Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Opfindelsen af ​​TNT

Den kemiske forbindelse trinitrotoluen - eller TNT som det er mest kendt - blev først oprettet i 1863 af tysk kemiker Joseph Wilbrand, som forsøgte at lave farvestof. For fuldt ud at udvikle sit potentiale som et eksplosivt stof, har TNT gennemgået flere års forsøg og eksperimenter af forskellige kemikere efter dets oprindelige opdagelse.

En fremskridtskæde

Opdagelsen af ​​toluen - et aromatisk carbonhydrid anvendt som opløsningsmiddel - af Pierre-Joseph Pelletier og Philippe Walter i 1837 var en nødvendig forløber for TNT. Efter oprettelsen af ​​Wlbrands rå TNT producerede kemikerne Friedrich Beilstein og A. Kuhlberg isomer 2,4,5-trinitrotoluen i 1870. Isomerer er stoffer med identiske molekylære formler, men forskellige konfigurationer af deres komponentatomer og dermed forskellige egenskaber. Dette fremskridt blev fulgt af Paul Hepps fremstilling af ren 2,4,6-trinitrotoluen i 1880. Tyskland tilføjede aluminium til denne seneste isomer af trinitrotoluen i 1899 for at fremstille en eksplosiv sammensætning, som erstattede den almindeligt anvendte picrinsyre som den foretrukne eksplosive forbindelse til Første verdenskrig.

En overordnet eksplosiv for krig

TNT viste sig at være bedre til militær anvendelse, da det var mere sikkert at håndtere end alternative forbindelser. TNT er ikke så stærkt af et eksplosiv som picrinsyre, men når det anvendes i skaller, er det mere sandsynligt at eksplodere efter at have trængt ind i rustning i stedet for på slag og dermed forårsage maksimal skade på fjendens håndværk. Et smeltepunkt på 80 grader Celsius tillod smeltet TNT at hældes i skaller med en mindre chance for utilsigtet eksplosion. Som de britiske og amerikanske hærer vedtog Tysklands brug af TNT, var den begrænsede forsyning med toluen nødvendigt for at frembringe eksplosivet, der ikke kunne imødekomme den øgede verdensomspændende efterspørgsel.

Fortsat udvikling

Kemister udviklede videre TNT ved at kombinere forskellige stoffer med forbindelsen i forskellige forhold for at kræve mindre toluen og derved strække ud en given ekspansiv forsyning. Tilsætningen af ​​ammoniumnitrat til TNT skabte for eksempel amatol, som blev brugt i stærkt eksplosive skaller og senere i anden verdenskrigs landminer. Det eksplosive udbytte af TNT blev forøget med tilsætning af 20 procent aluminiumproducerende et andet derivat kaldet minol. Et eksempel på den lange liste over andre eksplosiver indeholdende TNT er Composition B, der anvendes til projektiler, raketter, jordminer og formede ladninger.

Håndtering af TNT's toksicitet

Den øgede brug af TNT øgede behovet at undersøge stoffets niveauer af toksicitet og skabe sikkerhedsprotokoller omkring dets fremstilling, opbevaring og bortskaffelse. Under første verdenskrig led eksponerede arbejdere af leverabnormaliteter, anæmi og andre røde blodlegemer og respiratoriske komplikationer. Trinitrotoluen absorberes let gennem direkte kontakt eller luftbårne støv og damp, hvilket kan forårsage dermatitis, eksem og gule pletter i negle, hud og hår. Nogle før-anden verdenskrig undersøgelser teoretiseret, at forbedret ernæring ville øge modstanden mod forbindelsens toksiske virkninger, men denne påstand blev bevist forkert under krigen.