999. - S. 10-12. - ISBN 0-471-98371-3 .
↑ 1 2 3 4 Lunn G., Sansone EB Destruktion av farliga kemikalier i laboratoriet . - John Wiley & Sons, 2012. - S. 459-462. — ISBN 978-0-470-48755-6 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Huang J., Luo W. Förstörelse av peroxidsprängämnen // Journal of Forensic Sciences. - 2009. - Vol. 54 , nr. 5 . - P. 1029-1033 . - doi : 10.1111/j.1556-4029.2009.01130.x . — PMID 19737243 .
↑ Matyas R., Pachman J., Ang H.-G. Studie av TATP: Spontaneous Transformation of TATP to DADP // Drivmedel, sprängämnen, pyroteknik. - 2008. - Vol. 33 , nr. 2 . - S. 89-91 . - doi : 10.1002/prep.200700247 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC Faktorer som påverkar bildandet av triacetontriperoxid (TATP) och diacetondiperoxid (DADP): Del I // Drivmedel, sprängämnen, pyroteknik. - 2013. - Vol. 38 , nr. 2 . - S. 244-254 . - doi : 10.1002/prep.201200116 .
↑ N. Khokhlov. Rätten till samvete.
↑ 1 2 Girard J. E. Criminalistics: Forensic Science, Crime and Terrorism . - 2:a upplagan.. - Jones & Bartlett Publishers, 2011. - P. 422. - ISBN 978-0-7637-7731-9 .
↑ Terroristtillverkad bomb enligt instruktioner på YouTube . Markörinformation. Hämtad 24 juni 2017. Arkiverad från originalet 25 juni 2017. (obestämd)
↑ Explosive Cupcake Arkiverad 17 januari 2020 på Wayback Machine - om e-tillsatser som används vid tillverkning av bakverk, på Science 2.0-kanalen

Litteratur

Bagal L. I. Kemi och teknik för att initiera sprängämnen. - M . : Mashinostroenie, 1975. - S. 411-415.
Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd (tyska) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1895. - Bd. 28 , nr. 2 . - S. 2265-2269 . - doi : 10.1002/cber.189502802208 .
Baeyer A., Villiger V. Ueber die Einwirkung des Caro'schen Reagens auf Ketone (tyska) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1900. - Bd. 33 , nr. 1 . - S. 858-864 . - doi : 10.1002/cber.190003301153 .

Experimentella artiklar

Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC Faktorer som påverkar bildandet av triacetontriperoxid (TATP) och diacetondiperoxid (DADP): Del I // Drivmedel, sprängämnen, pyroteknik. - 2013. - Vol. 38 , nr. 2 . - S. 244-254 . - doi : 10.1002/prep.201200116 .
Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC Faktorer som påverkar bildandet av triacetontriperoxid (TATP) och diacetondiperoxid (DADP): Del 2 // Drivmedel, sprängämnen, pyroteknik. - 2013. - doi : 10.1002/prep.201200215 .