1,3,5-Trinitrobenzen
1,3,5-Trinitrobenzen (TNB) – organiczny związek chemiczny z grupy nitrozwiązków, trinitrowa pochodna benzenu o właściwościach wybuchowych. Ma dwa izomery podstawienia: 1,2,3-trinitrobenzen i 1,2,4-trinitrobenzen. Pomimo dobrych parametrów detonacyjnych, nie znalazł zastosowania jako materiał wybuchowy.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
C6H3N3O6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
213,10 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otrzymywanie edytuj
Bezpośrednie nitrowanie benzenu do trinitrobenzenu wymaga drastycznych warunków przeprowadzania procesu (na etapie wprowadzania trzeciej grupy nitrowej) i jednocześnie uzyskuje się produkt z małą wydajnością. Stąd ta metoda nie jest z reguły wykorzystywana. Dobrą wydajność otrzymywania TNB osiąga się poprzez utlenianie pochodnych 1,3,5-trinitrobenzenu (np. trotylu) do kwasu 2,4,6-trinitrobenzoesowego i dekarboksylacji tego kwasu[5][6]. Inną metodą jest redukcja chlorku pikrylu za pomocą miedzi w 85% roztworze etanolu w temperaturze wrzenia[6][7].
Trinitrobenzen jest również produktem rozkładu fotochemicznego trotylu i występuje w miejscach zanieczyszczonych tym materiałem wybuchowym[8].
Właściwości edytuj
Trinitrobenzen jest trwały w kwaśnym środowisku, jednak w obecności zasad tworzy barwne kompleksy Meisenheimera[9][10]. Działając łagodnymi utleniaczami (np. żelazocyjankiem potasu) można otrzymać kwas pikrynowy, natomiast działając siarczkiem sodu redukuje się jedną z grup nitrowych otrzymując 3,5-dinitroanilinę[11]. Redukcja wszystkich trzech grup nitrowych (do triaminobenzenu) jest możliwa przy zastosowaniu cyny lub żelaza w kwasie solnym. Trinitrobenzen tworzy z wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi i ich pochodnymi krystaliczne addukty[12]. Podobne połączenia powstają również z aminami aromatycznymi, fenolami i nitrobenzenem. Addukty te są często barwne[13].
Może być oczyszczany z niesymetrycznych izomerów poprzez siarczynowanie. W reakcji z wodnym roztworem siarczynu sodu tworzy się addukt C6H3(NO2)3·Na2SO3, który po zakwaszeniu środowiska rozpada się uwalniając TNB. Niesymetryczne trinitrobenzeny ulegają natomiast substytucji grupy nitrowej na grupę sulfonową z powstaniem soli sodowej[5].
Trinitrobenzen ma nieco wyższe parametry detonacyjne od trotylu. Jego prędkość detonacji wynosi 7300 m/s (przy gęstości 1,71 g/cm3). Jest odporny na tarcie (powyżej 353 N), a jego wrażliwość na uderzenie wynosi 7,4 J. Zdolność do wykonania pracy badana w bloku ołowianym (próba Trauzla) wynosi 325 cm³[7].
Zastosowanie edytuj
Z uwagi na uciążliwość i duże koszty produkcji przy zbyt małym zwiększeniu parametrów detonacyjnych względem trotylu, trinitrobenzen nie znalazł praktycznego zastosowania jako materiał wybuchowy[5][7][14]. Może być stosowany jako wskaźnik pH w postaci roztworu 0,1–0,5% w etanolu (bezbarwny roztwór barwi się na pomarańczowo w zakresie pH 12–14)[15]. Znajduje również zastosowanie w syntezie organicznej (np. do wytwarzania floroglucyny)[5][14].
Przypisy edytuj
- ↑ a b c d Lide 2009 ↓, Physical Constants of Organic Compounds, s. 3-510.
- ↑ a b Meyer, Köhler i Homburg 2007 ↓, s. 348.
- ↑ Lide 2009 ↓, Aqueous Solubility and Henry's Law Constants of Organic Compounds, s. 8-120.
- ↑ a b 1,3,5-Trinitrobenzen, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-01-10] (ang.).
- ↑ a b c d Maranda i in. 1997 ↓, s. 149.
- ↑ a b Urbański 1954 ↓, s. 106.
- ↑ a b c Meyer, Köhler i Homburg 2007 ↓, s. 349.
- ↑ Noyes 1996 ↓, s. 107.
- ↑ Maranda i in. 1997 ↓, s. 148.
- ↑ Urbański 1954 ↓, s. 102.
- ↑ Urbański 1954 ↓, s. 103.
- ↑ Vogel 1984 ↓, s. 919.
- ↑ Urbański 1954 ↓, s. 104.
- ↑ a b Urbański 1954 ↓, s. 101.
- ↑ Lide 2009 ↓, A.K. Covington: Acid-Base Indicators, s. 8-15.
Bibliografia edytuj
- David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
- Andrzej Maranda, Stanisław Cudziło, Jerzy Nowaczewski, Andrzej Papliński: Podstawy chemii materiałów wybuchowych. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna, 1997.
- Rudolf Meyer, Josef Köhler, Axel Homburg: Explosives. Wyd. 6. Weinheim: Verlag GmbH, 2007. ISBN 978-3-527-31656-4.
- Robert Noyes: Chemical Weapons Destruction and Explosive Waste/Unexploded Ordnance Remediation. New Jersey: Noyes Publications, 1996. ISBN 0-8155-1406-9.
- Tadeusz Urbański: Chemia i technologia materiałów wybuchowych. T. I. Warszawa: Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1954.
- Arthur Israel Vogel: Preparatyka organiczna. Wyd. 2. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1984. ISBN 83-204-0579-3.