science >> Wetenschap >  >> Natuur

De uitvinding van TNT

De chemische verbinding trinitrotolueen - oftewel TNT zoals het meest algemeen bekend is - werd voor het eerst gemaakt in 1863 door de Duitse chemicus Joseph Wilbrand die probeerde een kleurstof te maken. Om zijn potentieel als explosief volledig te ontwikkelen, onderging TNT verschillende jaren van testen en experimenteren door verschillende chemici na zijn eerste ontdekking.

Een vooruitstrevende reeks

De ontdekking van tolueen - een aromatische koolwaterstof gebruikt als oplosmiddel - door Pierre-Joseph Pelletier en Philippe Walter in 1837 was een noodzakelijke voorloper voor TNT. Na de oprichting van Wlbrand's ruwe TNT produceerden de chemici Friedrich Beilstein en A. Kuhlberg isomeer 2,4,5-trinitrotolueen in 1870. Isomeren zijn stoffen met identieke molecuulformules, maar verschillende configuraties van hun componentatomen en dus verschillende eigenschappen. Dit voorschot werd gevolgd door Paul Hepp's bereiding van zuiver 2,4,6-trinitrotolueen in 1880. Duitsland voegde aluminium toe aan dit nieuwste isomeer van trinitrotolueen in 1899 om een ​​explosieve samenstelling te produceren, die het algemeen gebruikte pikrinezuur verdrong als de explosieve verbinding die de voorkeur geniet voor Eerste Wereldoorlog I.

Een superieure explosieve oorlog

TNT bleek superieur voor militaire toepassingen omdat het veiliger te hanteren was dan alternatieve verbindingen. TNT is niet zo sterk van explosieven als pikrinezuur, maar bij gebruik in schelpen explodeert het eerder na doordringende bepantsering in plaats van bij impact, waardoor maximale schade aan vijandelijke vaartuigen wordt veroorzaakt. Een smeltpunt van 80 graden Celsius maakte het mogelijk dat gesmolten TNT in schalen werd gegoten met een kleinere kans op accidentele explosie. Toen de Britse en Amerikaanse legers het Duitse gebruik van TNT goedkeurden, voldeed de beperkte aanvoer van tolueen die nodig was om het explosief te produceren niet aan de toegenomen wereldwijde vraag.

Continue ontwikkeling

Chemici hebben TNT verder ontwikkeld door verschillende stoffen met de verbinding in variërende verhoudingen om minder tolueen te vereisen, waardoor een bepaald aantal explosieven wordt uitgerekt. Bijvoorbeeld, de toevoeging van ammoniumnitraat aan TNT creëerde amatol dat werd gebruikt in zeer explosieve granaten, en later in de oorlogsjaren van de Tweede Wereldoorlog. De explosieve opbrengst van TNT werd verhoogd met de toevoeging van 20 procent aluminium - waarbij een ander derivaat genaamd minol werd geproduceerd. Een voorbeeld van de lange lijst van andere explosieven waarin TNT is verwerkt, is samenstelling B, die wordt gebruikt voor projectielen, raketten, landmijnen en gevormde ladingen.

Toxiciteit van TNT beheren

Het toegenomen gebruik van TNT verhoogde de behoefte om de toxiciteitsniveaus van de stof te onderzoeken en veiligheidsprotocollen te creëren rond de vervaardiging, opslag en verwijdering ervan. Tijdens de Eerste Wereldoorlog leden de blootgestelde werknemers aan leverafwijkingen, bloedarmoede en andere rode bloedcelbeschadiging en respiratoire complicaties. Trinitrotolueen wordt gemakkelijk geabsorbeerd door direct contact of in de lucht verspreid stof en damp, mogelijk dermatitis, eczeem en gele vlekken in de nagels, huid en haar. Sommige studies uit de vooroorlogse periode theorieën dat een verbeterde voeding de weerstand tegen de toxische effecten van de verbinding zou verhogen, maar deze bewering is tijdens de oorlog onjuist gebleken.