تي إن تي (مادة كيميائية)

ثلاثي نتروالتولوين (أوبالتحديد 6،4،2-ثلاثي نتروالتولوين تي إذا تي)، هومركب كيميائي وصيغته الكيميائية C₆H₂(NO₂)₃CH₃. تستعمل هذه المادة الصلبة صفراء اللون أحياناً ككاشف في الهجريبات الكيميائية، ولكن أفضل استعمال له كونه مادة متفجرة مفيدة بخصائص معالجة مناسبة. يعتبر المحصول الانفجاري من التي إذا تي المقياس المعياري لقوة القنابل والمتفجرات الأخرى. في الكيمياء، يستخدم التي إذا تي لتوليد أملاح نقل الشحنات.

تحضيره

في الصناعة، ينتج التي ٍإن تي عملية ذات ثلاث خطوات. أولاً، يقام بنترتة التولوين مع خليط من حمضي الكبريتيك والنتريك لإنتاج أحادي نيتروالتولوين (إم إذا تي). يُفصل الإم إذا تي ثم تعاد نترتته إلى ثنائي نيتروالتولوين (دي إذا تي). في المستوى الأخيرة، تتم نترتة الدي إذا تي إلى ثلاثي نيتروالتولوين (تي إذا تي) باستخدام خليط لامائي من حمض النتريك والأوليوم. يُستهلك حمض النتريك أثناء العملية التصنيعية، لكن يمكن إعادة هجريز حمض الكبريتيك المخفف وكذلك إعادة استعماله. بعد النترتة، يتم تثبيت التي إذا تي بواسطة عملية تسمى السلفتة. حتى يُتعامل مع التي إذا تي الخام بمحلول سلفيت الصوديوم المائي لإزالة ايزوميرات التي إذا تي الأقل ثباتاً ونواتج التفاعل الغير مرغوب فيها. مياه الشطف من الكبرتة تعهد باسم بالمياه الحمراء وهي ملوث خطير وأحد نفايات تصنيع التي إذا تي.

السيطرة على أكاسيد النيتروجين في تغذية حمض النتريك مهم جداً لأن ثاني أكسيد النيتروجين الحر قد يسبب الأكسدة لمجموعة الميثيل في التولوين. هذا التفاعل إكسوثرمي للغاية ويحمل معه خطر تفاعل هارب مما يؤدي إلى انفجار.

في المختبرات، 2،4،6-ثلاثي نيتروالتولوين يُنتج بعملية ذات خطوتين، خليط منترت من حمضي النتريك والكبريتيك المركزين يُستخدم لنترتة التولوين إلى خليط من أيزوميرات أحادي وثنائي نيتروالتولوين، مع التبريد للحفاظ على التحكم بدرجة الحرارة. تفصل التولوينات المنترتة بعد ذلك، وتُغسل ببيكربونات الصوديوم المخففة لإزالة الأكاسيد من النيتروجين، ثم تنترت بحرص مع خليط من حمض النتريك والكبريتيك المبخر. عند نهاية النترتة، يسخن الخليط في حوض بخار. يُفصل ثلاثي نيتروالتولوين، مغسولاً بمحلول كبريتيت الصوديوم المخفف ثم يعاد بلورته من الكحول.

تطبيقاته

يعد التي إذا تي أحد أكثر المتفجرات شيوعاً واستعمالاً في المجالات العسكرية والصناعية. وهوقيم جزئياً بسبب عدم حساسيته للصدمات والاحتكاك؛ مما يقلل خطر الانفجارات الغير مقصودة، مقارنة بمتفجرات أخرى حساسة مثل النيتروغليسرين. يذوب التي إذا تي عند 80° م (353 كلفن)، وهذا أقل بكثير من درجة الحرارة التي ينفجر عندها، مما يسمح بصبه وكذلك خلطه مع المتفجرات الأخرى بشكل آمن. لا يتحلل التي إذا تي في الماء ولايمتصه ، مما يسمح باستخدامه بشكل فعال في البيئات الرطبة. بالإضافة إلى ذلك، فهوثابت مقارنة بالمتفجرات العالية الأخرى.

بالرغم من توافر كتل التي إذا تي بأحجام متفاوتة (مثل 250غ، 500غ، 1000غ)، إلا أنه متواجد بشكل أكثر شيوعاً في ممزوجات المتفجرات التآزرية المحتوية على نسب متفاوتة من التي إذا تي بالإضافة إلى مكوناتها الأخرى. وهذه بعض الأمثلة على ممزوجات المتفجرات المحتوية على التي إذا تي:

أماتكس: (نترات الأمونيوم و"آر دي إكس")
أماتول: (نترات الأمونيوم)
أمونال: (نترات الأمونيوم ومسحوق الألومنيوم وأحياناً مع الفحم)
باراتول: (نترات الباريوم والشمع)
المركب ب: (آر دي إكس وشمع البارافين
المركب ح6
سايكلوتول: (آر دي إكس)
إدناتول
هكسانايت (سداسي نيتروديفينايل أمين)
مينول
أوكتول
بينتولايت
بكراتول
تيترايتول
توربيكس
ترايتونال

خصائصه الانفجارية

بعد الانفجار، يتحلل تي إذا تي كما يلي:

2 C₇H₅N₃O₆ → ثلاثة N₂ +خمسة H₂O +سبعة CO +سبعة C

2 C₇H₅N₃O₆ → ثلاثة N₂ +خمسة H₂ + 12 CO + 2 C

التفاعل إكسوثرمي (متسم بإطلاق الحرارة) ولكنه يحتوي على طاقة تنشيط عالية. بسبب إنتاجه للكربون، فمتفجرات التي إذا تي ذات مظهر سخامي. لأن التي إذا تي يحتوي على فائض من الكربون، فإن المخلوطات الانفجارية ذات المركبات الغنية بالأكسجين تنتج طاقة أكثر لكل كيلوغرام من التي إذا تي وحده. خلال القرن العشرين، كان الأماتول -وهوخليط من نترات الأمونيوم وتي إذا تي أحد المتفجرات العسكرية واسعة الاستخدام. يمكن تفجير تي إذا تي باستعمال محرض عالي السرعة أوبواسطة الصدمات الفعالة.

لسنوات عديدة، استخدم التي إذا تي كنقطة مرجعية لرمز عدم الحساسية. يملك التي إذا تي تصنيف 100 على مقياس (ر.ع.ح) فيما بعد تغيرت النقطة المرجعية إلى متفجر أكثر حساسية وهوالـ"آر دي إكس" الذي يصنف بـ80 على مقياس (ر.ع.ح)

محتوى الطاقة

يحتوي التي إذا تي على 2.8 ميغا جول من الطاقة الانفجارية لكل كيلوغرام. الحرارة العملية للاشتعال تساوي 14.5 ميغا جول لكل كيلوغرام، مما يحتاج تفاعل بعض الكربون في التي إذا تي مع الأكسجين الجوي، الأمر الذي لا يحدث في الفترة الأولية. الطاقة الانفجارية المستخدمة من قبل NIST تساوي 4184 جول/غ (4.184 ميغا جول/كغ). كثافة الطاقة للتي إذا تي مستخدمة كنقطة مرجعية لأنواع كثيرة أخرى من المتفجرات، بما فيها الأسلحة النووية، ومحتوى الطاقة المقيس بالكيلوطن (~4.184 تيرا جول) أوالميغا طن (~4.184 بيتا جول) من مكافيئ تي إذا تي.

للمقارنة، يحتوي البارود على ثلاثة ميغا جول لكل كيلوغرام، ويحتوي الديناميت على 7.5 ميغا جول لكل كيلوغرام، ويحتوي وقود السيارات على 47.2 ميغا جول لكل كيلوغرام (إلا حتى وقود السيارات يحتاج أكسدة، لذا فإن خليط وقود السيارات الأمثل والأكسجين O₂ يحتوي على 10.4 ميغا جول لكل كيلوغرام).

تاريخه

انهيار الإنتاج من قبل فرع تي إذا تي في الجيش الألماني بين 1941 والربع الأول من 1944 بآلاف الأطنان لكل شهر.

انفجار عبوة ناسفة 500 طن من التي إذا تي كجزء من عملية سايلور هات عام 1965. موجة الانفجار الأبيض ظاهرة على سطح الماء وتظهر فوقها سحابة تكاثف.

تم خلق التي إذا تي لأول مرة سنة 1863 على يد الكيميائي الألماني يوليوس ويلبراند واستخدم في البداية كدهان أصفر. احتمال استعماله كمادة متفجرة لم تحبذ لسنوات عديدة لأنه كان قاسي التفجير وكونه أقل قوة من البدائل. يمكن سكب التي إذا تي بسلامة في قشرة قذيفة عندماقد يكون سائلاً، وكان غير حساس حيث في 1910، استثني من عمل المتفجرات 1875 في المملكة المتحدة ولم يعتبر مادة متفجرة من أجل أغراض التصنيع والتخزين

قامت القوات الألمانية المسلحة بتبنيه كمكمل للقذائف المدفعية في 1902. القذائف المخترقة للدروع المعبأة بالتي إذا تي تنفجر بعد اختراقها لدروع السفن الرئيسية البريطانية، في حين كانت القذائف البريطانية المعبأة باللايدايت. تنفجر بعد إصابة الدروع، لذا تستهلك الكثير من طاقتها خارج السفينة. بدأت القوات البريطانية باستبدال اللايدايت بالتي إذا تي في عام 1907.

تابعت بحرية الولايات المتحدة تعبئة القذائف المخترقة للدروع بالمتفجر د بعد حتى تحولت بعض الدول الأخرى لاستعمال التي إذا تي؛ لكنها بدأت تعبئة الألغام البحرية، والقنابل، وعبوات الأعماق، ورؤوس الطربيدات بالعبوات المفجرة من التي إذا تي الخام من الدرجة ب بلون السكر البني ومتطلبة عبوة ناسفة دافعة التي إذا تي الحبيبي المبلور من الدرجة أ من أجل الانفجار. كانت القذائف عالية الانفجار تعبأ بالتي إذا تي من الدرجة أ، الذي أصبح مفضلاً في استعمالات أخرى مثل صارت المساحة الكيميائية الصناعية متاحة لإزالة الزايلين والهيدروكربونات الأخرى من مواد التولوين الأولية وهجرات ايزومير النيتروتولوين الأخرى من تفاعلات النترتة.

لايزال التي إذا تي مستخدماً بشكل واسع في المجالات العسكرية في الولايات المتحدة، وكذلك شركات الإنشاءات حول العالم. غالبية التي إذا تي الذي يستخدمه جيش الولايات المتحدة الأمريكية حالياً يُصنع من قبل رادفورد لذخائر الجيش بالقرب من رادفورد، فرجينيا.

مادة متفجرة عالية 120 مم قذيفة هاون مركبة مع فتيل التقريب. مصنعة في يناير 2006 ومؤشرة للإشارة إلى تعبئتها 100% بالتي إذا تي

الكشف عنه

هنالك طرق متعددة تُستعمَل للكشف عن التي إذا تي بما في ذلك الحساسات البصرية والكهروكيميائية والكلاب المتحسسة للمتفجرات.

في 2013، استطاع باحثون من المعاهد الهندية للتكنولوجيا باستعمالهم معادن مجموعات الكم النبيلة الكشف عن التي إذا تي في المستوى الشبه زبتومولاري (10⁻¹⁸ مول/م³).

السلامة والسمّية

التي إذا تي سام، وملامسته للبشرة قد تسبب تهيجها، مسبباً تغير لون البشرة إلى اللون البرتنطقي المصفر. خلال الحرب العالمية الأولى، اكتشف عمال الذخائر الذين لامسوا المواد الكيميائية حتى لون بشرتهم تغير إلى اللون الأصفر الفاقع؛ مما أعطاهم لقب "فتيات الكناري" أوفقط "الكناري".

الناس المعرضون للتي إذا تي يميلون إلى المعاناة من فقر الدم ووظائف الكبد الغير طبيعية. تأثيرات الكبد والدم، وتضخم الطحال والتأثيرات الضارة الأخرى على جهاز المناعة عثر عليها أيضاً في الحيوانات التي تناولت أوتنفست التي إذا تي. هناك شواهد تدل على حتى التي إذا تي يؤثر سلباً على الخصوبة عند الذكور. يُصنَّف التي إذا تي كمسرطن محتمل للإنسان، حيث شوهدت التأثيرات السرطانية في التجارب الحيوانية (الفئران)، إلا حتى التأثيرات على الإنسان تقدر بلا شيء. استهلاك التي إذا تي ينتج البول الأحمر خلال حضور منتجات الانهيار وليس الدم كما يُعتقد أحياناً.

بعض أراضي الاختبارات العسكرية ملوثة بالتي إذا تي. المياه العادمة من برامج الذخائر بما فيها تلوث مياه السطح والمياه الجوفية قد تكون وردية اللون بسبب تواجد التي إذا تي. مثل هذه التلوثات، المسماة "المياه الوردية"، قد تكون صعبة ومكلفة العلاج.

التي إذا تي عرضة لنضوح ثنائي نيتروالتولوين وإيرزميرات ثلاثي نيتروالتولوين الأخرى. حتى الكميات الضئيلة من مثل هذه الشوائب قد تسبب آثار مماثلة. يظهر الأثر خاصة في القذائف المحتوية على التي إذا تي والمخزنة في درجات حرارة عالية، مثلما تكون في الصيف. نضوح الشوائب يقود إلى تكوين المسام والشقوق (التي بدورها تسبب زيادة حساسية الصدمات). نزوح السائل الناضح في خيط الفتيل قد يحدث قنوات الحرائق، مما يزيد خطر الانفجارات العرضية؛ تعطل الفتيل قد يحدث بسبب نزوح السوائل داخل تقنياته.

انظر أيضا

مكافيئ تي إذا تي
ديناميت (الاختلاف مع التي إذا تي (TNT))

المصادر

^ Urbanski, Tadeusz (1964). Chemistry and Technology of Explosives. 1. Pergamon Press. صفحات 389–91. ISBN .
^ جون كامبيل. (1985). "الأسلحة البحرية في الحرب العالمية الثانية". لندن: صحيفة كونواي ماريتايم: 100. ISBN .
^ قسم, البحرية (1947). . واشنطن، دي سي.: مخط الذخائر. صفحة 580. مؤرشف من الأصل في 02 أكتوبر 2013.
^ متفجرات - مركبات نسخة محفوظة 24 ديسمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ التفصيلات العسكرية MIL-C-401
^ باول و. كوبر (1996). هندسة المتفجرات. وايلي-في سي إتش. ISBN .
^ قسم الخزينة: مخط الكحول، والتوباكووالأسلحة GlobalSecurity.org تم الوصول في 2011-12-02 نسخة محفوظة 20 سبتمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ [secondary source] webpages:submarine torpedo explosiveRetrieved 2011-12-02نسخة محفوظةعشرة مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ website showing copy of a North American Intelligence document see:page 167 Retrieved 2011-12-02 نسخة محفوظةعشرة مايو2013 على مسقط واي باك مشين.
^ ميرك إندكس، الإصدار الـ13 ،9801
↑ بابراوسكاس, فيتينس (2003). كتيب الإشعال. إساكوه، واشنطن: منشورات فهم الحرائق/مجتمع مهندسي الحماية من الحرائق. صفحة 453. ISBN .
^ دليل NIST لاستعمال النظام الدولي للوحدات (SI): عوامل الملحق B8— للوحدات المدرجة أبجدياً نسخة محفوظة 29 يناير 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ J. Wilbrand (1863). "Notiz über Trinitrotoluol". Annalen der Chemie und Pharmacie. 128 (2): 178–179. doi:10.1002/jlac.18631280206.
↑ جي آي براون (1998). الانفجار الكبير: تاريخ المتفجرات. منشورات سوتون. صفحات 151–153. ISBN .
^ Fairfield, A.P., CDR, USN (1921). Naval Ordnance. Lord Baltimore Press. صفحات 49–52. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ غراد, باول (2013). "مجموعات الكم تعمل ككاشفات فائقة الحساسية". الهندسة الكيميائية. مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2014.
^ الملفات السمية لـ2,4,6-ثلاثي نيتروالتولوين نسخة محفوظة 16 مايو2017 على مسقط واي باك مشين.
^ NLM Hazardous Substances Databank – Trinitrotoluene نسخة محفوظة 30 أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ "2,4,6-ثلاثي نيتروالتولوين" (PDF). وكالة المواد السامة وسجلات الأمراض. مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 أغسطس 2017. اطلع عليه بتاريخ 17 مايو2010.
^ [https://�.google.�/books?id=9tIQDn2uZz4C&pg=PA11&dq=polymer+bonded+explosives&lr=&num=50&as_brr=3&cd=1#v=onepage&q=polymer%20bonded%20explosives&f=false The chemistry of explosives]

وصلات خارجية

الديناميت والتي إذا تي في الجدول الدوري للفيديوهات (جامعة نوتنغهام)
يحتوي على مصرف فيديووصفحات إضافية لنقاش اختبار الأجهزة النووية فيديويظهر الانفجار [نشر في 2005-12-20] : عملية التفوير
يظهر الهزة وغيمة الدخان الأسود من انفجار 160 كيلوغرام من التي إذا تي النقي
لتدريب التدمير باستخدام كتل نصف رطل من التي إذا تي النقي

في كومنز صور وملفات عن: تي إذا تي