Trinitrotoluol (TNT)

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Erfunden von J. Wilbrand 1863, hat TNT von allen in der Sprengstofftechnik benutzten Nitroverbindungen die weitaus größte Bedeutung erlangt. Es ist äußerst stark und zeitgleich sehr stabil in der Herstellung und Verwendung.

Wie schon am Namen zu erkennen, muss man eine 3-stufigen Nitrierung druchführen um an das TNT zu kommen. Man geht von Nitrotoluol zu Dinitrotoloul und zuletzt zu Trinitrotoluol. TNT ist in Wasser kaum löslich und bildet gelbliche Kristallen deren Farbe aber auch in orange übergehen kann.

TNT ist in der Herstellung und im eigentlichen Gebrauch giftig. Seine Aufnahme kann zu allergischen Reaktionen und Nieren- bzw. Leberschäden führen

 

Technische Daten

  • Detonationsgeschwindigkeit: 6900m/s
  • Bleiblockausbauchung: 300ccm
  • Sauerstoffbilanz: -73,9
  • Toxitität: giftig und krebserregend
  • Schmelzpunkte (theoretisch): (MNT: 20-40°C) – (DNT: 71,4°C) – (TNT: 80,8°C)

Materialien

  • Bechergläser
  • Heizplatte
  • Erlemeyerkolben + Stopfen
  • Thermometer
  • Backblech
  • Magnetrührer (extrem Vorteilhaft)
  • Tropftrichter (extrem Vorteilhaft)

 

Chemikalien für die einzelnen Stufen

MNT

  • 696ml Schwefelsäure (98%)
  • 456ml Salpetersäure (98-99%)
  • 500ml bzw. 435,7g Toluol (d: 0,8714g/cm)

DNT

  • 522ml Schwefelsäure (98%) – zum Auflösen des MNT
  • 261ml Schwefelsäure (98%)
  • 322ml Salpetersäure (98-99%)

TNT

  • 20g Phosphorpentoxid
  • 696ml Schwefelsäure (98%) – zum Auflösen des DNT
  • 348ml Schwefelsäure (98%)
  • 435ml Salpetersäure (98-99%)

Toluol-Test

1) Wichtig für die spätere Ausbeute und die Sicherheit während der Nirierungen, ist die Reinheit des Toluol. Mit dieser Methode kann man es schnel lüberprüfen.

2) In einem kleinen Reagenzglas werden die gleiche Menge Toluol und konz. Schwefelsäure vermischt.

3) Wenn sich die Schwefelsäure sofort gelblich verfärbt und sich am Boden absetzt, ist das Toloul gut genug. Wenn das ganze fest wird oder sich feste Bestandteile bilden, hat man verunreinigtes Toluol und sollte sich erstmal richtiges besorgen.

 

Herstellung – MNT

1) In ein 1000ml Becherglas werden 500ml Toluol hinzugegeben.

2) Unter ständigem Rühren gibt man die Nitriersäure hinzu (696ml Schwefelsäure (98%) + 456ml Salpetersäure (98-99%)).

Die Temperatur wärend der Zugabe auf 40 °C halten. Eine schwache Heizplatte kann helfen

Es entstehen giftige Dämpfe….entweder draußen oder unter einem Abzug arbeiten. Die Mischung verfärbt sich während der Zugabe rötlich bis schwarz

 

3) Anschließend rührt man noch 1 Stunde bei 62°C um

4) Danach sofort bei gleicher Temperatur die Säurereste durch einen Tropftrichter vom MNT trennen.

Herstellung – DNT

1) Sollte das MNT abgekühlt sein, muss man es erstmal wieder auf 55°C erhitzen um es wieder in flüssiger Form zu erhalten.

2) In einem Becherglas mischt man nun das MNT mit 522ml Schwefelsäure, ein eventueller Temperaturabfall ist unwichtig.

3) Die Nitriersäure aus 261ml Schwefelsäure + 322ml Salpetersäure wird jetzt innerhalb der nächsten 60 Minuten tropfenweise hinzugegeben .

Die Temperatur wärend der Zugabe per Heizplatte auf 90-100°C halten. Aber Achtung, die Hinzugabe allein erzeugt ebenfalls Wärme

 

4) Nach kompletter Zugabe der Säure, wird noch 2 Stunden lang bei gleicher Temperatur umgerührt.

5) Nach den 2 Stunden gibt man 100ml dest. Wasser hinzu und kühlt da ganze im Wasserbad auf 80°C ab.

6) Danach sofort bei gleicher Temperatur die Säurereste durch einen Tropftrichter vom DNT trennen. die Säure kann wieder für eine MNT Nitrierung verwendet oder mit Wasser stark verdünnt werden. So gewinnt man noch etwas DNT das sich in der Säure aufgelöst hat.

 

Herstellung – TNT

1) Zuerst vermischt man 20g Phosphorpentoxid mit der kompletten Schwefelsäure. Diese trennt man dann anschließen in die beiden benötigten Mengen auf.

2) Man schmizt das DNT bei 40-65°C

3) Zu dem geschmolzenen DNT gibt man 696ml Schwefelsäure hinzu und bringt das Ganze auf ca. 80-90°C

4) Die Nitriersäure aus 354ml Schwefelsäure + 435ml Salpetersäure wird jetzt tropfenweise hinzugegeben.

Die Temperatur steigt zum Teil stark an, muss aber mittels eines Wasserbades/Heizplatte und kontrollierter Zugabe für 2 Stunden auf 100-115°C gehalten werden

Es entstehen giftige Dämpfe….entweder draußen oder unter einem Abzug arbeiten

 

5) Nach kompletter Zugabe der Säure, wird noch 2 Stunden lang bei gleicher Temperatur umgerührt.

6) Jetzt lässt man die Mischung an einem kalten Ort (Keller) offen stehen. Es kann einige Stunden dauern bis das ganze TNT auskristallisiert ist.

 

7) Die Mischung wird mit heißem dest. Wasser versetzt, und das TNT nach gewohnter Methode von der Säure getrennt. Nach weiteren Stunden kann man aus der Säuremischung mit dest. Wasser noch etwas TNT gewinnen.

8) Um es ordentlich zu waschen, schmilzt man es mehrfach ein und wäscht es mit heißem dest. Wasser und optional mit einer Sodalösung. Die Ausbeute insgesamt beträgt ca. 700g TNT.

TNT lässt sich in Ethyalkohol bei 60°C auflösen und in heißem dest. Wasser rekristallisieren (Bild oben rechts, optional)

 

Verarbeitung

Das TNT solte an einem warmen, trockenen Ort ausgelegt werden. Eine gelbliche bis orangene Farbe ist vollkommen normal. Zwar könnte man es auch noch einschmelzen und in eine Form gießen, aber in gepulverter Form ist es einfach zündfreudiger.

Reines TNT benötigt auch in Pulverform eventuell einen kleinen Booster von 10-20g PETN, TNP, ANNM, etc.