TRINITROTOLUENE (TNT): โครงสร้างคุณสมบัติการใช้ความเสี่ยงการระเบิด - เคมี - 2026

trinitrotolueneเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอนออกซิเจนไฮโดรเจนและไนโตรเจนสามกลุ่มไนโตร NO การ2 สูตรทางเคมีของมันคือ C ₆ H ₂ (CH ₃ ) (NO ₂ ) ₃หรือยังสูตรข้น C ₇ H ₅ N ₃ O 6

ชื่อเต็มคือ 2,4,6-trinitrotoluene แต่เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ TNT เป็นผลึกสีขาวที่สามารถระเบิดได้เมื่อได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนด

2,4,6-trinitrotoluene ผลึกทีเอ็นที Wremmerswaal ที่มา: Wikimedia Commons

การมีอยู่ใน trinitrotoluene ของ nitro -NO ₂ทั้งสามกลุ่มช่วยให้เกิดการระเบิดได้อย่างง่ายดาย ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ระเบิดกระสุนปืนระเบิดและระเบิดมือ

นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการระเบิดใต้น้ำในบ่อลึกและสำหรับการระเบิดในอุตสาหกรรมหรือไม่ใช่สงคราม

ทีเอ็นทีเป็นผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อนซึ่งสามารถระเบิดได้จากการพัดแรงมาก นอกจากนี้ยังเป็นพิษต่อมนุษย์สัตว์และพืช สถานที่ที่เกิดการระเบิดได้รับการปนเปื้อนและกำลังดำเนินการตรวจสอบเพื่อกำจัดซากของสารประกอบนี้

วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพและราคาไม่แพงในการลดความเข้มข้นของ TNT ในสิ่งแวดล้อมที่ปนเปื้อนคือการใช้แบคทีเรียและเชื้อราบางชนิด

โครงสร้างทางเคมี

2,4,6-trinitrotoluene เกิดจากโมเลกุลของโทลูอีนซี₆ H ₅ -CH ₃ซึ่งไนโตรสาม NO การ₂กลุ่มได้รับการเพิ่ม

ไนโตร -NO ₂ทั้งสามกลุ่มตั้งอยู่บนวงแหวนเบนซีนของโทลูอีนอย่างสมมาตร พวกเขาถูกพบอยู่ในตำแหน่งที่ 2, 4 และ 6 ที่ตำแหน่งที่ 1 สอดคล้องกับเมธิล -CH 3

โครงสร้างทางเคมีของ 2,4,6-trinitrotoluene เอ็ดการ์ 181. ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

- ไตรไนโตรโทลูอีน

- 2,4,6-Trinitrotoluene

- ทีเอ็นที

- ไตรลิตา

- 2-Methyl-1,3,5-trinitrobenzene

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ของแข็งผลึกไม่มีสีถึงเหลืองซีด คริสตัลรูปเข็ม

น้ำหนักโมเลกุล

227.13 ก. / โมล.

จุดหลอมเหลว

80.5 องศาเซลเซียส

จุดเดือด

ไม่เดือด มันสลายตัวด้วยการระเบิดที่ 240 ºC

จุดวาบไฟ

มันไม่สามารถวัดได้เพราะมันระเบิด

ความหนาแน่น

1.65 ก. / ซม. ³

การละลาย

เกือบไม่ละลายในน้ำ: 115 mg / L ที่ 23 ° C ละลายได้เล็กน้อยในเอทานอล ละลายได้ดีในอะซิโตนไพริดีนเบนซีนและโทลูอีน

คุณสมบัติทางเคมี

อาจสลายตัวเมื่อได้รับความร้อน เมื่อถึง 240 ° C จะระเบิด นอกจากนี้ยังสามารถระเบิดได้เมื่อถูกกระแทกอย่างแรง

เมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวจะผลิตก๊าซพิษของไนโตรเจนออกไซด์ NO x

กระบวนการระเบิดทีเอ็นที

การระเบิดของทีเอ็นทีนำไปสู่ปฏิกิริยาทางเคมี โดยทั่วไปแล้วเป็นกระบวนการเผาไหม้ที่พลังงานถูกปลดปล่อยออกมาเร็วมาก นอกจากนี้ยังมีการปล่อยก๊าซซึ่งเป็นตัวแทนในการถ่ายเทพลังงาน

ทีเอ็นทีระเบิดได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 240 ° C ผู้เขียน: OpenClipart-Vectors ที่มา: Pixabay

เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาการเผาไหม้ (ออกซิเดชั่น) ต้องมีเชื้อเพลิงและสารออกซิแดนท์

ในกรณีของทีเอ็นทีที่ทั้งสองอยู่ในโมเลกุลเดียวกันตั้งแต่คาร์บอน (C) และไฮโดรเจน (H) อะตอมเป็นเชื้อเพลิงและสารต้านอนุมูลอิสระที่มีออกซิเจน (O) ของไนโตร NO การ₂กลุ่ม สิ่งนี้ช่วยให้ปฏิกิริยาเร็วขึ้น

ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นทีเอ็นที

ในระหว่างปฏิกิริยาการเผาไหม้ของ TNT อะตอมจะจัดเรียงใหม่และออกซิเจน (O) จะอยู่ใกล้กับคาร์บอน (C) มากขึ้น นอกจากนี้ไนโตรเจนใน –NO ₂ยังลดลงจนกลายเป็นก๊าซไนโตรเจน N ₂ซึ่งเป็นสารประกอบที่เสถียรกว่ามาก

ปฏิกิริยาเคมีระเบิดของทีเอ็นทีสามารถสรุปได้ดังนี้:

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

คาร์บอน (C) ถูกผลิตขึ้นในระหว่างการระเบิดในรูปของเมฆดำและคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ก็เกิดขึ้นเช่นกันซึ่งเป็นเพราะมีออกซิเจนไม่เพียงพอในโมเลกุลที่จะออกซิไดซ์อะตอมของคาร์บอนทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ ( C) และไฮโดรเจน (H) อยู่

การได้รับทีเอ็นที

ทีเอ็นทีเป็นสารประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยเทียมเท่านั้น

ไม่พบตามธรรมชาติในสิ่งแวดล้อม ผลิตในสถานที่ปฏิบัติงานทางทหารบางแห่งเท่านั้น

มันถูกจัดทำขึ้นโดยไนเตรโทลูอีน (C ₆ H ₅ -CH ₃ ) ที่มีส่วนผสมของไนตริกกรด HNO ₃และกรดซัลฟูริก H ₂ SO 4 ขั้นแรกให้ได้รับส่วนผสมของ ortho- และ para-nitrotoluenes ซึ่งจากการไนเตรตที่รุนแรงตามมาจะก่อให้เกิด trinitrotoluene สมมาตร

การใช้ทีเอ็นที

ในกิจกรรมทางทหาร

ทีเอ็นทีเป็นวัตถุระเบิดที่ใช้ในอุปกรณ์ทางทหารและการระเบิด

ระเบิดมือสามารถบรรจุทีเอ็นที ผู้เขียน: Materialscientist, Nemo5576 และ Tronno ที่มา: Wikimedia Commons

มันถูกใช้เพื่อเติมกระสุนปืนระเบิดและระเบิดทางอากาศเนื่องจากมันไม่ไวพอที่จะรับผลกระทบที่จะออกจากกระบอกอาวุธ แต่มันสามารถระเบิดได้เมื่อโดนกลไกการระเบิด

ระเบิดทางอากาศสามารถบรรจุทีเอ็นที ผู้แต่ง: Christian Wittmann ที่มา: Pixabay

ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อสร้างการกระจายตัวที่สำคัญหรือยิงขีปนาวุธ

ในงานอุตสาหกรรม

มันถูกใช้สำหรับการระเบิดที่น่าสนใจทางอุตสาหกรรมในการระเบิดใต้น้ำ (เนื่องจากไม่สามารถละลายได้ในน้ำ) และการระเบิดในบ่อลึก ในอดีตส่วนใหญ่มักใช้ในการรื้อถอน ปัจจุบันใช้ร่วมกับสารประกอบอื่น ๆ

ภาพถ่ายผลของการระเบิดเพื่อรื้อถอนหินในปี 2455 ในเวลานั้นทีเอ็นทีถูกใช้ในการระเบิดเช่นเพื่อเปิดถนนสำหรับทางรถไฟ ภาพหนังสือที่เก็บถาวรทางอินเทอร์เน็ต ที่มา: Wikimedia Commons

นอกจากนี้ยังเป็นตัวกลางสำหรับสารให้สีและสารเคมีในการถ่ายภาพ

ความเสี่ยงของทีเอ็นที

อาจระเบิดได้หากได้รับความร้อนรุนแรงไฟไหม้หรือการกระแทกอย่างรุนแรง

ระคายเคืองต่อดวงตาผิวหนังและทางเดินหายใจ เป็นสารประกอบที่มีพิษร้ายแรงทั้งต่อมนุษย์และสัตว์พืชและจุลินทรีย์หลายชนิด

อาการของการสัมผัสกับทีเอ็นที ได้แก่ ปวดศีรษะอ่อนแรงโลหิตจางตับอักเสบจากพิษตัวเขียวผิวหนังอักเสบตับถูกทำลายเยื่อบุตาอักเสบเบื่ออาหารคลื่นไส้อาเจียนท้องร่วงและอื่น ๆ

มันคือการกลายพันธุ์กล่าวคือสามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลทางพันธุกรรม (DNA) ของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกี่ยวข้องกับลักษณะของโรคทางพันธุกรรม

นอกจากนี้ยังถูกจัดให้เป็นสารก่อมะเร็งหรือมะเร็ง

การปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อมด้วย TNT

มีการตรวจพบทีเอ็นทีในดินและน่านน้ำในพื้นที่ปฏิบัติการทางทหารในสถานที่ผลิตอาวุธยุทโธปกรณ์และสถานที่ฝึกซ้อมทางทหาร

ดินและน้ำในเขตสงครามหรือปฏิบัติการทางทหารปนเปื้อนทีเอ็นที ผู้แต่ง: Michael Gaida ที่มา: Pixabay

การปนเปื้อนทีเอ็นทีเป็นอันตรายต่อชีวิตของสัตว์มนุษย์และพืช แม้ว่าปัจจุบัน TNT จะใช้ในปริมาณที่น้อยลง แต่ก็เป็นหนึ่งในสารประกอบไนโตรอะโรมาติกที่ถูกใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมวัตถุระเบิด

ด้วยเหตุนี้จึงเป็นหนึ่งในสิ่งที่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด

แนวทางแก้ไขการปนเปื้อนของ TNT

ความจำเป็นในการ "ทำความสะอาด" พื้นที่ที่ปนเปื้อนด้วย TNT ทำให้เกิดการพัฒนากระบวนการแก้ไขต่างๆ การแก้ไขคือการกำจัดมลพิษออกจากสิ่งแวดล้อม

การแก้ไขแบคทีเรียและเชื้อรา

จุลินทรีย์หลายชนิดมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของ TNT เช่นแบคทีเรียในสกุล Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium และ Clostridium

นอกจากนี้ยังพบว่ามีแบคทีเรียบางชนิดที่วิวัฒนาการในสถานที่ปนเปื้อนทีเอ็นทีและสามารถอยู่รอดได้และยังย่อยสลายหรือเผาผลาญเป็นแหล่งสารอาหาร

ตัวอย่างเช่น Escherichia coli ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถที่โดดเด่นในการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพของทีเอ็นทีเนื่องจากมีเอนไซม์หลายชนิดที่จะโจมตีมันในขณะที่แสดงให้เห็นถึงความอดทนสูงต่อความเป็นพิษ

นอกจากนี้เชื้อราบางชนิดยังสามารถเปลี่ยนรูปทีเอ็นทีให้กลายเป็นแร่ธาตุที่ไม่เป็นอันตรายได้

การแก้ไขด้วยสาหร่าย

ในทางกลับกันนักวิจัยบางคนพบว่าสาหร่ายสไปรูลิน่า platensis alga มีความสามารถในการดูดซับบนพื้นผิวของเซลล์และดูดซึมทีเอ็นทีได้ถึง 87% ในน้ำที่ปนเปื้อนด้วยสารประกอบนี้

ความทนทานของสาหร่ายชนิดนี้ต่อทีเอ็นทีและความสามารถในการทำความสะอาดน้ำที่ปนเปื้อนบ่งบอกถึงศักยภาพที่สูงของสาหร่ายชนิดนี้ในฐานะสารตัวกลาง

อ้างอิง

1. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2019). 2,4,6-Trinitrotoluene. กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. เมอร์เรย์, SG (2000). วัตถุระเบิด กลไกการระเบิด ในสารานุกรมนิติวิทยาศาสตร์ 2000 หน้า 758-764 กู้คืนจาก sciencedirect.com.
3. Adamia, G. et al. (2018) เกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้สาหร่ายสไปรูลิน่าสำหรับการบำบัดด้วยไฟโตเรียมของน้ำที่ปนเปื้อนด้วย 2,4,6-trinitrotoluene พงศาวดารวิทยาศาสตร์การเกษตร 16 (2018) 348-351. กู้คืนจาก reader.elsevier.com.
4. Serrano-González, MY และคณะ (2018) การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพและการย่อยสลาย 2,4,6-trinitrotoluene โดยการเผาผลาญของจุลินทรีย์และปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน เทคโนโลยีป้องกัน 14 (2561) 151-164. กู้คืนจาก pdf.sciencedirectassets.com.
5. Iman, M. et al. (2017) แนวทางชีววิทยาเชิงระบบเพื่อการบำบัดทางชีวภาพของ Nitroaromatics: การวิเคราะห์ตามข้อ จำกัด ของการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพ 2,4,6-Trinitrotoluene โดย Escherichia coli โมเลกุล 2017, 22, 1242 กู้คืนจาก mdpi.com.
6. Windholz, M. et al. (บรรณาธิการ) (2526) ดัชนีเมอร์ค สารานุกรมสารเคมียาและชีวภาพ ฉบับที่สิบ. Merck & CO., Inc.
7. Morrison, RT และ Boyd, RN (2002) เคมีอินทรีย์. พิมพ์ครั้งที่ 6. ศิษย์ฮอลล์.