Nitroglycerin

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Nitroglycerin
Strukturformel
Molekylmodell
Systematiskt namn 1,2,3-trinitroxipropan
Övriga namn Sprängolja

Propyl-1,2,3-trinitrat

Glyceryltrinitrat
Kemisk formel C3H5(NO3)3
Molmassa 227,0872 g/mol
Utseende Gul, aningen oljig vätska, men färglös och transparent när den är ren
CAS-nummer 55-63-0
SMILES C(C(CO[N+](=O)[O-])O[N+](=O)[O-])O[N+](=O)[O-]
Egenskaper
Densitet 1,594 g/cm³
Smältpunkt 13,2 °C
Kokpunkt ~55 °C (sönderfaller)
Faror
Huvudfara
NFPA 704

NFPA 704.svg

3
3
4
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Nitroglycerin (glyceryltrinitrat, propyl-1,2,3-trinitrat, C3H5(NO3)3 är en i rent tillstånd färglös, oljig och extremt explosiv kemikalie. Nitroglycerin är ytterst instabilt (både kraftfullt och lättexplosivt) och detonerar med en hastighet på cirka 8000 m/s, motsvarande c:a MACH 23 vid normalt lufttryck 1013 hPa och temperatur +15 °C.

Nitroglycerin är en ester bildad av salpetersyra och glycerol (glycerin är namn för både glycerol/vatten-blandning eller orent glycerol, om man skall vara korrekt). Modern kommersiell framställning sker genom nitrering av glycerol med salpetersyra som först lösts i svavelsyra.[1] Man strävar efter att ha minimal mängd färdigtillverkat nitroglycerin på samma plats. Då tillverkningen sker kontinuerligt är det särskilt viktigt att snabbt transportera ämnet bort från fabriken. Alternativt sker tillverkning av nitroglycerinbaserade "säkra" sprängämnen på samma plats lika kontinuerligt som nitroglycerintillverkningen. Man önskar inte att lagra produkten över huvud taget.

Nitroglycerin används vid tillverkning av sprängämnen, speciellt dynamit. Det är extremt explosivt, och redan vid tillverkningen finns risk för en detonation, om till exempel tillräcklig kylning ej erhålles. I sin rena form är nitroglycerin ytterst stötkänsligt, till exempel kan en fysisk stöt få den att explodera. Ett annat exempel på dess oerhörda instabilitet är att det inte får komma i kontakt med någon metall. Nitroglycerin har dålig hållbarhet och sönderfaller snart till ännu mer instabila former. Detta gör nitroglycerin mycket farlig att transportera eller använda i dess rena form. Nitroglycerin blir gult när det sönderdelas.

Nitroglycerin är även ett gift, men kan i låga doser (och utblandat till c:a 1%) vara till god hjälp vid vissa typer av akuta hjärtbesvär genom ämnets kärldilaterande egenskaper. I Sverige maknadsförs bland annat medicinen Nitromex.[2].

Den förste som lyckades göra en sprängmedelsblandning innehållande nitroglycerin med avsevärt mindre risk för ofrivillig detonation var Alfred Nobel. Alfred Nobel lyckades blanda det mycket besvärliga nitroglycerinet med kiselgur för att sprängämnet på så vis skulle få en fast form och kraftigt förbättra dess stöttåliga egenskaper.

Historia[redigera | redigera wikitext]

Nitroglycerin framställdes första gången år 1847 av den italienska kemisten Ascanio Sobrero.

Egenskaper[redigera | redigera wikitext]

Nitroglycerin innehåller 15,87 vikt-% kol, 2,22 vikt-% väte, 18,50 vikt-% kväve och 63,41 vikt-% syre och binds med opolära kovalenta bindningar. Det innehåller kväve och syre i nästan exakta proportioner för förbränning till NOx-gaser vilket leder till en extremt snabb tryckökning som därefter leder till fullfärdad detonation.

Tidigt i historien av detta explosiva ämne så upptäcktes det att flytande nitroglycerin kan bli desensibiliserat genom nedkylning till 5 - 10 °C, där det stelnar (fryspunkten är +13 °C). Men det kan senare vid upptining bli extremt känsligt, speciellt om uppvärmningen är för hastig. Det är möjligt att kemiskt desensibilisera nitroglycerin till en punkt där det kan ses som nästan helt säkert. Desensibilisation kräver extra arbete att späda ut nitroglycerinet till dess ursprungliga konsistens, den ”rena” produkten. Om detta misslyckas förmodar man att desensibiliserat nitroglycerin är substansmässigt svårare att detonera, vilket antagligen gör det oanvändbart som explosivt ämne för praktisk användning.

Användningsområden[redigera | redigera wikitext]

Användning som sprängämne[redigera | redigera wikitext]

När nitroglycerin detonerar sönderdelas det till många små gasmolekyler. I det sönderfallet produceras 4 mol C3H5(NO3) och 29 mol olika gasmolekyler. Det är tryckvågen från den plötsliga volymökningen som man uppfattar som en explosion.

En explosion är en mycket snabb förbränning, och den kräver bränsle och en oxidant. I det perfekta sprängmedlet råder det jämvikt mellan bränsle och syre. Men för de flesta sprängmedel gäller att det inte råder jämvikt, utan det är ett litet överskott av någon komponent. Nitroglycerin innehåller båda komponenterna. Om den detoneras under högt tryck exploderar den och bildar gas av tusen gånger dess ursprungliga volym. En av dessa gaser är kvävgas. N2 är mycket stabil, så dess produktion är mycket exoterm, vilket förklarar varför kväve är en vanlig komponent i sprängämnen.

Nitroglycerinets stora fördel (förutom att det är ett kraftigt sprängämne) är att det inte bildar några fasta former av kol (till exempel aska eller sot) vid detonationen. Denna fördel kan man utnyttja genom att tillverka "rökfritt krut". Detta är praktiskt i militära tillämpningar där exempelvis soldater och kanonskyttar slipper få synfältet skymt av krutrök. Krutrök avslöjar också skjutplatsen och blir ledfyr för artilleribekämpning.

Nitroglycerin finns i både civila och militära krut.

Medicinsk användning[redigera | redigera wikitext]

Inom medicin används nitroglycerin som behandling mot kärlkramp, så kallad angina pectoris, och akut lungödem. Nitroglycerin ombildas i kroppen till kvävemonoxid. Kväveoxidfrisättningen gör att blodkärlen dilaterar sig så att hjärtarbetet minskas och mer syrerikt blod når hjärtat; då minskar syrebristen och smärtorna avtar. Medicinen finns som tablett, spray och läkemedel för intravenöst bruk. Det säljs under namn som Nitroglycerin, Nitromex, Nitrolingual och Suscard.

Framställning[redigera | redigera wikitext]

Den industriella produktionsprocessen använder en blandning med proportionerna 1:1 av högt koncentrerad svavelsyra och högt koncentrerad salpetersyra. Detta skapar nitroniumjoner som blir attackerade av glycerinets nukleofila syreatomer. Nitrogruppen NO2 blir då adderad.

Användning av starka syror resulterar nästan alltid i en exoterm reaktion (det vill säga värme produceras), och denna reaktion är inget undantag. Om blandningen blir för varm kan den explodera. Syrablandningen tillsätts långsamt ett reaktionskärl innehållande glycerin. Reaktionskärlet hålles nerkylt till ungefär 0 °C. Kärlet har en nödöppningsdörr på botten och därunder finns en stor bassäng med kallt vatten. Om sensorerna i blandningen upptäcker att temperaturen höjs för snabbt, så kan hela blandningen släppas ut i isvattnet som förhindrar en möjlig explosion.

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ NE2000 artikel "nitroglycerin"
  2. ^ FASS för förskrivare 2001

Källor[redigera | redigera wikitext]