Тринитротолуол (син.: тол, тротил) — взрывчатое вещество, относящееся к наиболее токсичным производным толуола. Используется для снаряжения боеприпасов. Плохо растворим в воде, лучше в толуоле, спирте; хорошо растворим в липидах, что способствует быстрому всасыванию его через кожу. Проникает в организм через органы дыхания, кожу, частично через жел.-киш. тракт; поглощается преимущественно печенью; выводится с мочой в виде парных соединений продуктов его метаболизма с глюкуроновой к-той.
По механизму действия сходен с толуолом (см.), но наличие в молекуле Т. нитрогруппы (NO2) способствует метгемоглобинообразованию (см. Метгемоглобинемия), развитию гипоксемии (см. Гипоксия), нередко гипокапнии (см.) и вызывает более выраженные изменения в печени.
Частота и выраженность интоксикации зависят от действующей концентрации Т. и степени загрязненности технического продукта другими его токсическими изомерами. ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг!м3.
При острых интоксикациях больные предъявляют жалобы на головную боль, головокружение, общую слабость, тошноту, рвоту. При действии на организм высоких концентраций Т. (в аварийных ситуациях) развиваются выраженные изменения ц. н. с., общемозговые явления вплоть до потерн сознания. Характерна сине-серая окраска кожи и слизистых оболочек.
Как появился тротил: история изобретения
Кровь густая, вязкая, шоколадно-бурого цвета. К специфическим изменениям крови относится метгемоглобинемия, к-рая определяет степень гипоксемии. Характерно обнаружение в крови эритроцитов с тельцами Гейнца — Эрлиха (денатурированный гемоглобин), а также снижение содержания свободных сульфгидрильных групп.
В тяжелых случаях на 3—4-й день после интоксикации нередки явления гемолитической анемии (см.). Т. относится к гепатотропным веществам, способным вызывать поражение печени, сопровождающееся болями в области правого подреберья, увеличением размеров печени, нарастающей желтухой, повышением уровня активности ферментов (трансаминазы, альдолазы), гипербилирубинемией с преобладанием билирубин-глюкуранида. В отдельных случаях возможно развитие острой или под-острой дистрофии печени (см. Токсическая дистрофия печени), глубокое нарушение обменных процессов, коагуляционный некроз гепатоцитов, завершающийся печеночной недостаточностью (см.), развитием печеночной комы (см.).
В совр. промышленных условиях еще встречаются легкие формы интоксикации с маловыраженными функциональными нарушениями печени. В легких случаях острых отравлений отмечаются головокружение, тошнота, иногда рвота, учащение пульса, цианоз губ.
Хрон. интоксикации Т. проявляются симптомами токсического гепатита (см.) и сопровождаются увеличением печени, развитием диспепсического и болевого синдромов, а также дискинезией желчных путей. К ранним нарушениям относится снижение экскреторной функции печени. В выраженных случаях наступает изменение пигментной функции с повышением уровня билирубина в сыворотке крови.
Морфологически выявляются дистрофические изменения в гепатоцитах с преобладанием жировой дистрофии (см.). В крови — ретикулоцитоз, тельца Гейнца—Эрлиха в эритроцитах, снижение содержания свободных сульфгидрильных групп. В выраженных случаях интоксикации—умеренная анемия гемолитического характера. При хрон. интоксикации возможно развитие профессиональной катаракты, первые признаки к-рой могут наблюдаться после двух-трех лет контакта с Т.
Как делают тротил
Первая помощь и лечение
При острых интоксикациях пострадавшего следует немедленно вывести из загазованного помещения, снять загрязненную Т. одежду. При попадании продукта на кожу обильно промывают загрязненные места водой и слабо-розовым раствором перманганата калия. Противопоказаны тепловые процедуры, усиливающие образование метгемоглобина, в частности горячая ванна или душ.
При выраженной метгемоглобинемии с целью усиления процесса деметгемоглобинизации показано введение 1% р-ра метиленового синего в 40% р-ре глюкозы. При гипоксемии с целью повышения количества растворенного в плазме кислорода — оксигенотерапия, при гипокапнии — карбоген. При тяжелых поражениях печени — в первые сутки форсированный диурез, трасилол, контрикал, липотропные средства — холина хлорид, метионин, липамид. При высокой активности процесса — стероидные гормоны. По показаниям назначают сердечно-сосудистые средства.
При хрон. интоксикациях, сопровождающихся преимущественным поражением печени, показаны витамины группы В, препараты липотропного действия (холина хлорид, липоевая, фолиевая к-ты). В последующем показаны сан.-кур. лечение (Ессентуки, Железноводск), препараты аминохинолинового ряда. При дискинезии желчных путей применяют желчегонные и спазмолитические средства.
Экспертиза трудоспособности. При начальных легкообратимых проявлениях воздействия Т. больного временно переводят на другую работу, при выраженных стойких явлениях — направляют на ВТЭК.
Профилактика отравлений включает механизацию производственных процессов, герметизацию аппаратуры, улучшение вентиляции. Большое значение имеют частая смена спецодежды, ежедневный теплый душ после работы, периодический сан. инструктаж работающих. Обязательно проведение предварительного и периодических мед. осмотров (см. Медицинский осмотр).
Библиогр.: Артамонова В. Г. и Шаталов H. Н. Профессиональные болезни, с. 293, М., 1982; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной, т. 2, с. 259, Л., 1976; Кончаловская Н. М., Попова Т. Б. и Бялко Н. К. Современное состояние проблемы токсического гепатита, Гиг. труда и проф. заболев., № 12, с. 10, 1974; Профессиональные болезни, под ред. E. М. Тареева и А. А. Безродных, с. 209, М., 1976; Раше век а я А. М. и др. Профессиональные болезни, с. 283, М., 1973; Руководство по профессиональным заболеваниям, под ред. Н. Ф. Измерова, т. 1, с. 125, М., 1983.
А. М. Рашевская.
Источник: xn--90aw5c.xn--c1avg
Как появился тротил: история изобретения
Хотя тротил в чистом виде в настоящее время применяется редко, он по-прежнему считается практически официальным эквивалентом разрушительной силы взрывчатых веществ.
Девятнадцатое столетие стало началом новой эпохи в развитии взрывчатых веществ. Черный порох, безраздельно царивший на полях сражений несколько веков, готовился к сдаче трона. Химики разных стран одну за другой создавали новые, куда более мощные взрывчатки. Уже в 1800 году появилась гремучая ртуть, которая со временем стала могильщиком кремневых ружейных замков.
В конце первой четверти XIX века химики обратили внимание, что при обработке азотной кислотой ряда горючих материалов образуются соединения, обладающие взрывными свойствами. Были изобретены тринитробензол и нитронафталин (1825), тетранитроанилин (1826), нитрокрахмал (1833), пироксилин (1845) и наделавший столько шуму в мире взрывчаток нитроглицерин (1847).
В 1863 году немецкий химик Йозеф Вильбрандт, изучавший свойства толуола (побочный продукт коксования угля или крекинга нефти), обработал его азотной кислотой. При этом образовалось несколько нитросоединений толуола, среди которых был и тринитротолуол. Поначалу на новое вещество никто не обратил особого внимания, поскольку оно терялось среди получаемых с помощью этого же процесса мононитротолуолов и динитротолуолов. Впрочем, его способность взрываться не вызывала сомнений, хотя едва ли не все вещества, содержащие в себе углерод и водород, способны гореть, а обработанные азотной кислотой — взрываться.
И только в начале XX века крупнейший немецкий химик, специалист в области взрывчаток Генрих Каст занялся исследованиями именно тринитротолуола. Он обратил внимание на то, что процесс изготовления тринитротолуола не содержит опасных по взрыву этапов. Уже одно это выгодно отличало его от других взрывчатых веществ: всей Европе были памятны многочисленные страшные взрывы фабрик, производивших нитроглицерин, да и производство пироксилина до того времени, пока гений Менделеева не укротил буйный нрав этой нитроклетчатки спиртом, было немногим безопаснее.
Источник: tehnowar.ru
Тринитротолуол
На фото — кристаллический препарат тринитротолуола (2,4,6-тринитротолуол, C7H5N3O6). Тринитротолуол, или ТНТ, или тротил, входит в первую десятку органических веществ, название которых легко вспоминает человек, далекий от химии. В начале ХХ века он интенсивно использовался в качестве бризантного взрывчатого вещества военного и промышленного назначения. Тринитротолуол-тротил до сих пор служит эквивалентом для оценки количества энергии, выделяемой при ядерных взрывах, подрывах химических взрывчатых устройств, падениях астероидов и комет, взрывах вулканов.
Строение 2,4,6-тринитротолуола. Рисунок автора
При комнатной температуре тринитротолуол представляет собой желтое кристаллическое вещество. Впервые он был получен в 1863 году немецким химиком Юлиусом Вильбрандом (на многих интернет-ресурсах этот синтез и открытие тринитротолуола ошибочно приписывают его отцу — немецкому врачу и судебному медику Йозефу Вильбранду). Тринитротолуол получают, обрабатывая толуол азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты и олеума — раствора SO3 в серной кислоте. Обработка толуола азотной кислотой — нитрование — происходит постадийно, на каждой стадии в молекулу вводится одна нитрогруппа (–NO2), и если динитротолуол еще можно получить, используя в качестве катализатора концентрированную серную кислоту, то для введения третьей группы –NO2 необходим более активный катализатор — олеум. После нитрования кристаллы тринитротолуола отмывают водой от загрязнений и высушивают.
Непосредственно после первого успешного синтеза тринитротолуола его потенциал как нового взрывчатого вещества не был раскрыт. До 1890-х годов тринитротолуол, получаемый в скромных количествах, использовали только в качестве желтого красителя для текстиля. Исследователи не смогли разглядеть в нем взрывчатое вещество три десятка лет из-за того, что это соединение не так легко детонирует. По сравнению с основными взрывчатыми веществами, которые в те времена рассматривались как замена дымному пороху, — тринитроглицерином или нитроцеллюлозой — тринитротолуол считался исключительно устойчивым, да и мощность его взрыва меньше, чем у нитроцеллюлозы и нитроглицерина. Разглядеть в тринитротолуоле потенциальную взрывчатку удалось только в 1891 году другому немецкому химику — Карлу Хойссерманну (Karl Häussermann).
Стать «эталонным» взрывчатым веществом тринитротолуолу помогли относительная простота и дешевизна его промышленного получения, безопасность при хранении, транспортировке и легкость снаряжения им боеприпасов. Тротил можно расплавить, заполнить его расплавом любую емкость или придать обусловленную тем или иным применением форму. Такое возможно из-за того, что температура плавления тринитротолуола составляет 80°С, а температура разложения — 240°С, поэтому в отсутствие искр или источников открытого огня работа с расплавленным тротилом практически безопасна, чего нельзя сказать про работу с нитроглицерином или нитроцеллюлозой.
Плавление 2,4,4-тринитротолуола. Фото с сайта creationwiki.org
С 1890-х годов тринитротолуол стал использоваться как взрывчатое вещество гражданского назначения. Из него изготавливали тротиловые шашки для горных работ, расчистки ландшафта при прокладке железных и автодорог, сносе зданий.
Снаряжение артиллерийских боеприпасов, мин и бомб тротилом началось в 1902 году, первыми были немцы, в 1907 году технологию производства тротиловых боеприпасов освоили британцы. Первое полномасштабное применение произошло во время Первой Мировой войны.
Практика показала, что тринитротолуол оказался более удобным для ведения боевых действий, чем его основной конкурент того времени — пикриновая кислота (см. тринитрофенол). Боеприпасы с пикриновой кислотой, в отличие от снарядов с тринитротолуолом, могли самопроизвольно взрываться от удара. Это происходило из-за того, что пикриновая кислота могла реагировать с металлами, из которых изготавливали артиллерийские гильзы, образуя при этом взрывоопасные соли — пикраты. Также пикриновая кислота относительно хорошо растворяется в воде (при 20°С в 1 литре воды растворяется уже 12,7 г кислоты), а значит, она могла поглощать воду из влажного воздуха, теряя при этом взрывчатую способность. С тринитротолуолом такого не происходит: он плохо растворяется в воде (при 20°С в 1 литре воды растворяется всего 0,13 г вещества).
При взрыве тринитротолуол разлагается в соответствии со следующим уравнением:
Если посчитать объем выделяющихся при взрыве тротила газов, даже занижая оценку (то есть приводя его к комнатной температуре и считая в этих условиях газами только азот и угарный газ), то объем продуктов детонации будет примерно в 800 раз больше объема самого тринитротолуола. Уже такая оценка говорит о тротиле как о мощном взрывчатом веществе (взрыв — химическая реакция, сопровождающаяся в том числе и значительным изменением объема).
При взрыве тринитротолуола значительно увеличивается температура, при этом выделяющаяся при его разложении вода будет газообразной, а продукты взрыва займут больший объем, чем при комнатной температуре. Поэтому на самом деле объем продуктов разложения будет в тысячи раз превосходить объем самого взрывчатого вещества. Резкое увеличение объема и определяет мощность взрывчатки. Точно рассчитать или измерить энергию взрыва образца тринитротолуола невозможно: эту величину можно знать, только зная температуру взрыва, а она, в свою очередь, зависит от типа взрыва — при детонации в замкнутом объеме температура выше, чем в открытом. Для стандартизации принято считать, что при взрыве килограмма тротила выделяется 4,2×10 3 килоджоулей, одна килотонна в тротиловом эквиваленте соответствует при этом 4,2×10 6 мегаджоулям энергии.
Хотя основное применение тринитротолуола — снаряжение боеприпасов, не нужно забывать, что он использутся и в мирных целях: при строительстве туннелей, для сноса старых зданий и расчистки земли под реновацию инфраструктуры городов. Из тринитротолуола получают 1,3,5-тринитробензол и 1,3-динитробензол, которые тоже являются взрывчатыми веществами, но, в отличие от тротила, используются не самостоятельно, а в композициях с нитроцеллюлозой при изготовлении бездымного пороха. Тринитротолуол считается канцерогеном и веществом, вызывающим анемию и поражение печени. Также он оказывает раздражающее действие на кожу, окрашивая ее в желтый или оранжевый цвет, так что совсем уж безопасной работу с тринитротолуолом назвать нельзя.
Аркадий Курамшин
Источник: elementy.ru
Кто изобрел тротил: эссенция чистого разрушения
Хотя тротил в чистом виде в настоящее время применяется редко, он по-прежнему считается практически официальным эквивалентом разрушительной силы взрывчатых веществ.
Юрий Веремеев
Девятнадцатое столетие стало началом новой эпохи в развитии взрывчатых веществ. Черный порох, безраздельно царивший на полях сражений несколько веков, готовился к сдаче трона. Химики разных стран одну за другой создавали новые, куда более мощные взрывчатки. Уже в 1800 году появилась гремучая ртуть, которая со временем стала могильщиком кремневых ружейных замков.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В конце первой четверти XIX века химики обратили внимание, что при обработке азотной кислотой ряда горючих материалов образуются соединения, обладающие взрывными свойствами. Были изобретены тринитробензол и нитронафталин (1825), тетранитроанилин (1826), нитрокрахмал (1833), пироксилин (1845) и наделавший столько шуму в мире взрывчаток нитроглицерин (1847).
В 1863 году немецкий химик Йозеф Вильбрандт, изучавший свойства толуола (побочный продукт коксования угля или крекинга нефти), обработал его азотной кислотой. При этом образовалось несколько нитросоединений толуола, среди которых был и тринитротолуол. Поначалу на новое вещество никто не обратил особого внимания, поскольку оно терялось среди получаемых с помощью этого же процесса мононитротолуолов и динитротолуолов. Впрочем, его способность взрываться не вызывала сомнений, хотя едва ли не все вещества, содержащие в себе углерод и водород, способны гореть, а обработанные азотной кислотой — взрываться.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
И только в начале XX века крупнейший немецкий химик, специалист в области взрывчаток Генрих Каст занялся исследованиями именно тринитротолуола. Он обратил внимание на то, что процесс изготовления тринитротолуола не содержит опасных по взрыву этапов. Уже одно это выгодно отличало его от других взрывчатых веществ: всей Европе были памятны многочисленные страшные взрывы фабрик, производивших нитроглицерин, да и производство пироксилина до того времени, пока гений Менделеева не укротил буйный нрав этой нитроклетчатки спиртом, было немногим безопаснее.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Мирный характер
Каст получает желто-коричневые чешуйки тринитротолуола (ТНТ), причем это вещество отличается настолько мирным нравом, что многие даже сомневаются в его способности взрываться. Удары тяжелым молотком приводят лишь к тому, что чешуйки рассыпаются в порошок.
Огонь производит на ТНТ не больше впечатления, чем на сосновые дрова: ТНТ горит медленным желтым коптящим пламенем, которое никогда не переходит во взрыв. Пытались стрелять в мешки с тринитротолуолом из винтовок: бесполезно, из мешков лишь летела мелкая пыль. Единственным способом разбудить дремлющего в ТНТ дьявола был взрыв.
Чтобы он показал свой нрав во всей красе, нужно было взорвать что-нибудь уложенное вплотную к массе этого ленивца (например, мелинитовую шашку). Эксперименты показали, что если чешуйчатый тринитротолуол размолоть в порошок или спрессовать, то он надежно взрывается от нобелевского капсюля-детонатора №8, сохраняя при этом во всем остальном свой покладистый нрав. Мечта и военных, и гражданских подрывников.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
ТНТ можно пилить, строгать, сверлить, шнековать, прессовать, размалывать, словом, делать с ним что угодно. Температура его плавления — всего 80 градусов Цельсия, в жидком виде он весьма текучий и не липкий. Поэтому конструкторам снарядов и торпед не нужно ломать голову над тем, как заполнять взрывчаткой готовые изделия: расплавленный ТНТ можно просто заливать в снаряды через отверстие для взрывателя (плавленый тринитротолуол еще более миролюбив, нежели порошкообразный или прессованный, поэтому после застывания в нем высверливали углубление, куда вставляли небольшую шашку из прессованного тринитротолуола, а в нее — взрыватель с капсюлем-детонатором). ТНТ химически очень инертен, не вступает в реакции с металлами, как это имеет место у мелинита, и никак не реагирует на воду.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Самая массовая взрывчатка
Немецкие военные сразу же оценили изобретение Каста, и уже в 1905 году в Германии была выпущена первая сотня тонн ТНТ под шифрованным названием Fullpulver 02. Но секрет недолго оставался секретом. Уже на следующий год благодаря капитану Владимиру Рдутловскому ТНТ начинают производить в России — под названием «тротил», он же «тол». Так тротил начал свое победное шествие.
В разных странах ему стали давать свои названия. Во Франции — Tolite, в Испании — Tritil или Tolita, в Италии — Tritolo. Сегодня чаще всего используется англоязычная аббревиатура TNT.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Тротил пришелся ко двору во всех областях, где нужна взрывчатка. В 1912 году армия США приняла тротил как основную взрывчатку для артиллерийских снарядов, а также как основную саперную взрывчатку. В странах Европы с этим обстояло несколько хуже, но вовсе не потому, что тротил оказался плох.
Просто к началу Первой мировой вoйны были накоплены столь огромные запасы снарядов, начиненных мелинитом (а в России — пироксилином), что расстреливать их пришлось вплоть до середины вoйны. На флоте же крупнокалиберные снаряды с пироксилином сохранялись вплоть до начала Второй мировой, а с мелинитом — и того дольше. Например, артпогреба советского линкора «Новороссийск» (бывший итальянский «Джулио Чезаре») были заполнены 320-миллиметровыми снарядами с мелинитом еще и в 1955 году!
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Линкор «Новороссийск»
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Однако, несмотря на старые запасы, промышленность всех стран срочно начала выпуск тротила. Уже в 1913 году его изготовление в Германии возросло до 4500 т, а в 1918 году достигло 49 500 т. Великобритания произвела в 1918 году 60 000 т тротила. Всего за годы Первой мировой вoйны было израсходовано 2,5 млн. т тротила, тогда как расход других взрывчаток не превысил нескольких десятков тысяч тонн.
США в 1945 году произвели свыше 1 млн. т тротила. Никакого другого взрывчатого вещества в мире не производилось и не производится столько, сколько ТНТ. Тем более со временем выяснилось, что он очень стоек в хранении. Тротил, пролежавший с 1905 года даже не в складских условиях, сегодня взрывается точно так же, как и свежеприготовленный.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Плюсы и минусы
Любопытно, что тротил как взрывчатка не слишком подходит как военным, так и гражданским пользователям. Например, при взрывных работах на выброс грунта самый существенный параметр — это фугасность (работоспособность взрывчатки). Тротил имеет показатель по Трауцлю 285 см³, тогда как динамит — 400, гексоген — 490, пентрит — 500.
Сравнение не в пользу ТНТ: чтобы выбросить одно и то же количество грунта, тротила требуется почти вдвое больше, чем динамита. К тому же тротил достаточно дорог, аммиачная селитра гораздо дешевле. Для военных желательно иметь снаряд калибром поменьше, а его действие по цели сделать возможно большим, и здесь на первое место выступает бризантность. Чем большую бризантность имеет взрывчатка, тем лучше она дробит корпус снаряда на осколки и тем бóльшую скорость, а значит, и дальность, имеют ее осколки. Бризантность тротила по методике Гесса 13 мм, динамита — 18, гексогена и пентрита — 24 (то есть снаряд, заполненный гексогеном, будет иметь почти вдвое большую мощность, чем ТНТ).
Источник: www.techinsider.ru