نيتروگليسرين
| الأسماء | |
|---|---|
|
اسم أيوپاك
1,2,3-trinitroxypropane
| |
| أسماء أخرى
1,3-dinitrooxypropan-2-yl nitrate
propane-1,2,3-triyl trinitrate | |
| تمييز | |
| رقم CAS | [] |
| PubChem | |
| SMILES |
|
| الخصائص | |
| الصيغة الجزيئية | C3H5N3O9 |
| كتلة مولية | 227.04 g mol-1 |
| المظهر | أصفر نقي/سائل زيتي عديم اللون |
| الكثافة | 1.6 گ/سم³ عند درجة حرارة 15 °س |
| نقطة الانصهار |
13.2 °C, 286 K, 56 °F |
| نقطة الغليان | |
| بيانات متفجر | |
| حساسية الصدم | مرتفع |
| حساسية الاحتكاك | مرتفع |
| سرعة الانفجار | 7700 م/ث |
| RE factor | 1.50 |
| المخاطر | |
| (معيـَّن النار) |
|
|
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa). | |
| مراجع الجدول | |
النيتروگليسرين Nitroglycerin، (NG)، هوسائل ثقيل، عديم اللون، زيتي، شديد الانفجار ينتج من معالجة الگليسرول مع حمض النتريك الأبيض تحت ظروف ملائمة لتكوين إستر حمض النتريك. كيميائياً، المادة تعبير عن مركب نتريت عضوي أكثر منها مركب نترو، لكن غالباً ما يحتفظ بالاسم التقليدي. منذ ستينيات القرن التاسع عشر، استخدم النيتروگليسرين كعنصر فعال في صناعة المتفجرات، وغالباً الديناميت، وعلى هذا النحوكان يستخدم في صناعة الانشاءات، الهدم، والتعدين. بالمثل، منذ ثمانينيات القرن التاسع عشر، أصبح يستخدم عسكرياً كعنصر فعال، وكمهيلم للنيتروسليلوز، وفي بعض المواد الدافعة الصلبة، مثل الكوردايت والباليستايت.
النيتروگليسرين هومكون أساسي أيضاً في البارود عديم الرائحة ذوالأساس المزدوج والمستخدم من قبل reloaders. مجتمعاً مع النيتروسليلوز، هناك المئات من المركبات (مسحوق) التي تستخدم في البنادق، المسدسات، وبنادق الصيد.
التاريخ
اكتشفه العالم الإيطالي سكانيوسوبريروويتم الحصول عليه بتقطير الگليسيرين على خليط من حمضين مركزين هما حمض الكبريتيك وحمض النيتريك ولكن استخدامه حدد لأنه ينفجر بمجرد التداول الغير حذر إلى حتى مرت 100 سنة حتى اكتشف ألفرد نوبل طريقة لجعله آمناً بحيث تم خلطه مع التراب وأيضاً خلطه مع القطن ومع النتروسيلولوز ومع جميع مادة تضاف إلى الگليسرين لتقليل حساسيته يتم الحصول على شكل للديناميت فتم الحصول على الديناميت الجيلاتيني والصلب وغيرها. وللديناميت عيوب منها أنه تنقص قوته مع مرور الوقت ولكن في أيامه الأولى من تصنيعهقد يكون أقوى من التي إذا تي.
معدلات الانتاج وقت الحرب
صنعت كميات ضخمة من النيتروگليسرين أثناء الحرب العالمية الأولى والحرب العالمية الثانية لاستخدامها كمواد دافعة وفي أعمال الهندسة العسكرية. أثناء الحرب العالمية الأولى، مصنع إتشإم، گرتنا، أكبر مصنع مواد دافعة في بريطانيا العظمى، كان ينتج حوالي 800 طن طويل (812 طن) من الكوردايت آرديبي أسبوعياً. هذه الكمية كانت تستلزم انتاج 336 طن على الأقل من النيتروگليسرين أسبوعياً (مع افتراض عدم وجود خسائر في الانتاج). كان للبحرية الملكية مصنعها الخاص في مصنع كوردايت البحرية الملكية، هوتلون هيث، دورست، إنگلترة. كما بُني مصنع ضخم للكوردايت في كندا أثناء الحرب العالمية الأولى. مصنع المتفجرات الكندية المحدودة للكوردايت في نوبل، اونتاريو، تم تصميمه لانتاج 680 طن من الكوردايت شهريا، وكان يستلزم حوالي 286 طن من النيتروگليسرين شهرياً.
عدم الاستقرار والحساسية
في حالته النقية، فالنيتروگليسرين هومتفجر تلامسي أساسي، بصدمة فزيائية تتسبب في انفجاره، ويتدهور بمرور الوقت لحالات كثيرة أقل استقراراً. يجعل هذا نيتروگليسرين مادة خطرة جداً أثناء النقل أوالاستخدام. في حالته المخففة، يعتبر واحداً من أقوى المواد المتفجرة في العالم، مقارنة بالمواد المطورة مؤخراً، RDX وخماسي إريثريتول رابع النتريت.
في تاريخه المبكر، أكتشف حتى النيتروگليسرين السائل يمكن "التقليل من حساسيته" بتبريده إلى 5-10 °س. عند درجة الحرارة هذه يتجمد النيتروگليسرين، وينكمش عند التجمد. ومع ذلك، فذوبانه يمكن حتىقد يكون حساساً للغاية، خاصة في حالة وجود شوائب الموجودة أوإذا كان الاحترار سريع جداً. من المحتمل "تقليل حساسية" النيتروگليسرين كيميائياً إلى النقطة التي يمكن اعتباراه "آمناً" كمادة حديثة شديدة الانفجار، عن طريق إضافة حوالي 10% إلى 30% من الإيثانول، الأسيتون، أو الدينيتروتولون (تتراوح النسبة المئوية حسب عامل تقليل الحساسية المستخدم). يحتاج تقليل الحساسية جهد إضافي لاعادة المنتج "النقي". إذا تعذر ذلك، يمكن اعتبار حتى النيتروگليسرين المقللة حساسيته أكثر صعوبة إلى حد كبير في الانفجار، وربماقد يكون غير صالحاً للاستخدام العملي كمادة متفجرة.
هناك مشكلات خطيرة في استخدام النيتروگليسرين الناتج عند درجة التجميد العالية (13 °س). النيتروگليسرين الصلب أقل حساسية للصدمات عن السائل، خاصية شائعة في المتفجرات. في الماضي، عادة ما كان يشحن النيتروگليسرين في الحالة المجمدة، لكن هذا أدى إلى وقوع عدد كبير من الحوادث أثناء عملية الاذابة قبل الاستخدام. يتم التغلب على هذا العيب باستخدام خليط من النيتروگليسرين وپولينترات أخرى. على سبيل المثال، خليط النيتروگليسرين والإثيلين گليكول ثنائي النيترات يتجمد عند درجة حرارة -29 س.
الانفجار
النيتروگليسرين وأي مخفف آخر يمكنه بلا شك حتىقد يكون مادة حارقة. ومع ذلك، فمسحوق التفجير النيتروگليسرين يمكن حتى يشتق من المتفجرات: الطاقة الناتجة من التحلل تتسبب في موجة ضغط قوية تفجر الوقود المحيط. وتعتبر هذه موجة اصطدام ذاتية تنتشر خلال الوسط المتفجر 30 ضعف سرعة الصوت كما يتحلل الضغط الشبه لحظي الناجم عن تحلل الوقود إلى غاز ساخن أبيض. انفجار النيتروگليسرين يولد غازات يمكن حتى تشغل 1.200 ضغف الحجم الأصلي في غرفة ذات حرارة وضغط عاديين. علاوة على ذلك، فالحرارة المنطلقة تحمل درجة الحرارة إلى حوالي 5000 °س. وهذا يختلف تماماً عن التوقد، والذي يعتمد فقط على الوقود المتاح وليس الضغط والاصطدام. يحدث التوقد في معدلات أكثر ارتفاعاً من طاقة جزيئات الغاز المنطلقة مقارنة بالمتفجرات الأخرى، مما يجعله أكثر المواد شديدة الانفجار سخونة.
التصنيع
عملية التصنيع الكيميائية تستخدم عادة خليط 1:1 تقريباً من حمض الكبريتيك المركز وحمض النيتريك المركز. قد ينتج هذا خليط حمض نتريك نقي مكلف للغاية-حمض النيتريك المدخن الأبيض، تكون أكاسيد النيتروجين مزالة فيه، بتعريضه إلى حمض النيتريك المدخن الأحمر، والذي يحتوي على أكاسدي النيتروجين-وحمض الكبريتيك المركز. في كثير من الأحيان، يتم الحصول على هذا الخليط بوسيلة أرخص عن طريق خلط حمض الكبريتيك المدخن، والمعروف بحمض الكبريتيك-اوليم والذي يحتوي على فائض ثلاثي أكسيد الكبريت-وأكسيد نيتريك ثابت الغليان (يحتوي على حوالي 70 بالمائة حمض النيتريك، والبقية ماء).
حمض الكبريتيك ينتج أنواع أحماض نيتريك بروتونية، والتي تهاجمها ذرات الأكسجين المحبة للنواة داخل الگليسرين. إلى غير ذلك تضاف مجموعة النيتروكإستر C-O-NO2 وينتج الماء. يختلف هذا عن تفاعل المواد العطرية المحب للإلكترونات والذي تكون فيه أيون النيتريوم محب للإلكترونات.
تظهر إضافة الگليسرين في تفاعل طارد للحرارة (مثل الحرارة الناتجة)، كما يحدث في النترتة الحمضية المختلطة. ومع ذلك، فإذا أصبح الخليط شديد السخونة، it results in "runaway", حالة نترتة متسارعة ترافقها أكسدة مدمرة للمواد العضوية عن طريق الحامض النيتريكي الساخن وإنطلاق غاز ثاني أكسيد النيتروجين الساخن ومخاطر مرتفعة لحدوث انفجار. وبالتالي، يضاف خليط الگليسرين ببطئ إلى وعاء التفاعل الذي يحتوي على الحمض المختلط (ولا يضاف الحمض إلى الگليسرين). يبرد عامل النترتة بالماء البارد أوببعض الخلطات المبردة الأخرى ويحافظ على برودته بإضافة الگليسرين عند حوالي 22°س، أدنى بكثير من الأسترة التي تحدث ببطئ شديد لتكون ناجحة. وعاء النترتة، عادة ماقد يكون مصنوعاً من الحديد أوالقصدير and generally stirred with compressed air, ومزود فتحة طوارئ عند قاعدته، والذي يحمل بركة كبيرة من الماء البارد والتي يقع فيها خليط التفاعل بأكمله (يسمى الشحن) لمنع وقوع انفجار، في عملية تسمى الإغراق. إذا تجاوزت درجة الحرارة 30°س (يختلف الحجم العملي حسب البلد) أوإذا ما إنطلق دخان بني عند منفس عامل النترتة، تتم على الفور عملية الإغراق.
التخليق
الاستخدام كمادة مفجرة ودافعة
الاستخدام الرئيسي للنيتروگليسرين، بالحمولة، هوصناعة المتفجرات مثل الديناميت والمواد الدافعة.
النيتروگليسرين هوسائل زيتي يمكن حتى ينفجر عن تعرضه للحرارة، الاصطدام أواللهب. ويكون حساس بشكل خطر وقد يتسبب سقوط أوالضغط على الوعاء في الإنفجار.
طور ألفرد نوبل استخدام النيتروگليسرين كمادة متفجرة ناسفة بخلط النيتروگليسرين مع المواد الماصة الجامدة، وخاصة "kieselguhr," أوتراب المشطورات. أطلق على هذه المادة اسم الديناميت وحصل براءة اختراعها عام 1867. وكانت جاهزة للاستخدام على شكل عيدان، ملفوفة بشكل فردي في ورق مقاوم للماء. استخدم الديناميت والمتفجرات المشابهة على نطاق واسع في مهام الهندسة المدنية، مثل حفر الطرق السريعة وأنفاق السكك الحديدية، من أجل التعدين، لإزالة جذوع الأشجار من الأراضي الزراعية، في المحاجر، وفي أعمال الهدم. كذلك، استخدم المهندسون العسكريون الديناميت لأعمال الانشاءات والهدم.
يستخدم النيتروگليسرين أيضاً كمكون في المواد الدافعة العسكرية لاستخدامها في الأسلحة النارية.
يتميز النيتروگليسرين عن بعض المواد الأخرى شديدة الإنفجار، في أنه عند الانفجار ينتج دخان غير مرئي. ومن ثم فهومفيد كمكون في هجريب أنواع مختلفة من "المساحيق عديمة الرائحة".
حساسية النيتروگليسرين تجعل استخدامه في التفجير العسكري محدوداً، والحساسية الأقل للمتفجرات الأخرى مثل التي إذا تي، RDX، وHMX جعلتها تحل محله بشكل كبير في الذخائر. ومع ذلك لا يزال النيتروگليسرين محتفظاً بأهميته في الهندسة العسكرية، ولا يزال المهندسين القتاليين يستخدمون الديناميت.
قام ألفرد نوبل بتطوير الباليستايت، بالجمع بين النيتروگليسرين وقطن البارود. حاز على براءة الاختراع عام 1887. استخدمت الباليستايت من قبل عدد من الحكومات الأوروپية، كمادة دافعة عسكرية. كانت إيطاليا هي أول من استخدمه. ومع ذلك، فلم يكن يستخدم من قبل الحكومة البريطانية. هذا الحكومة وحكومات الكومنولث، استخدمت الكوردايت، والذي طوره سير فردريك أبل وسير جيمس دوار من المملكة المتحدة عام 1889. يتكون الكوردايت إمكيه 1 الأصلي من 58% من النيتروگليسرين، 37% من قطن البارود، و5.0% من هلام النفط. كان الباليستايت والكوردايت يصنعان على شكل حبال.
المساحيق عديمة الرائحة تم تطويرها في الأصل باستخدام النيتروگليسرين كمكون متفجر وحيد. وكانت تعهد باسم المواد الدافعة وحيدة القاعدة. مجموعة من المساحيق عديمة الرائحة والتي تحتوي على النيتروسيلولوز والنيتروگليسرين، وكانت تعهد باسم المواد الدافعة مزدوجة القاعدة، والتي سرعان ما تم تطويرها للاستخدام المدني واستخدمت بشكل سريع في الرياضة. بعضها يعهد باسم المساحيق الرياضية. المواد الدافعة ثلاثية القاعدة تحتوي على النيتروسيلولوز، النيتروگليسرين، والنيتروگوانيداين، لكنها كانت مخصصة بشكل رئيسي لطلقات الذخيرة الثقيلة مثل تلك المستخدمة في مدافع الدبابات وفي المدفعية البحرية.
الجيلاتين المتفجر، والمعروف باسم الجليگنايت، اخترعه نوبل عام 1875، باستخدام النيتروگليسرين، لباب الخشب، ونيترات الصوديوم أوالپوتاسيوم. كانت هذه مادة متفجرة مرنة مبكرة ذات تكلفة منخفضة.
الديناميت
اكتشف ألفرد نوبل حتى خلط النيتروگليسرين مع تراب المشطورات سيحول السائل إلى معجون، يسمى الديناميت. كان الديناميت يتميز بإمكانية تشكيله على شكل إسطواني لإدخاله في فتحات الحفر من أجل التعدين وشق الأنفاق. حصل نوبل على براءة الاختراع الأمريكية رقم 78.317 عن اختراعه الديناميت عام 1867.
الاستخدام الطبي
استخدم النيتروگليسرين لأول مرة من قبل وليام مورل لعلاج نوبات الذبحة عام 1878، ونُشر الاكتشاف في العام نفسه.
ينتمي النيتروگليسرين إلى مجموعة عقاقير تسمى النيترات، والتي تضم الكثير من النيترات الأخرى مثل ثنائي نترات الأيزوسوربايد (إيزورديل) وأحادي نترات الأيزوسوربايد (إمدور، إسمو، مونوكت). تؤثر هذه العوامل عن طريق تحويلها إلى أكسيد النيتريك في الجسم بواسطة نازعة هيدروجين الألدهيد المتقدرة، ويعتبر أكسيد النيتريك موسع وعائي طبيعي.
في الطب، حيث يطلق عليه ثلاثي نترات الگليسريل، يستخدم النيتروگليسرين كعلاج للذبحة الصدرية، عرض مؤلم ناتج عن معرض إقفار القلب الناجم عن عدم تدفق الدم والأكسجين للقلب بشكل كافي. يصحح النيتروگليسرين التوازن بين تدفق الأكسجين والدم إلى القلب. العمل الأساسي للالنيتروگليسرين هوتوسيع الأوعية الدموية. عند تناول جرعات منخفضة، سيمدد النيتروگليسرين الأوردة أكثر من الشرايين، ومن ثم يقلل من طليعة التحميل؛ يعتقد حتى هذه هي الآلية الأساسية للعمل. لكن عند الجرعات العالية، فإنه يقوم بتوسيع الشرايين أيضاً، ومن ثم يقلل الحمولة التلوية. ويعتبر أيضاً عامل خافض لضغط الدم. في علاج القلب، تخفيض الضغط في الشرايين يقلل من الضغط الذي يجب حتى يضخه القلب، وبالتالي يخفض الحمولة التلوية. توسيع الأوردة يقلل من طليعة التحميل القلبية ويقلل من كمية الأكسجين المطلوبة للقلب، مما يؤدي إلى الآثار العلاجية التالية أثناء نوبات الذبحة الصدرية: تهدئة ألم الصدر، تخفيض ضغط الدم، زيادة دقات القلب، ونقص ضغط الدم الانتصابي. السقمى الذي يصابون بذبحات صدرية أثناء القيام بأنشطة بدنية محددة يمكنهم في كثير من الأحيان منع الأعراض بتناول النيتروگليسرين قبل 5-10 دقائق من القيام بالنشاط.
النيتروگليسرين متوافر في اقراص، مرهم، محلول للاستخدام الوريدي، لقصات جلدية، أورذاذ تحت لساني. تظل بعض أشكال النيتروگليسرين فترة أطول من الأشكال الأخرى. اتضح حتى "التعرض للنيتروگليسرين على مدار الساعة يمكن حتى يسبب توقف الاستجابة الطبيعية لهذا العقار". ينصح الخبراء بإزالة اللصقات ليلاً، للسماح بالجسم ببضعة ساعات لاستعادة استجاباته الطبيعية للنيترات. استخدام جرعات ذات مدة فاعلية أقصر لعدة مرات في اليوم يمكن حتى يقلل من خطر اعتياد الجسم على هذا الدواء.
التعرض الصناعي
التعرض الغير منتظم لجرعات عالية من النيتروگليسرين يتسبب بحالات صداع حادة تعهد "بانفجار الرأس". حالات الصداع هذه قد تكون خطيرة بما يكفي لتعجيز بعض الأشخاص؛ ومع ذلك، فقد طور البشر تحملهم واعتمادهم على النيتروگليسرين بعد التعرض لفترة طويلة. الانسحاب قد يحدث قاتل (نادراً)؛ تضم أعراض الإنسحاب الصداع ومشكلات في القلب وإذا لم تكن مقبولة يمكن علاجها باعادة التعرض للنيتروگليسرين أولنيترات عضوية أخرى مناسبة.
بالنسبة للعاملين في مرافق تصنيع النيتروگليسرين، قد تضم تأثيرات الإنحساب أحياناً "صداع صباح الإثنين" ويصاب به أولئك الذين يتعرضون للنيتروگليسرين بشكل اعتيادي في مكان العمل، مما يؤدي لتطور تحملهم للتأثيرات الموسعة للأوعية الدموية. خلال عطلة النهاية الأسبوع، يفقد العمال تحملهم، وعندما يتعرضون مرة أخرى يوم الإثنين، يؤدي توسع الأوعية الدموية الزائد إلى سرعة دقات القلب، الدوار، والصداع.
انظر أيضاً
- رباعي نترات خماسي الإريثريتول
- ثنائي نترات الگليكول إثيلين
- نترات المثيل
- Tetranitratoxycarbon
- Xylitol pentanitrate
- RE factor
المصادر
- ^ "Tales of Destruction-Thawing can be Hell".
- ^ "Tales of Destruction – Is Nitroglicerine in This?".
- ^ "nitroglycerin". Britannica. Retrieved 2005-03-23.
- ^ Encyclopaedia Britannica.
-
^ DOI:10.1002/jlac.18480640364
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand -
^ DOI:10.1002/jlac.18540920309
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand -
^ DOI:10.3109/03602537508993747
This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand - ^ Ch. 3: Explosives and Bombs 1998
- ^ An explosive combination of atoms
- ^ About.com
-
^ خطأ استشهاد: وسم
<ref>غير سليم؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماةReferenceA - ^ Smith, E; Hart, F. D. (1971). "William Murrell, physician and practical therapist". British Medical Journal. 3 (5775): 632–633. PMC 1798737. PMID 4998847.
- ^ Nitroglycerin Article
-
^ خطأ استشهاد: وسم
<ref>غير سليم؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماةChen et al. 2005 12159–12164 - ^ http://www.medicinenet.com/nitroglycerin/article.htm
- ^ Nitroglycerin for angina, February 1997, Vol. 7.
- ^ Amdur, Mary O.; Doull, John. Casarett and Doull's Toxicology. 4th edition Pub: Elsevier 1991 ISBN 0071052399
- ^ John B. Sullivan, Jr.; Gary R. Krieger (2001). . Lippincott Williams & Wilkins. pp. 264–. ISBN . Retrieved 23 April 2013.
- ^ Assembly of Life Sciences (U.S.). Advisory Center on Toxicology. . National Academies. pp. 115–. NAP:11288. Retrieved 23 April 2013.
وصلات خارجية
- "Nitroglycerine! Terrible Explosion and Loss of Lives in San Francisco". Central Pacific Railroad Photographic History Museum. Retrieved 2005-03-23. – 1866 Newspaper article
- WebBook page for C3H5N3O9
- CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
- The Tallini Tales of Destruction Detailed and horrific stories of the historical use of nitroglycerin-filled torpedoes to restart petroleum wells.
- Dynamite and TNT at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
