Kwas pikrynowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Kwas pikrynowy
Kwas pikrynowy Kwas pikrynowy
Kwas pikrynowy
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny C6H3N3O7
Masa molowa 229,10 g/mol
Wygląd żółte kryształy[1]
Identyfikacja
Numer CAS 88-89-1
PubChem 6954[3]
Podobne związki
Pochodne (sole) pikrynian sodu; pikrynian amonu; pikrynian ołowiu
Podobne związki trinitrobenzen
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

Kwas pikrynowy (gr. pikros – gorzki, ze względu na gorzkawy smak) – organiczny związek chemiczny z grupy związków nitrowych i fenoli.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Reakcja fenolu z mieszaniną nitrującą prowadzi do powstania ciemnego wielkocząsteczkowego produktu utleniania, a nie kwasu pikrynowego. Typową metodą otrzymywania kwasu pikrynowego jest nitrowanie kwasu p-hydroksybenzenosulfonowego, otrzymywanego przez sulfonowanie fenolu. Inne sposoby to np. reakcja benzenu z 1,6% roztworem azotanu rtęci(II) w ~65% kwasie azotowym lub alkaliczna hydroliza 2-chloro-1,3,5-trinitrobenzenu:

(NO2)3C6H2Cl + KOH → (NO2)3C6H2OH + KCl

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

W temperaturze pokojowej kwas pikrynowy jest żółtym, krystalicznym ciałem stałym (może krystalizować w postaci białych lub żółtych igieł) o gęstości 1,77 g/cm3. Ciepło wybuchu wynosi 4522 kJ/kg, objętość właściwa gazów podczas detonacji wynosi 800 dm3/kg. Prędkość detonacji wynosi 7504 m/s (przy gęstości 1,56 g/cm3), temperatura pobudzenia 300 °C. Bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie. Jest stosunkowo silnym kwasem, dorównuje niektórym kwasom mineralnym (stała dysocjacji Ka = 4,2×10-1, w porównaniu do 1,3×10-10 dla niepodstawionego fenolu), co jest spowodowane efektem mezomerycznym występującym między wiązaniami π w pierścieniu benzenowym fenolu a wiązaniami π pomiędzy atomami azotu i tlenu z grup nitrowych. Topi się w temperaturze 122,5 °C. Suchy kwas pikrynowy wybucha po podgrzaniu powyżej 300 °C, stopiony jest wrażliwy na bodźce mechaniczne. Reaguje z metalami tworząc jeszcze bardziej niestabilne solepikryniany (np. pikrynian sodu i pikrynian ołowiu).

Reaguje z wieloma związkami aromatycznymi tworząc trwałe kompleksy z przeniesieniem ładunku (charge-transfer).

W większych ilościach kwas pikrynowy jest toksyczny (LD50 (szczur, doustnie) wynosi 200 mg/kg). Działa drażniąco na skórę i oczy.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Kwas pikrynowy został po raz pierwszy otrzymany w 1771 r. przez angielskiego chemika Petera Woulfe'a w wyniku działania kwasem azotowym na indygo. Pierwszą syntezę kwasu pikrynowego bezpośrednio z fenolu przeprowadził w 1842 francuski chemik Auguste Laurent. W latach 80. XIX wieku zaczęto go stosować w pociskach artyleryjskich. Na wielką skalę był wykorzystywany podczas pierwszej wojny światowej pod nazwami np. lyddit (ang.) czy melinit (franc.)[4]. Mieszanina kwasu pikrynowego (88%) i parafiny (12%) była używana we Francji pod nazwą MP.

Japończycy używali kwasu pikrynowego pod nazwą szimoza (ang. shimose)[4][5], od nazwiska Shimose Masachika[6], chemika, który opracował oparte na nim materiały wybuchowe. Szimozy używała Japońska Cesarska Marynarka Wojenna w czasie wojny japońsko-rosyjskiej[6] i II wojny światowej[7]. Prędkość detonacji japońskiego kwasu pikrynowego z czasów II wojny światowej wynosiła 7800 m/s[7].

W późniejszych czasach został wyparty przez nieco słabszy, ale bezpieczniejszy trotyl.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na dość dużą siłę wybuchu trinitrofenol był stosowany jako kruszący materiał wybuchowy, przeważnie w mieszaninie z DNN (dinitronaftalenem); ze względu na tworzenie niestabilnych pikrynianów w kontakcie z metalami nie jest obecnie wykorzystywany w takich celach, natomiast bywa używany w detonatorach. Innym dawnym zastosowaniem kwasu pikrynowego było barwienie na żółto jedwabiu i wełny.

Znajduje zastosowanie jako główny składnik roztworów trawiących w metalografii żelaza i stali. Znajduje również zastosowanie w analizie chemicznej. Jego sole z różnymi aminami są najczęściej dobrze wykształconymi kryształami o konkretnej temperaturze topnienia. Preparaty zawierające kwas pikrynowy służą również do badań stali. Bywa też wykorzystywany jako środek bakteriobójczy.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. 1,0 1,1 Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 214. ISBN 8371832400.
  2. Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Kwas pikrynowy (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2010-09-10].
  3. Kwas pikrynowy – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  4. 4,0 4,1 Mikołaj Korzun: 1000 słów o materiałach wybuchowych i wybuchu. Warszawa: Wydawnictwo MON, 1986, s. 139 i 182.
  5. Rudolf Meyer: Explosives. Wiley-VCH Verlag Gmbh, 2002, s. 256. ISBN 3527600515.
  6. 6,0 6,1 Shimose, Masachika (1860 - 1911) (ang.). ndl.go.jp. [dostęp 2013-09-20].
  7. 7,0 7,1 US Naval Technical Mission To Japan: Japanese Explosives, Fascicle O-1, Target O-25. US Navy, 1946, s. 8.