Tetranitrometan (czteronitrometan, TeNMe, tetan, TNM) - C(NO2)4 lub CN4O8, jest bezbarwną lub bladożółtą, oleista cieczą o ostrym zapachu podobnym do tlenków azotu. Jest trujący, prawdopodobnie również rakotwórczy, drażni skórę. Do organizmu dostaje się głównie poprzez drogi oddechowe. Stężenie tylko 0.1ppm (0.00001%) w powietrzu jest już śmiertelne. Temperatura krzepnięcia wynosi 13.8*C, a wrzenia 125.7*C (z niewielkim rozkładem), gęstość 1.65g/cm3. Jest bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie 0.009g/100ml, za to dobrze rozpuszczalny w alkoholu i eterze. Tetranitrometan jest słabym MW w stanie czystym:
- ciepło wybuchu: 580 kcal/kg
- prędkość detonacji (d=1.65): 6500 m/s
- objętość produktów wybuchu: 670 l/kg
Bilans tlenowy jest oczywiście silnie dodatni (+49%). Prawdziwą moc i naturę ujawnia dopiero w mieszaninach z reduktorami. Materiały wybuchowe oparte na nim są bardzo silne (aż do 230% mocy TNT), lecz również bardzo wrażliwe. Używany jest również jako utleniacz w silnikach rakietowych. Pierwszy raz został otrzymany w 1857r. przez Sziszkowa.
Otrzymywanie:
Najpierw musimy zmontować aparaturę, potrzebne będą:
- kolba okrągłodenna 250ml
- nasadka Claisena
- termometr
- lejek
- zlewka
- cylinder miarowy
Odczynniki:
- bezwodnik octowy (CH3CO)2O
- kwas azotowy 100% HNO3
- wodorotlenek sodu NaOH
Do kolby wlewamy 21ml kwasu azotowego, ważne żeby kwas był bezwodny oraz żeby nie wlewać go więcej, gdyż inaczej wydajność bardzo spadnie. Nałożyć na kolbę nasadkę i w jej proste ramię włożyć termometr, a w boczne lejek. Nie wolno wkładać termometru bezpośrednio do kolby, gdyż gazy wydzielające się w czasie reakcji muszą mieć ujście. Kolbę schładzamy do 10*C na łaźni wodnej. Powoli dodajemy 47.2ml bezwodnika octowego porcjami po 0.5ml. Nie możemy pozwolić aby temperatura wzrosła powyżej 10*C, gdyż reakcja może się nam wymknąć spod kontroli. Po pierwszych 5ml ciecz w kolbie powinna się uspokoić na tyle aby dodawać do niej większe porcje bezwodnika, po 1-5ml cały czas poruszając kolbą. Pod dodaniu całego bezwodnika odłączamy całą aparaturę od kolby i jej szyjkę przecieramy szmatką. Przykrywamy kolbę odwróconą zlewką, wstawiamy do łaźni lodowej i zostawiamy w spokoju na tydzień. Łaźnia jest ważna, dzięki niej temperatura w kolbie będzie bardzo wolno wzrastać do temperatury pokojowej. Przy zbyt szybkim jej ogrzaniu zachodząca wciąż reakcja mogłaby się stać zbyt gwałtowna. Po tygodniu mieszaninę poreakcyjną wlewamy do kolby 500ml, w której jest 300ml wody. Tetranitrometan wydzielamy z mieszaniny poprzez destylację parą wodną. Dolną warstwę destylatu zlewamy, przemywamy rozcieńczonym roztworem wodorotlenku sodu, następnie wodą. Na koniec suszymy w eksykatorze z bezwodnym siarczanem sodu lub chlorkiem wapnia. Wydajność wynosi 14-16g, czyli koło 57-65%. Nie wolno destylować bezpośrednio, tylko parą wodną!!! Przy bezpośredniej destylacji może nastąpić wybuch!!!
Istnieją jeszcze dwie inne metody otrzymywania tetanu:
1. Nitrowanie acetylenu 100% kwasem azotowym w 50*C w obecności azotanu rtęci (II). Jest to metoda przemysłowa i była stosowana już w czasie II wojny światowej. Zachodzi wg reakcji:
C2H2 + 6 HNO3 -> C(NO2)4 + CO2 + 4 H2O + NO2
2. Przepuszczanie ketenu przez zimny 100% kwas azotowy. Po reakcji wlanie produktów do wody, tetan wytrąca się jako oleista warstwa.
Materiały wybuchowe z użyciem TeNMe
Materały wybuchowe z tetranitrometanem są w dużej części bardzo wrażliwe na różne bodźce, np. pierwszy MW w tabeli (tetan z toluenem) jest bardziej niestabilna niż nitrogliceryna. Warto jeszcze wspomnieć o MW składającym się 10-40% parafiny i 60-90% tetanu, gdyż przy dużej sile jest odporny na bodźce mechaniczne.
Nazwa Materiału: |
TER-T-1A |
TER-NA |
TER-N |
TER-N |
Moc TNT (%): |
205% |
170% |
150% |
140% |
Gęstość (g/cm3): |
1,45 |
1,52 |
1,53 |
1,47 |
Próba Trauzla (cm3): |
465 |
495 |
470 |
520 |
Prędkość detonacji (m/s): |
9300-8700 |
8150 |
7450 |
7200 |
Właściwości fabrycznych materiałów wybuchowych z użyciem TeNMe
TER-T-1A |
TER-NA |
TER-N |
TER-B |
TeNMe 86.5% |
TeNMe 78% |
TeNMe 76% |
TeNMe 86% |
Toluen 13.5% |
Nitrotoluen 22% |
Nitrobenzen 24% |
Benzen 14% |
Skład fabrycznych materiałow wybuchowych z użyciem TeNMe
Bezpieczeństwo Należy pamiętać, że mamy tu do czynienia z bardzo niebezpiecznym materiałem wybuchowym. Nie dość, że jest bardzo wrażliwy na bodźce mechaniczne to w dodatku jego dawka śmiertelna jest bardzo niska. Otruć się nim jest bardzo prosto gdyż większość a pewnie i nikt z czytających nie posiada takiej aparatury, aby móc z nim bezpiecznie pracować. Jest to przykład teoretycznego artykułu do poszerzenia wiedzy.
Artykuł napsiał: Gatar
Literatura:
- "Wstęp do technologii materiałów wybuchowych", Tadeusz Urbański - http://www.roguesci.org/megalomania - http://pxd.czechian.net/pxd.php?id=home - http://pl.wikipedia.org
|