Trinitrofenol

• Explosionsprodukter i en sluten bomb: 71,05% CO, 3,42% CO2 , 0,34% O2 , 1,02% CH4 , 13,8% H2 , 21,1% N2
• Syrebalans när den oxideras till CO 2  : -45 %
• Designegenskaper för olika densiteter:

• Detonationshastigheten beror på densiteten:

Detonationshastighetens D beroende av densiteten ρ beskrivs ganska exakt av Cooks ekvation:

D[m/s] = 5255 + 3045 (p[g/cm3]-1).

• Den kritiska diametern beror på storleken på pulverkornen och laddningstätheten:

• Explosivitet i ett blyblock 310 ml (TNT 285 ml, RDX 470)
• Brisance för kompression av blypelaren 17 mm (TNT 16 mm, RDX - 24)
• Känsligheten i det sammansmälta tillståndet är lägre än i pulvret. I närvaro av pikrater ökar känsligheten avsevärt.
• Chockkänsligheten jämfört med TNT är lägre enligt vissa data, och högre enligt andra, beroende på testförhållandena. Vid provning med en belastning på 10 kg och en fallhöjd på 25 cm är explosionsfrekvensen 24–32 % (TNT 4–8 %, RDX 79–80 %, PETN 100 %)
• Vid friktion mellan fasta material (stål, gjutjärn) detonerar pulvret, detonation sker inte mellan icke-järnmetaller.
• När ett löst hällt pulver skjuts igenom med en gevärskula antänds det.
• När man skjuter genom slutna granater med sammansmält trinitrofenol kan det förekomma utbrändhet, partiell eller fullständig detonation, beroende på arten av granaten och laddningen. Ju starkare skal, desto mer sannolikt detonation.
• Värmekänslighet:

Explosionsinitiering

Detonerar från ett spränglock . Mottagligheten minskar med ökande densitet av pressad trinitrofenol och är ännu lägre för sammansmält trinitrofenol:

• vid en densitet av 1580 kg/m³ (trycktryck 1500 kg/cm²) detonerar från en primer med 0,4 g kvicksilverfulminat
• vid en densitet av 1680 kg/m³ (kompressionstryck 2900 kg/cm²) krävs en kapsel med 0,65 g kvicksilverfulminat
• för smält behövs en kapsel med 3 g kvicksilverfulminat, men i praktiken används dessa inte och en mellansprängkapsel används.
• för olika förhållanden är massan av blyazid för initiering 0,03-0,24 g

Egenskaper vid uppvärmning

Vid uppvärmning under olika förhållanden:

• smälter vid 122,5 °C utan sönderdelning, gulbrun i flytande tillstånd;
• när den värms långsamt , sublimeras något ;
• i fritt tillstånd vid 183 °C, en lång induktionsperiod innan sönderdelningen börjar, med en minskning av volymen för ångor, minskar induktionsperioden;
• vid 230 °C finns det ingen induktionsperiod innan sönderdelningen börjar;
• antändningstemperatur 300-310 °C, brinner i fritt tillstånd utan blixt. Det brinner lugnt, med en starkt sotig låga, med smältning. Även stora massor (i storleksordningen 100 kg) kan brinna tyst om smältan sprider sig fritt;
• när den värms upp snabbt i ett slutet skal till 300 ° C, exploderar det.

Fara vid produktion och användning

• Pikrinsyraexplosionen 1887 vid en fabrik i Manchester orsakades av bildandet av pikrater under en brand. Pikrinsyran som smälte från lågan föll på litoponen, vilket resulterade i bildandet av blypikrat. Den fungerade som en detonator, från vilken pikrinsyra exploderade.
• En brand och explosion år 1900 i en fabrik i Huddersfield (Hudders-field) orsakades av bildandet av järnpikrat på ångrör. Medan den reparerades fattade järnpikraten eld vid nedslaget, och lågorna spred sig till pikrinsyratorken.
• Den 6 december 1917 i hamnen i den kanadensiska staden Halifax inträffade en kraftig explosion av fartyget "Mont Blanc" , som bland annat transporterade 2300 ton torr och flytande pikrinsyra. Som ett resultat av explosionen förstördes Halifax nästan helt. 1 963 människor dog, 9 000 skadades, 2 000 människor saknades och den totala skadan från explosionen uppskattades till 35 miljoner kanadensiska dollar.
• Vid en fabrik i Frankrike bildades körfält av pikrinsyradamm längs järnvägsspåren. En betydande halt av kalcium i den fuktiga jorden ledde till att kalciumpikrat bildades. I varmt, torrt väder torkade det upp och orsakade en brand längs alla rutter längs vilka pikrinsyran flyttades.

Får

Direkt nitrering av fenol

Trinitrofenol kan erhållas genom direkt nitrering av fenol i koncentrerad salpetersyra:

I det här fallet finns det en stark uppvärmning, vilket leder till förstörelse och hartsbildning av fenol, bildandet av olika biprodukter. Utbytet av trinitrofenol är lågt, i processen sker en betydande utspädning av syran. Denna metod var dock den främsta under tiden före och under första världskriget. Processen genomfördes i keramiska krukor och vanligtvis utan omrörning, eftersom syralösningarna korroderade metallerna och förorenade den färdiga produkten med pikrater. Temperaturkontroll var också svårt. För att övervinna nackdelarna med denna metod har andra metoder utvecklats och använts i produktionen.

Syntes av fenol via fenolsulfonsyra

Från anissyra som finns i anis , fänkål och ett antal andra eteriska oljor, isoleras anisol genom destillation (oljor av Gaultheria procumbens, d.v.s. salicylsyrametylester [8] ). Ytterligare,

Fenol oxideras kraftigt (med en nitreringsblandning), så det sulfoneras först och nitreras sedan med salpetersyra vid upphettning. Detta följs av elektrofil ipso-substitution av sulfogruppen mot nitrogruppen.

På så sätt erhålls trinitrofenol från fenol genom successiv behandling med svavelsyra och salpetersyra. I det första steget sulfoneras fenol till mono- och disulfonsyror, i det andra steget nitreras sfenolsulfonsyror med eliminering av sulfogrupper och bildandet av trinitrofenol:

Processen utfördes också i keramiska krukor, stegen utfördes i följd. Jämfört med direkt nitrering har denna metod både fördelar (lägre risk, frånvaro av fenolnedbrytningsprodukter, högre utbyte) och nackdelar (betydligt högre förbrukning av syror). Denna metod har många tekniska varianter som kan kombineras i två grupper:

• nitrering i relativt svaga sura lösningar med ett överskott av svavelsyra i det första steget, följt av utspädning och behandling med 65 % salpetersyra (konventionell metod) eller natriumnitrat ("fransk metod").
• nitrering i relativt starka sura lösningar (Kastmetoden och dess variationer). Starka syror möjliggjorde användningen av metallapparater med temperaturkontroll och omrörning. Enligt Kasta-metoden utfördes sulfonering av fenol i 20 % oleum i förhållandet 1:4 vid en temperatur av 90–100 °C under 5 timmar, med bildning av disulfofenol. Reaktionsmassan späddes med svavelsyra med en densitet av 1,84 g/cm3 (95,6%) och sedan utfördes nitrering med salpetersyra med en densitet av 1,46 g/cm3 (80%) eller med en svavel-kväveblandning.

Erhålla från bensen via klorbensen

Processen genomförs i flera steg, några visade sig vara ganska svåra att tillverka och metoden var utarbetad under lång tid och fick stor spridning under och efter första världskriget.

1. Klorering av bensen till monoklorbensen :

2. Nitrering av monoklorbensen till dinitroklorbensen med en blandning av svavelsyra och salpetersyra:

3. Behandling av dinitroklorbensen med kaustiksoda (natriumhydroxid) för att erhålla natriumdinitrofenolat :

4. Förtvålning av natriumdinitrofenolat med svavelsyra för att erhålla dinitrofenol:

5. Erhålla trinitrofenol genom att bearbeta dinitrofenol med en blandning av svavelsyra och salpetersyra:

Det praktiska utbytet av trinitrofenol är 1,6 ton per 1 ton bensen (54 % av det teoretiska). Nackdelen med denna metod är det stora slöseriet med saltsyralösningar.

Applikation

• En mellanprodukt vid tillverkning av färgämnen . Det har använts för att färga hud eftersom det kan reagera med proteiner i huden, vilket ger den en mörkbrun färg.
• Katalysator för polymerisationsreaktioner (till exempel polybutadien ).
• komponent i Van Giesons färgningslösning inom histologi .
• Etsningsmedel i metallvetenskap (GOST 2567-54). Till exempel används ett etsmedel (4 g pikrinsyra; 96 ml etylalkohol) för att avslöja understrukturen hos en ferrit [9] . Inom metallurgi kallas 4% pikrinsyra i etanol för "picral" och har använts i stor utsträckning inom optisk metallografi för att få fram korngränser i ferritiska stål. På grund av faran ersattes den av andra kemiska etsmedel. Det används dock fortfarande för att beta magnesiumlegeringar som AZ31.
• Antiseptisk .
• allmänt alkaloidutfällningsreagens .
• Pigment för märkning av försöksdjur .

Lagring

Det rekommenderas att förvara i vatten då trinitrofenol är känsligt för stötar och friktion. Pikrinsyra är särskilt farlig eftersom den är flyktig och långsamt sublimeras även vid rumstemperatur. Med tiden kan ansamling av pikrater på exponerade metallytor utgöra en explosionsrisk.

Ekologi

Trinitrofenol har en mycket bitter smak . Damm irriterar luftvägarna. Långvarig inandning och kontakt med slemhinnor och hud leder till njurskador , hudsjukdomar . Ögonens slemhinnor får en karakteristisk gul färg.

Extra

• Picrates
• Nitrofenoler

Anteckningar

1. ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0515.html
2. ↑ https://www.lachimie.org/docs/org/ch8_alcools_phenols_thiols.pdf - s. 11.
3. ↑ http://sciences-physiques.ac-montpellier.fr/ABCDORGA/Famille/Produit/ACIDEPICRIQUE.html
4. ↑ Peter Woulfe (1771) Experiment för att visa arten av aurum mosaicum Arkiverade 22 december 2016 på Wayback Machine . Philosophical Transactions of the Royal Society of London 61 : 114-130. Se sidorna 127-130: ”En metod att färga ull och siden, av en gul färg, med indigo; och även med flera andra blå och röda färgämnen." och "Kvitto för att göra det gula färgämnet." - där Woulfe behandlar indigo med salpetersyra ("salpetersyra").
5. ↑ MÉMOIRE SUR L'INDIGO ET SES DISSOLVANS; Par M. Jean-Michel Haussmann, a Colmar . Hämtad 4 januari 2018. Arkiverad från originalet 5 januari 2018. (obestämd)
6. ↑ D'Ans, Ellen Lax. Taschenbuch für Chemiker und Physiker, Band II, Springer-Verlag 1964.
7. ↑ A. Bernthsen: Kurzes Lehrbuch der organischen Chemie. Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig 1914.
8. ↑ Brockhaus och Efron. Brockhaus och Euphron. Encyclopedic Dictionary, 2012..
9. ↑ M. Beckert, H. Klemm. Handbok för metallografisk etsning..

Litteratur

1. Shimose // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
2. Handbok för tillverkning av sprängämnen./ Ed. I. V. Lebedeva. - ONTI , Goshimtekhizdat . - M., L. - 1934. - sid. 146-170.
3. Fedoroff, Basil T. et al. Enciclopedia of Explosives and Related Items, vol.1-7. — Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal. - 1960-1975. — P285-P295.
4. Volkov I. Subversiva medel vid byggandet av barriärer. - M .: Statens militära förlag , 1933.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska stor kines Stor norsk Stor ryss Great Soviet (1 upplaga) Brockhaus och Efron Brockhaus och Efron Militär Sytina Militär Sytina Cyril och Methodius Litet Brockhaus och Efron Britannica (online) Granatäpple
I bibliografiska kataloger	GND : 4271180-0 J9U : 987007563011605171 LCCN : sh85083416