트리니트로 톨루엔 (TNT) : 구조, 특성, 용도, 위험, 폭발 - 화학 - 2025

트리니트로는 탄소, 산소, 수소 및 질소 세 니트로 기 -NO 이루어진 유기 화합물 ₂ . 그것의 화학 공식은 C ₆ H ₂ (CH ₃ ) (NO ₂ ) ₃ 또는 축합 식 C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ 입니다.

전체 이름은 2,4,6-trinitrotoluene이지만 일반적으로 TNT로 알려져 있습니다. 특정 온도 이상으로 가열하면 폭발 할 수있는 백색 결정 성 고체입니다.

2,4,6- 트리니트로 톨루엔 결정, TNT. Wremmerswaal. 출처 : Wikimedia Commons.

세 개의 nitro -NO ₂ 그룹의 trinitrotoluene에 존재 하면 쉽게 폭발한다는 사실이 유리합니다. 이러한 이유로 폭발 장치, 발사체, 폭탄 및 수류탄에 널리 사용되었습니다.

그것은 또한 수중, 깊은 우물, 산업 또는 전쟁이 아닌 폭발을 위해 폭파하는 데 사용되었습니다.

TNT는 매우 강한 타격에서도 폭발 할 수있는 섬세한 제품입니다. 또한 인간, 동물 및 식물에 독성이 있습니다. 폭발이 발생한 장소는 오염되었으며이 화합물의 잔해를 제거하기위한 조사가 진행되고 있습니다.

오염 된 환경에서 TNT의 농도를 줄이는 데 효과적이고 저렴한 방법 중 하나는 일부 유형의 박테리아와 곰팡이를 사용하는 것입니다.

화학 구조

2,4,6- 트리니트로는 C로 구성되고 ₆ H ₅ -CH ₃ 톨루엔 분자 세 나이트 -NO되는, _두 그룹이 추가되었다 .

세 개의 니트로 -NO ₂ 그룹 은 톨루엔의 벤젠 고리에 대칭으로 위치합니다. 위치 2, 4 및 6에서 발견되며 위치 1은 메틸 -CH _3에 해당합니다 .

2,4,6-trinitrotoluene의 화학 구조. 에드가 181. 출처 : Wikimedia Commons.

명명법

-트리니트로 톨루엔

-2,4,6- 트리니트로 톨루엔

-TNT

-Trilita

-2- 메틸 -1,3,5- 트리니트로 벤젠

속성

몸 상태

무색에서 담황색 결정질 고체. 바늘 모양의 결정.

분자 무게

227.13g / 몰.

녹는 점

80.5 ° C

비점

끓지 않습니다. 240ºC에서 폭발과 함께 분해됩니다.

인화점

폭발하기 때문에 측정이 불가능합니다.

밀도

1.65g / cm ³

용해도

물에 거의 불용성 : 115 mg / L, 23 ° C. 에탄올에 매우 약간 용해됩니다. 아세톤, 피리딘, 벤젠 및 톨루엔에 매우 잘 녹습니다.

화학적 특성

가열하면 폭발적으로 분해 될 수 있습니다. 240 ° C에 도달하면 폭발합니다. 매우 세게 맞았을 때도 폭발 할 수 있습니다.

분해로 가열하는 경우는 NO가 산화 질소의 유독 가스 발생 _X를 .

TNT 폭발 과정

TNT의 폭발은 화학 반응을 일으 킵니다. 기본적으로 에너지가 매우 빠르게 방출되는 연소 과정입니다. 또한 에너지를 전달하는 물질 인 가스가 방출됩니다.

TNT는 240 ° C 이상으로 가열하면 쉽게 폭발합니다. 저자 : OpenClipart-Vectors. 출처 : Pixabay.

연소 반응 (산화)이 발생하려면 연료와 산화제가 존재해야합니다.

TNT의 경우 탄소 (C)와 수소 (H) 원자가 연료이고 산화제가 니트로 -NO ₂ 기의 산소 (O)이기 때문에 둘 다 같은 분자에 있습니다 . 이렇게하면 반응이 더 빨라집니다.

TNT 산화 반응

TNT의 연소 반응 동안 원자는 재 배열되고 산소 (O)는 탄소 (C)에 더 가깝게 유지됩니다. 또한 –NO ₂ 의 질소 는 환원되어 훨씬 더 안정적인 화합물 인 질소 가스 N ₂ 를 형성 합니다.

TNT의 폭발 화학 반응은 다음과 같이 요약 할 수 있습니다.

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

폭발 과정에서 탄소 (C)가 검은 구름 형태로 생성되고 일산화탄소 (CO)도 생성되는데, 이는 분자 내에 모든 탄소 원자를 완전히 산화시키기에 충분한 산소가 없기 때문입니다. C) 및 수소 (H) 존재.

TNT 구하기

TNT는 인간이 인공적으로 만 만든 화합물입니다.

환경에서 자연적으로 발견되지 않습니다. 일부 군사 시설에서만 생산됩니다.

그것은 질산 HNO ₃ 와 황산 H ₂ SO ₄ 의 혼합물과 함께 톨루엔 (C ₆ H ₅ –CH ₃ )의 질화에 의해 제조됩니다 . 첫째, 오르토-및 파라-니트로 톨루엔의 혼합물이 얻어지며, 이는 후속적인 격렬한 질화에 의해 대칭 트리니트로 톨루엔을 형성한다.

TNT의 용도

군사 활동에서

TNT는 군사 장치 및 폭발에 사용 된 폭발물입니다.

수류탄에는 TNT가 포함될 수 있습니다. 저자 : Materialscientist, Nemo5576 및 Tronno. 출처 : Wikimedia Commons.

무기의 배럴을 떠나는 충격에 충분히 민감하지 않기 때문에 발사체, 수류탄 및 공중 폭탄을 채우는 데 사용되지만 폭발 메커니즘에 맞으면 폭발 할 수 있습니다.

공중 폭탄은 TNT를 포함 할 수 있습니다. 저자 : Christian Wittmann. 출처 : Pixabay.

상당한 조각화를 생성하거나 발사체를 발사하도록 설계되지 않았습니다.

산업용 애플리케이션

산업적 관심의 폭발, 수중 폭발 (물에 녹지 않기 때문에) 및 깊은 우물 폭발에 사용되었습니다. 과거에는 철거에 가장 자주 사용되었습니다. 현재 다른 화합물과 함께 사용됩니다.

1912 년 암석을 부수기 위해 폭발 한 결과 사진. 그 당시 TNT는 예를 들어 철도 용 도로를 여는 데 필요한 폭파에 사용되었습니다. 인터넷 아카이브 도서 이미지. 출처 : Wikimedia Commons.

또한 착색제 및 사진 화학 물질의 매개체이기도합니다.

TNT의 위험

강한 열, 화재 또는 심한 충격에 노출되면 폭발 할 수 있습니다.

눈, 피부 및 호흡기를 자극합니다. 그것은 인간과 동물, 식물 및 많은 미생물 모두에게 매우 독성이 강한 화합물입니다.

TNT 노출의 증상으로는 두통, 쇠약, 빈혈, 독성 간염, 청색증, 피부염, 간 손상, 결막염, 식욕 부진, 메스꺼움, 구토, 설사 등이 있습니다.

그것은 돌연변이 유발 원입니다. 즉, 유전성 질환의 출현과 관련 될 수있는 변화를 일으키는 유기체의 유전 정보 (DNA)를 변경할 수 있습니다.

또한 발암 물질 또는 암 발생기로 분류되었습니다.

TNT로 환경 오염

TNT는 군사 작전 지역, 군수품 제조 현장 및 군사 훈련 작전이 수행되는 지역의 토양과 물에서 탐지되었습니다.

전쟁 지역이나 군사 작전의 토양과 물이 TNT로 오염되었습니다. 저자 : Michael Gaida. 출처 : Pixabay.

TNT에 의한 오염은 동물, 인간 및 식물의 생명에 위험합니다. TNT는 현재 소량으로 사용되지만 폭발물 산업에서 가장 많이 사용되는 니트로 방향족 화합물 중 하나입니다.

이러한 이유로 환경 오염에 가장 많이 기여하는 것 중 하나입니다.

TNT 오염에 대한 솔루션

TNT로 오염 된 지역을 "청소"해야 할 필요성은 여러 치료 프로세스의 개발에 동기를 부여했습니다. 개선은 환경에서 오염 물질을 제거하는 것입니다.

박테리아 및 곰팡이로 치료

많은 미생물이 Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium 및 Clostridium 속의 박테리아와 같은 TNT를 생물학적으로 치료할 수 있습니다.

또한 TNT로 오염 된 곳에서 진화하여 생존 할 수 있고 영양원으로 분해하거나 대사 할 수있는 특정 박테리아가 있다는 것도 발견되었습니다.

예를 들어, 대장균은 TNT를 공격하는 여러 효소를 가지고 있기 때문에 TNT의 생체 변환에 탁월한 능력을 보였으며, 동시에 독성에 대한 높은 내성을 보여줍니다.

또한 일부 곰팡이 종은 TNT를 생체 변형시켜 무해한 미네랄로 바꿀 수 있습니다.

조류로 치료

반면에 일부 연구자들은 스피루리나 플라 텐 시스 조류가 세포 표면에 흡착하고이 화합물로 오염 된 물에 존재하는 TNT의 최대 87 %를 흡수하는 능력을 가지고 있음을 발견했습니다.

TNT에 대한이 조류의 내성과 그것으로 오염 된 물을 정화하는 능력은이 조류가 식물 정화제로서의 높은 잠재력을 나타냅니다.

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