Tetryl

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Tetryl
Tetryl
Tetryl
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny C7H5N5O8
Masa molowa 287,15 g/mol
Wygląd bezwonne, żółte kryształy
Identyfikacja
Numer CAS 479-45-8
PubChem 10178[2]
Podobne związki
Podobne związki kwas pikrynowy, trinitrotoluen, trinitrobenzen, dimetyloanilina
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Tetryl (tetrylit, 2,4,6-trinitrofenylo-N-metylonitroamina, (NO2)3C6H2NCH3NO2) – organiczny związek chemiczny z grupy nitroamin, materiał wybuchowy będący produktem nitrowania dimetyloaniliny.

Tetryl został po raz pierwszy otrzymany w 1877, jednak jako wojskowy materiał wybuchowy zaczęto go stosować dopiero na początku XX w. – nieco później niż trotyl[potrzebne źródło].

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Tetryl jest praktycznie niehigroskopijny i nierozpuszczalny w wodzie. Źle rozpuszcza się w etanolu, natomiast dobrze w benzenie, dichloroetanie i szczególnie dobrze w acetonie. Z metalami tetryl nie reaguje.

Przy długotrwałym działaniu kwasów i zasad tetryl ulega przemianom. Dlatego też po nitrowaniu przemywa się go starannie wodą i oczyszcza przez krystalizację z rozpuszczalników. Tetryl ma nieco mniejszą trwałość aniżeli trotyl i kwas pikrynowy, jednak praktycznie trwałość jego jest wystarczająca. Temperatura pobudzenia tetrylu wynosi około 190 °C.

Na powietrzu tetryl pali się gwałtownie.

Wrażliwość tetrylu na uderzenie jest większa niż kwasu pikrynowego. Przy badaniu na kafarze według próby standardowej tetryl daje 50–60% wybuchów. Wrażliwość tetrylu na detonację jest większa aniżeli trotylu. Graniczny ładunek inicjujący (według prób standardowych) wynosi 0,29 g piorunianu rtęci. Przy gęstości 1,68 tetryl łatwo detonuje od spłonki zawierającej 0,54 g piorunianu rtęci. Pod względem siły tetryl przewyższa kwas pikrynowy. Prędkość detonacji tetrylu wynosi 7700 m/s, wydęcie w bloku ołowianym 390 ml, kruszność według próby na cylindrach ołowianych – 19 mm.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Zakres zastosowania tetrylu jest ograniczony wskutek wielkiej jego wrażliwości na bodźce mechaniczne. Tetryl używany jest do wyrobu detonatorów, stosowanych do ładunków kruszących pocisków, bomb lotniczych i innej amunicji, gdzie stanowi on ładunek wtórny. Wykorzystuje się tutaj jego znaczną wrażliwość na detonację i dużą siłę. Tetryl stosuje się czasami do napełniania pocisków małokalibrowych: używany jest do tego celu albo w postaci flegmatyzowanej, albo w stopach (mieszaninach) z trotylem i heksogenem. Dawniej stosowano tetryl w mieszaninie z piorunianem rtęci w lontach detonujących.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Materiałami wyjściowymi do otrzymywania tetrylu są: dimetyloanilina, kwas siarkowy i kwas azotowy. Kwas azotowy stosuje się w postaci nitrozy o składzie 85-86% kwasu azotowego, 6-8% kwasu siarkowego i 8% wody. Kwas siarkowy stosowany tutaj zawiera 92-96% monohydratu.

Proces otrzymywania tetrylu składa się z następujących operacji:

  • otrzymywanie siarczanu dimetyloaniliny
  • nitrowania siarczanu dimetyloaniliny
  • odmywania tetrylu od kwasów
  • krystalizacji tetrylu
  • suszenia i przesiewania.

Siarczan dimetyloaniliny otrzymuje się w wyniku traktowania dimetyloaniliny kwasem siarkowym w temperaturze 33-40 °C, w aparatach podobnych pod względem swej budowy do zwykłych nitratorów. Reakcja przebiega według równania:

C6H5N(CH3)2 + H2SO4 → C6H5N(CH3)2 * H2SO4

Operację otrzymywania siarczanu dimetyloaniliny należy przeprowadzić dlatego, że wskutek wzrostu aktywności pierścienia benzenowego, spowodowanej obecnością grupy N(CH3)2, reakcja nitrowania czystej dimetyloaniliny przebiega bardzo energicznie i powstaje przy tym szereg produktów ubocznych. Siarczan dimetyloaniliny nitruje się spokojniej i daje tetryl z większą wydajnością. Tetryl otrzymuje się poprzez nitrowanie siarczanu dimetyloaniliny mieszaniną nitrującą w temperaturze 50-55 °C. Nitrowanie siarczanu dimetyloaniliny jest bardziej niebezpieczne aniżeli nitrowanie toluenu, ponieważ jednocześnie zachodzi nitrowanie i utlenianie. Reakcjom tym towarzyszy wydzielanie się dużych ilości ciepła. Dlatego też tetryl otrzymuje się w niewielkich nitratorach.

Reakcja nitrowania najprawdopodobniej przebiega według równania:

C6H5N(CH3)2 + 10 HNO3 → C6H2(NO2)3NCH3NO2 + 6NO2 + CO2+8H2O

lub

C6H5N(CH3)2 + 6HNO3 → C6H2(NO2)3NCH3NO2 + 2NO + CO2 + 6H2O

Po zakończeniu nitrowania tetryl oddziela się od kwasów na filtrze i przemywa niewielką ilością wody; następnie przesyła się go do stacji przemywania, gdzie odmywa się go od kwasów w kadziach zaopatrzonych w mieszadła. Produkt przemywa się kilkakrotnie początkowo zimną wodą, a następnie gorącą wodą. Wodę zawartą w przemytym tetrylu odciąga się się na filtrach próżniowych; stąd tetryl przesyła się do krystalizacji z benzenu lub dwuchloroetanu. Przy krystalizacji z acetonu tetryl uprzednio suszy się.

W celu przekrystalizowania tetrylu rozpuszcza się go na gorąco w benzenie lub dwuchloroetanie dla otrzymania roztworu nasyconego w aparatach zwanych rozpuszczalnikami. W rozpuszczalniku zwykle przeprowadza się jeszcze dodatkowe przemywanie gorącą wodą w celu możliwie całkowitego usunięcia resztek kwasów. Gorący roztwór przesyła się poprzez filtry do krystalizatora, gdzie roztwór stopniowo ochładza się, wskutek czego tetryl wytrąca się w postaci osadu. Zawartość krystalizatora przesyła się na filtr próżniowy, gdzie tetryl oddziela się od ługu pokrystalicznego, a następnie przemywa się wodą i alkoholem.

Oczyszczony tetryl suszy się na tacach umieszczonych na półkach w temperaturze 40-60° C; po zakończeniu suszenia dla oddzielenia grudek materiał przesiewa się przez sito i pakuje.

Przypisy

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Stanisław Cudziło: Wojskowe Materiały Wybuchowe. Częstochowa: Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, 2000, s. 386. ISBN 83-87745-50-2.