Trinitrotoluene

equazione: $C _ {{P}} = (78,953) + (5,2187E-1) \ times T + (- 2,9827E-4) \ times T ^ {{2}} + (6,1220E-8) \ times T ^ { {3}} + (1.2576E-12) \ times T ^ {{4}}$
Capacità termica del gas in J · mol -1 · K -1 e temperatura in Kelvin, da 200 a 1.500 K.
Valori calcolati:
209,667 J · mol -1 · K -1 a 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ times K})$
200	−73.15	171.888	757
286	12.85	205,251	904
330	56.85	220.903	973
373	99.85	235 314	1.036
416	142.85	248 878	1.096
460	186.85	261 914	1.153
503	229.85	273 860	1.206
546	272.85	285.052	1.255
590	316.85	295.754	1.302
633	359.85	305.513	1345
676	402.85	314.609	1.385
720	446.85	323.264	1423
763	489.85	331.116	1.458
806	532.85	338.399	1490
850	576.85	345.296	1.520

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ times K})$
893	619.85	351.524	1.548
936	662.85	357.277	1.573
980	706.85	362.707	1.597
1.023	749.85	367.597	1.618
1.066	792.85	372 109	1.638
1 110	836.85	376.366	1.657
1.153	879.85	380 207	1.674
1.196	922.85	383 766	1.690
1.240	966.85	387.149	1705
1.283	1.009.85	390 233	1.718
1.326	1.052,85	393.132	1.731
1370	1096.85	395.940	1.743
1.413	1.139.85	398.563	1.755
1.456	1.182.85	401.098	1.766
1.500	1 226.85	403 635	1.777

Precauzioni

SGH

Pericolo H201, H301, H311, H331, H373, H411, H201 : Esplosivo: pericolo di esplosione di massa
H301 : Tossico se ingerito
H311 : Tossico a contatto con la pelle
H331 : Tossico per inalazione
H373 : Pericolo di sospetto danno agli organi (elencare tutti gli organi interessati, se conosciuti) a seguito di esposizione ripetuta o prolungata ( indicare la via di esposizione se è dimostrato in modo conclusivo che nessun'altra via di esposizione causa lo stesso pericolo)
H411 : Tossico per gli organismi acquatici, ha effetti a lungo termine

WHMIS

D2B, F, D2B : Materiale tossico che causa altri effetti tossici
F : Materiale pericolosamente reattivo

Divulgazione all'1,0% secondo l'elenco di divulgazione degli ingredienti

Trasporto

0209

Codice Kemler:
-
Numero ONU :
0209 : TNT secco o inumidito con meno del 30 percento (massa) di acqua; TOLITE secco o inumidito con meno del 30 percento (massa) di acqua; o TRINITROTOLUENE secco o bagnato con meno del 30 percento (massa) di acqua
Codice di classificazione:
1.1D : Sostanze e articoli che comportano un rischio di esplosione di massa (un'esplosione di massa è un'esplosione che colpisce quasi istantaneamente quasi l'intero carico).
Sostanza esplosiva secondaria detonante o polvere nera o oggetto contenente una sostanza esplosiva secondaria detonante, in ogni caso senza mezzi di innesco o carica propellente, o articolo contenente una sostanza esplosiva primaria e con almeno due dispositivi di sicurezza efficaci.
Etichetta: 1 : Materie e articoli esplosivi

1356

Codice Kemler:
40 : materiale solido infiammabile o autoreattivo o autoriscaldante
Numero UN :
1356 : TNT UMIDIFICATO con almeno il 30 percento (massa) di acqua; TOLITE UMIDIFICATA con almeno il 30 percento (massa) di acqua; o TRINITROTOLUENE UMIDIFICATO con almeno il 30 percento (massa) di acqua
Classe:
4.1
Etichetta: 4.1 : Solidi infiammabili, sostanze autoreattive e solidi esplosivi desensibilizzati Imballaggio: Gruppo di imballaggio I : sostanze molto pericolose;

Classificazione IARC

Gruppo 3 : non classificabile quanto alla sua cancerogenicità per l'uomo

Ecotossicologia

LogP

1.60

Unità di SI e STP se non diversamente specificato.

Il trinitrotoluene ( TNT ) è un esplosivo utilizzato in diverse miscele, in particolare in proporzione uguale al nitrato di ammonio per formare l' amatolo .

Storico

Il TNT fu scoperto nel 1863 dal chimico tedesco Julius Wilbrand . Il suo potenziale esplosivo non poteva essere osservato fino a diversi anni dopo, a causa della difficoltà di sviluppare un detonatore efficace, a causa della sua bassa sensibilità e della sua modesta potenza rispetto ad altri esplosivi.

Tuttavia, molte delle sue proprietà gli consentono di essere integrato nei siluri e quindi di avere un potere distruttivo maggiore rispetto agli altri esplosivi allora utilizzati, come l'acido picrico . L' esercito tedesco lo adottò nel 1902, mentre gli inglesi lo integrarono gradualmente nel loro arsenale dal 1907.

Così, durante la prima guerra mondiale , il potere distruttivo dei siluri della Marina imperiale tedesca è più importante di quello degli inglesi perché esplodono dopo aver perforato lo scafo, mentre i siluri britannici esplodono al contatto e quindi dissipano all'esterno della barca alcuni dell'energia rilasciata dall'esplosione.

Chimica

Il TNT è un composto chimico di tipo aromatico cristallino .

Si prepara mediante nitrazione del toluene ( C 7 H 8 ). Tutta la difficoltà della sua sintesi deriva dal fatto che la temperatura necessaria per ottenerlo è prossima alla temperatura di esplosione del composto binitro ( dinitrotoluene ) formato intermedio. La sua formula è C 6 H 2 (NO 2 ) 3 CH 3.

Ci sono altri tre isomeri trinitrotoluene del TNT (2,4,6-trinitrotoluene): 2,3,4-, 2,3,5- e 2,3,6-trinitrotoluene.

Esplosivo

Durante l'esplosione, il TNT può decomporsi in base a diverse reazioni:

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

e specialmente :

2 C 7 H 5 N 3 O 6→ 3 N 2+ 5 ore 2 + 12 CO + 2 C

o :

2 C 7 H 5 N 3 O 6→ 3 N 2+ H 2+ 4 H 2 C 2+ 6 CO 2 C 7 H 5 N 3 O 6→ 3 HCN + H 2 O+ 3 CO + CO 2 C 7 H 5 N 3 O 6→ HCN + (CN) 2+ 2 H 2 O + 4 CO 2 C 7 H 5 N 3 O 6→ 6 NO + 5 H 2 C 2+ 2 CO + 2 CO 2 2 C 7 H 5 N 3 O 6→ 6 HCNO + 2 H 2 C 2+ 2 CO + 2 CO 2

È più probabile una combinazione di queste equazioni.

Nella sua forma raffinata, il trinitrotoluene è relativamente stabile e meno sensibile della nitroglicerina agli urti e al trasporto. La sua azione esplosiva deve essere avviata da un detonatore. Non interagisce con i metalli e non assorbe acqua, cosa che gli conferisce stabilità per tempi di conservazione piuttosto lunghi, a differenza della dinamite , ma può formare composti instabili a contatto con metalli alcalini .

L'energia di combustione specifica del TNT è 14,5 MJ / kg , la combustione richiede che gli atomi di carbonio del TNT reagiscano con l'ossigeno nell'aria. L'energia di detonazione è di 4,184 MJ / kg . Il fattore di efficienza relativa , una misura della potenza di un esplosivo destinato alla demolizione militare, viene utilizzato per confrontare l'efficienza di massa di un esplosivo rispetto al TNT.

Si può notare che gli esplosivi (non nucleari) producono meno energia per chilogrammo rispetto a prodotti alimentari come grassi (38 MJ / kg ) o zucchero (17 MJ / kg ). Allo stesso modo, una tonnellata di petrolio equivalente vale 41,868 GJ rispetto a una tonnellata di TNT che è equivalente a 4,184 GJ . Possiamo notare tre differenze essenziali tra queste cifre:

le energie specifiche di combustione dei comuni combustibili sono calcolate senza tenere conto della massa di ossigeno necessaria alla combustione: se si tiene conto di questo, il dato va diviso per più di quattro per i grassi e circa due per gli zuccheri;
la combustione di esplosivi nitro, avvenuta senza apporto di ossigeno atmosferico, è lungi dall'essere completa: la quantità di ossigeno disponibile per TNT è solo circa un terzo di quanto sarebbe necessario per una combustione completa;
tuttavia, gli esplosivi hanno effetti molto più distruttivi, poiché rilasciano la loro energia quasi istantaneamente, non necessitando di ossigeno esterno per la loro combustione.

Unità di potenza esplosiva

Il potere delle bombe, in particolare le bombe atomiche , viene spesso definito un equivalente in TNT. Quindi usiamo il " kilotonne " (1 kt di TNT equivale a 1.000 t di TNT) o il " megaton " (1 Mt di TNT equivale a 1.000.000 t di TNT).

La bomba sganciata su Hiroshima nel 1945 aveva una potenza di circa 15 kt , ovvero 15.000 t di TNT (un cubo di TNT con un lato di 21 m ), ovvero 62,76 TJ . La più potente bomba H mai testata: lo zar sovietico Bomba , il30 ottobre 1961 - era equivalente a 57 Mt (un cubo di TNT con un lato di 325 m ), ovvero 238.488 PJ .

Produzione

Il complesso militare-industriale tedesco ha prodotto 5.590 t di trinitrotoluene in media al mese nel 1939, 7.250 t / mese in media nel 1940, 10.560 t / mese in media nel 1941, 11.000 t / mese in media nel 1942, 16.180 t / mese su media nel 1943, 17.280 t / mese in media nel 1944, con un forte calo da metà giugno a causa dei bombardamenti strategici alleati , poi crollò all'inizio del 1945.

La produzione di questo prodotto da parte del complesso militare-industriale degli Stati Uniti era cessata nel 1986 e ripresa nel 2005 presso il Radford Army Ammunition Plant (in) nella Contea di Pulaski (Virginia) in modo più rispettoso dell'ambiente . La capacità produttiva di questo impianto, l'unico che attualmente produce TNT negli Stati Uniti, è di quindici milioni di libbre all'anno (circa 6.800 t ).

Tossicità

Molti siti militari sono contaminati da TNT. L'esposizione a dosi elevate può causare anemia e malattie del fegato . Milza ingrossata ed effetti negativi sul sistema immunitario sono stati osservati anche in animali che hanno ingerito e inalato trinitrotoluene, nonché irritazioni cutanee. Gli altri effetti deleteri sono una diminuzione della fertilità maschile e un rischio cancerogeno (è un derivato di un idrocarburo aromatico , molte proprietà del quale sono comuni con il benzene , che è cancerogeno in natura). Il consumo di TNT oscura l' urina .

Durante la seconda guerra mondiale , la produzione di TNT per i bisogni della Wehrmacht era spesso affidata a lavoratori stranieri del Servizio lavoro obbligatorio , prigionieri di guerra e Arbeitsmaid del Kriegshilfdienst dei quali erano in dispetto di loro . Uno dei grandi laboratori di produzione era lo stabilimento Werk Tanne a Clausthal-Zellerfeld in Bassa Sassonia , che nel 1943-44 produceva 28.000 tonnellate di TNT. Le condizioni igieniche lì erano deplorevoli. A causa della sua pericolosità, il prodotto è stato manipolato manualmente ed è entrato nel corpo attraverso la pelle o attraverso le vie respiratorie. I primi segni di avvelenamento furono la dolorosissima "polverina" ( Pulverkrätze ), seguita da una colorazione gialla o rossastra dei capelli, poi una pigmentazione arancione della pelle, seguita da anemia e leucemia mortale. I lavoratori a diretto contatto con TNT sono stati soprannominati "Canarini", segno che erano contaminati dal prodotto. Le cure fornite agli ammalati erano all'epoca rudimentali. I medici nei campi di lavoro servivano loro del latte come anti-veleno e il paziente veniva spazzolato quotidianamente con olio Mitigal .

Note e riferimenti

2, 4, 6 - TRINITROTOLUENE , scheda / i di sicurezza del Programma internazionale sulla sicurezza delle sostanze chimiche , consultato il 9 maggio 2009.
massa molecolare calcolata dal " peso atomico degli elementi 2007 " su www.chem.qmul.ac.uk .
(in) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams: Organic Compounds C5 to C7 , vol. 2, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996, 400 p. ( ISBN 0-88415-858-6 ).
"2,4,6-trinitrotoluene" , su ESIS (consultato il20 febbraio 2009).
Gruppo di lavoro IARC sulla valutazione dei rischi cancerogeni per l'uomo , " Valutazioni globali di carcinogenicità per gli esseri umani, Gruppo 3 : non classificabili per quanto riguarda la loro cancerogenicità per gli esseri umani " , su monographs.iarc.fr , IARC,16 gennaio 2009(visitato il 22 agosto 2009 ) .
indice Numero 609-008-00-4 nella Tabella 3.1 di cui all'allegato VI del regolamento CE n o 1272/2008 [PDF] ,16 dicembre 2008.
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(in) Appendice D. Attacco aereo strategico all'industria delle polveri e degli esplosivi .
(in) Charles Webb III , La base industriale delle munizioni: cosa possiamo fare al riguardo? L'Air Force deve cambiare la sua strategia contrattuale - Agile Combat Support - Industry Overview , Air Force Journal of Logistics , estate 2003.
(it) Radford Army Munition Plant , Alliant Techsystems .
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" http://www.geschichtsatlas.de/~gb31/Die%20Sprengstofffabrik%20Werk%20tann%20in%20claus.htm " ( Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Cosa fare? ) .
Nina Barbier, Nonostante loro: alsaziani e mosellani incorporati con la forza nella macchina da guerra nazista , Parigi, Éditions Talandier,2018, 347 p. ( ISBN 979-10-210-3322-1 ) , p. 131-140.