TRINITROTOLUENE (TNT): CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH, CÔNG DỤNG, RỦI RO, CHÁY NỔ - HÓA HỌC - 2026

Các trinitrotoluene là một hợp chất hữu cơ gồm carbon, oxy, hydro và nitơ ba nhóm nitro -Không ₂ . Công thức hóa học của nó là C ₆ H ₂ (CH ₃ ) (NO ₂ ) ₃ hay còn gọi là công thức đặc biệt C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ .

Tên đầy đủ của nó là 2,4,6-trinitrotoluene, nhưng nó thường được gọi là TNT. Nó là một chất rắn kết tinh màu trắng có thể phát nổ khi đun nóng trên một nhiệt độ nhất định.

Tinh thể 2,4,6-trinitrotoluen, TNT. Wremmerswaal. Nguồn: Wikimedia Commons.

Sự hiện diện trong trinitrotoluen của ba nhóm nitro -NO ₂ tạo điều kiện cho thực tế là nó bùng nổ một cách dễ dàng. Vì lý do này, nó đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nổ, đạn, bom và lựu đạn.

Nó cũng đã được sử dụng để nổ mìn dưới nước, trong giếng sâu và cho các vụ nổ công nghiệp hoặc phi chiến tranh.

TNT là một sản phẩm tinh vi cũng có thể phát nổ từ những cú đánh rất mạnh. Nó cũng độc hại đối với con người, động vật và thực vật. Những nơi xảy ra vụ nổ của chúng đã bị ô nhiễm và các cuộc điều tra đang được tiến hành để loại bỏ phần còn lại của hợp chất này.

Một cách có thể hiệu quả và không tốn kém để giảm nồng độ TNT trong môi trường bị ô nhiễm là sử dụng một số loại vi khuẩn và nấm.

Cấu tạo hóa học

2,4,6-trinitrotoluen được tạo thành bởi một phân tử của toluen C ₆ H ₅ –CH ₃ , mà ba nhóm nitro –NO ₂ đã được thêm vào .

Ba nhóm nitro -NO ₂ nằm đối xứng nhau trên vòng benzen của toluen. Chúng được tìm thấy ở các vị trí 2, 4 và 6, trong đó vị trí 1 tương ứng với metyl -CH ₃ .

Cấu trúc hóa học của 2,4,6-trinitrotoluen. 181. Nguồn: Wikimedia Commons.

Danh pháp

- Trinitrotoluene

- 2,4,6-Trinitrotoluen

- TNT

- Trilita

- 2-metyl-1,3,5-trinitrobenzen

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh không màu đến vàng nhạt. Tinh thể hình kim.

Trọng lượng phân tử

227,13 g / mol.

Độ nóng chảy

80,5 ° C.

Điểm sôi

Nó không sôi. Nó phân hủy với một vụ nổ ở 240 ºC.

Điểm sáng

Không thể đo được vì nó nổ.

Tỉ trọng

1,65 g / cm ³

Độ hòa tan

Hầu như không tan trong nước: 115 mg / L ở 23 ° C. Rất ít tan trong etanol. Rất dễ tan trong axeton, pyridin, benzen và toluen.

Tính chất hóa học

Có thể phân hủy bùng nổ khi đun nóng. Khi đạt đến 240 ° C, nó phát nổ. Nó cũng có thể phát nổ khi bị va đập rất mạnh.

Khi đun nóng để phân hủy nó tạo ra khí độc nitơ oxit NO _x .

Quá trình nổ TNT

Vụ nổ TNT dẫn đến một phản ứng hóa học. Về cơ bản nó là một quá trình đốt cháy, trong đó năng lượng được giải phóng rất nhanh. Ngoài ra, các chất khí được thải ra là tác nhân để truyền năng lượng.

TNT dễ phát nổ khi bị nung nóng trên 240 ° C. Tác giả: OpenClipart-Vectors. Nguồn: Pixabay.

Để xảy ra phản ứng cháy (oxi hóa), cần phải có nhiên liệu và chất oxi hóa.

Trong trường hợp TNT, cả hai đều ở trong cùng một phân tử, vì nguyên tử cacbon (C) và hydro (H) là nhiên liệu và chất oxy hóa là oxy (O) của nhóm nitro -NO ₂ . Điều này cho phép phản ứng nhanh hơn.

Phản ứng oxy hóa TNT

Trong phản ứng đốt cháy TNT, các nguyên tử sắp xếp lại và oxy (O) ở gần cacbon (C) hơn. Ngoài ra, nitơ trong –NO ₂ bị khử để tạo thành khí nitơ N _2, là một hợp chất bền hơn nhiều.

Phản ứng hóa học nổ TNT có thể được tóm tắt như sau:

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

Carbon (C) được tạo ra trong vụ nổ, ở dạng đám mây đen, và carbon monoxide (CO) được hình thành, đó là do không có đủ oxy trong phân tử để oxy hóa hoàn toàn tất cả các nguyên tử carbon ( C) và hiđro (H) có mặt.

Có được TNT

TNT là một hợp chất chỉ do con người tạo ra.

Nó không được tìm thấy tự nhiên trong môi trường. Nó chỉ được sản xuất trong một số cơ sở quân sự.

Nó được điều chế bằng cách nitro hóa toluen (C ₆ H ₅ –CH ₃ ) với hỗn hợp axit nitric HNO ₃ và axit sunfuric H ₂ SO ₄ . Đầu tiên, một hỗn hợp ortho- và para-nitrotoluene được thu được, bằng cách nitrat hóa mạnh sau đó tạo thành trinitrotoluene đối xứng.

Sử dụng TNT

Trong các hoạt động quân sự

TNT là một chất nổ đã được sử dụng trong các thiết bị quân sự và các vụ nổ.

Lựu đạn cầm tay có thể chứa TNT. Các tác giả: Nhà vật liệu học, Nemo5576 và Tronno. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nó được sử dụng để làm đầy đạn, lựu đạn và bom trên không, vì nó không đủ nhạy cảm với tác động nhận được để rời khỏi nòng vũ khí, nhưng nó có thể phát nổ khi trúng một cơ chế kích nổ.

Bom trên không có thể chứa TNT. Tác giả: Christian Wittmann. Nguồn: Pixabay.

Nó không được thiết kế để tạo ra sự phân mảnh đáng kể hoặc phóng đạn.

Trong các ứng dụng công nghiệp

Nó đã được sử dụng cho các vụ nổ công nghiệp, nổ mìn dưới nước (do không hòa tan trong nước) và các vụ nổ giếng sâu. Trong quá khứ, nó thường được sử dụng để phá dỡ. Nó hiện đang được sử dụng cùng với các hợp chất khác.

Ảnh chụp kết quả của một vụ nổ phá đá vào năm 1912. Vào thời điểm đó TNT được sử dụng trong việc nổ mìn, ví dụ, để mở đường cho đường sắt. Hình ảnh Sách Lưu trữ Internet. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nó cũng là chất trung gian cho chất tạo màu và hóa chất chụp ảnh.

Rủi ro TNT

Có thể phát nổ nếu tiếp xúc với nhiệt độ cao, lửa hoặc sốc nặng.

Nó gây khó chịu cho mắt, da và đường hô hấp. Nó là một hợp chất rất độc hại cho cả con người và động vật, thực vật và nhiều vi sinh vật.

Các triệu chứng khi phơi nhiễm TNT bao gồm nhức đầu, suy nhược, thiếu máu, viêm gan nhiễm độc, tím tái, viêm da, tổn thương gan, viêm kết mạc, kém ăn, buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, v.v.

Nó là một chất gây đột biến, tức là nó có thể thay đổi thông tin di truyền (DNA) của một sinh vật gây ra những thay đổi có thể liên quan đến sự xuất hiện của các bệnh di truyền.

Nó cũng đã được phân loại là chất gây ung thư hoặc sinh ung thư.

Ô nhiễm môi trường với TNT

TNT đã được phát hiện trong đất và nước ở các khu vực hoạt động quân sự, trong các khu sản xuất vũ khí và nơi thực hiện các hoạt động huấn luyện quân sự.

Đất và nước của các khu vực chiến sự hoặc các hoạt động quân sự đã bị nhiễm TNT. Tác giả: Michael Gaida. Nguồn: Pixabay.

Nhiễm TNT gây nguy hiểm cho cuộc sống của động vật, con người và thực vật. Mặc dù TNT hiện được sử dụng với số lượng ít hơn, nhưng nó là một trong những hợp chất nitroaromatic được sử dụng nhiều nhất trong ngành công nghiệp chất nổ.

Vì lý do này, nó là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất.

Giải pháp chống ô nhiễm TNT

Nhu cầu "làm sạch" các khu vực bị ô nhiễm TNT đã thúc đẩy sự phát triển của một số quy trình xử lý. Xử lý ô nhiễm là loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi môi trường.

Xử lý vi khuẩn và nấm

Nhiều vi sinh vật có khả năng xử lý sinh học TNT, chẳng hạn như vi khuẩn thuộc giống Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium và Clostridium.

Người ta cũng phát hiện ra rằng có một số vi khuẩn đã phát triển ở những nơi bị nhiễm TNT và có thể tồn tại và cũng phân huỷ hoặc chuyển hoá nó như một nguồn dinh dưỡng.

Ví dụ, Escherichia coli đã cho thấy khả năng biến đổi sinh học của TNT vượt trội, vì nó có nhiều enzym để tấn công nó, đồng thời thể hiện khả năng chịu đựng cao đối với độc tính của nó.

Ngoài ra, một số loài nấm có thể biến đổi sinh học TNT, biến nó thành các khoáng chất không gây hại.

Xử lý ô nhiễm bằng tảo

Mặt khác, một số nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tảo Spirulina platensis có khả năng hấp thụ trên bề mặt tế bào của nó và đồng hóa tới 87% TNT có trong vùng nước bị nhiễm hợp chất này.

Khả năng chống chịu của loài tảo này đối với TNT và khả năng làm sạch nước bị ô nhiễm cho thấy tiềm năng cao của loài tảo này như một loài trung gian thực vật.

Người giới thiệu

1. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). 2,4,6-Trinitrotoluen. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Murray, SG (2000). Thuốc nổ. Cơ chế nổ. Trong Bách khoa toàn thư về Khoa học pháp y 2000, Trang 758-764. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
3. Adamia, G. và cộng sự. (2018). Về khả năng ứng dụng tảo Spirulina để xử lý thực vật đối với nước bị ô nhiễm 2,4,6-trinitrotoluene. Biên niên sử Khoa học Nông nghiệp 16 (2018) 348-351. Được khôi phục từ reader.elsevier.com.
4. Serrano-González, MY et al. (2018). Biến đổi sinh học và phân hủy 2,4,6-trinitrotoluene bởi sự trao đổi chất của vi sinh vật và sự tương tác của chúng. Công nghệ Quốc phòng 14 (2018) 151-164. Được khôi phục từ pdf.scionedirectassets.com.
5. Iman, M. và cộng sự. (2017). Phương pháp tiếp cận sinh học hệ thống để xử lý sinh học nitroaromatics: Phân tích dựa trên ràng buộc của quá trình biến đổi sinh học 2,4,6-Trinitrotoluene bởi Escherichia coli. Molecules 2017, 22, 1242. Được khôi phục từ mdpi.com.
6. Windholz, M. và cộng sự. (chủ biên) (1983). Chỉ số Merck. Một Bách khoa toàn thư về Hóa chất, Thuốc và Sinh phẩm. Phiên bản thứ mười. Merck & CO., Inc.
7. Morrison, RT và Boyd, RN (2002). Hóa học hữu cơ. Phiên bản thứ 6. Prentice-Hall.