Aceton-peroxid

Az aceton-peroxidok előállítására vonatkozó első kísérleteket Wolfenstein végezte 1895-ben, amikor a hidrogén-peroxid hatását vizsgálta acetonos oldatban lévő koniinra , feltételezve, hogy az aceton és a hidrogén-peroxid nem lépnek kölcsönhatásba. Wolfenstein felfedezte, hogy azonos térfogatú aceton és 10%-os hidrogén-peroxid keverékéből kristályok válnak ki, amelyet trimer aceton-peroxidnak (aceton-triperoxid 2 ) jellemez. Azt is észrevette, hogy a reakció gyorsabb, ha kis mennyiségű foszforsavat adunk hozzá [4] .

1899-ben Adolf Bayer és Victor Villiger dimer aceton-peroxidot (aceton-diperoxid 1 ) is szintetizált. 1933-ban a Lecoq megfigyelte az aceton-triperoxid depolimerizációs folyamatát, amikor krioszkópiás módszerrel meghatározta molekulatömegét , valamint az olvasztás során . 1947-ben tanulmányozták a savak hatását az aceton-peroxidok képződésére, különös tekintettel arra, hogy a kénsav , a sósav , a foszforsav és a salétromsav jelentősen felgyorsítja az aceton oxidációját hidrogén-peroxiddal, illetve szerves savak ( ecetsav ) jelenlétében. , benzoesav ) nem keletkezik termék [4] .

Eddig négy szerkezetű aceton-peroxidot sikerült előállítani [5] .

Getting

A dimer aceton-peroxidot (aceton-diperoxid, 1 ) 94%-os kitermeléssel állítják elő, ha acetont 86%-os hidrogén-peroxiddal kezelnek acetonitrilben kénsav jelenlétében , csökkentett hőmérsékleten. Az aceton-diperoxid szintézisének másik módja az aceton és kálium-perszulfát híg kénsavban történő reakciója. Ezekben a reakciókban szennyeződésként trimer aceton-peroxid (aceton-triperoxid, 2 ) keletkezik. A termék preparatív előállításához acetont ekvivalens mennyiségű 50%-os hidrogén-peroxiddal és 0,25 ekvivalens kénsavval reagáltatunk. Az aceton -triperoxid pentánból történő alacsony hőmérsékletű átkristályosítással tisztítható [5] . Ugyanakkor hosszú lapos prizmás kristályok formájában kristályosodik [4] .

A 3. és 4. peroxid ezekben a reakciókban ásványi sav hiányában állítható elő . Például aceton és 50%-os hidrogén-peroxid keverékéből három órán át 0 °C -on keverve csak 2,2-bisz(hidroperoxi)-propán 3 keletkezik . A reakcióidő növelése a 4 -es termék képződéséhez vezet [5] .

Fizikai tulajdonságok

Az aceton-triperoxid könnyen szublimál :

+14 és +18 ° C közötti hőmérsékleten 24 óra alatt tömegének körülbelül 6,5% -át veszíti el;
+25 °C-on - a tömeg 68%-a 14 nap alatt;
+50 °С-on - a tömeg 1,5%-a 2 óra alatt;
100 °C-on nagyon gyorsan szublimál [6] .

Oldható etanolban ( 0,15 g/100 g + 17 °C-on), dietil -éterben (5,5), petroléterben (7,35), acetonban (9,15), szén-diszulfidban (9,97), piridinben (15,4), benzolban (18,0). , triklór -etilén (22,7), szén-tetraklorid (24,8), kloroform (42,5) [6] , de vízben oldhatatlan [7] .

Kémiai tulajdonságok

Híg kénsavval hevítve az aceton-peroxid mennyiségileg hidrolizál, és aceton és hidrogén-peroxid képződik [4] :

{\mathsf {C_{6}H_{12}O_{4}+2H_{2}O\jobbra 2C_{3}H_{6}O+2H_{2}O_{2))}.

Az aceton-diperoxid és a triperoxid milligrammnyi mennyisége 15 percen belül lebomlik erős savak hatására (például kénsav vagy metánszulfonsav ). Mivel a reakció exoterm, az erős savak grammos mennyiségekre gyakorolt hatása detonációt okoz. Ezenkívül az aceton-triperoxidot az ón(II)-klorid hatékonyan roncsolja [7] [8] .

Ha metánszulfonsavval , perklórsavval vagy kénsavval állítják elő , az aceton-triperoxid spontán átalakul aceton-diperoxiddá. Ha azonban ón(IV)-kloridot , sósavat vagy salétromsavat használunk , az stabil marad [9] .

Használd robbanóanyagként

Az aceton-peroxidot nagy illékonysága és érzékenysége miatt katonai célokra nem használják, azonban az 1980-as évek óta terrorista célokra használják indító vagy fő robbanóanyagként [6] [10] . Vannak utalások arra is, hogy a szovjet hírszerző tisztek szabotázsgyakorlatában a 20. század első felében az aceton-peroxidot improvizált robbanóanyagként, improvizált vegyi anyagokból könnyen előállíthatják:

„A „békés szakmákból” kevesen tudják, hogy a legbanálisabb „vegyszerek” néha félelmetes pusztítókká válhatnak. Az acetont a gyógyszertárakban árulják a régi lakk eltávolítására a körmökről. Hidrogén-peroxid - a női haj természetes színének lektorálásához. A foszforsavat a gyomor egyensúlyozására és a fémek forrasztására használják. De nem ajánlott ezt a három anyagot összekeverni. A keverékből nyert fehér por a legerősebb robbanóanyag” [11] .

A terroristák általi felhasználás a szintézis egyszerűségének, valamint annak köszönhető, hogy ennek az anyagnak a molekulájában nincs nitrogén , ami lehetetlenné teszi a robbanószerkezet meghatározását szabványos, nitrogénvegyületekre reagáló eszközökkel [12] . Az aceton-triperoxidnak körülbelül ugyanolyan robbanóereje van, mint a TNT -nek . Ezenkívül nagyon érzékeny a hőre és az ütésekre, nyílt láng és elektromos kisülés hatására meggyulladhat [5] , ami veszélyessé teszi a robbanószerkezetek létrehozásának folyamatát (ezért az aceton-triperoxidot „anyaanyának” nevezték). Sátán”) [12] .

A The Times arról számol be, hogy néhány nappal a manchesteri támadás után (a támadás 2017. május 23-án éjszaka történt) az Abedi által használt anyag, az aceton-peroxid alapú robbanószerkezetek készítésének lépésről lépésre szóló utasításai nyilvánosan elérhetők voltak a Facebook és a YouTube. terrortámadás elkövetésére [13] .

A jelentések szerint ez az anyag akár 25%-os víztartalomnál is felrobban [7] . Az aceton-peroxid valamivel kevésbé érzékeny a sokkra, mint az ólom-azid . Brisance tekintetében felülmúlja az ólom-azidot és a higany-fulminátot [4] .

Az aceton-peroxid robbanása során nagy mennyiségű gáz éles képződése következik be: egy molekulájából három acetonmolekula és egy ózonmolekula képződik [2] . Egy másik bővítési egyenletet is adnak [4] :

{\mathsf {(C_{3}H_{6}O_{2})_{3}\rightarrow 1,3CO_{2}+2,44CO+2,61CH_{4}+))

{\mathsf {+\ 0.63C_{2}H_{6}+0.23C_{2}H_{4}+0.47H_{2}+0.96H_{2}O+0.47C} }.

Az aceton-triperoxid detonációs sebessége 5300 m/s 1,2 g/cm 3 sűrűségnél és körülbelül 1430 m/s 0,47 g/cm 3 sűrűségnél . A 0,35 és 1,2 g/cm 3 közötti sűrűségtartományban ez a függés lineáris, és megfelel a következő egyenletnek: ${\displaystyle v_{d))$ $\rho$

v_{d}=5405.1\rho -1149

(Kisasszony).

A robbanáshő 2803 kJ/kg, ami a TNT egyenértékének (4,19 MJ/kg) 67% -a.

Használja étrend-kiegészítőként

Az aceton-peroxid egy E929 jelzésű élelmiszer- adalékanyag . Javítja a liszttermékek minőségét. 2017-től azonban az aceton-peroxidot gyakorlatilag nem használják erre a célra, helyette más javítókat használnak [14] .

Felfedezés

Az aceton-triperoxid és a diperoxid vékonyréteg-kromatográfiával szilikagélen detektálható vagy analizálható (eluens: toluol , Rf 0,57 és 0,66, előhívás 1%-os difenil - aminnal tömény kénsavban). A gázkromatográfiás és tömegspektrometriás elemzés feltételeit is kiválasztottuk [7] .

Jegyzetek

↑ 17088-37-8 Aceton-peroxid . Letöltve: 2013. július 24. Az eredetiből archiválva : 2013. július 26.. (határozatlan)
↑ 1 2 Encyclopedia of Forensic Sciences, 3V Set ONLINE. — Akadémiai Kiadó. - 2013. - P. 102. - ISBN 978-0-12-382165-2 .
↑ Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd (német) // Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft : bolt. - 1895. - Bd. 28 , sz. 2 . - S. 2265-2269 . - doi : 10.1002/cber.189502802208 .
↑ 1 2 3 4 5 6 Bagal, 1975 .
↑ 1 2 3 4 Agrawal JP, Hodgson R.D. Organic Chemistry of Explosives . - Wiley, 2007. - P. 339-340. — ISBN 978-0-470-02967.
↑ 1 2 3 Yinon J. Robbanóanyagok törvényszéki és környezetvédelmi felderítése . - John Wiley & Sons, 1999. - P. 10-12. - ISBN 0-471-98371-3 .
↑ 1 2 3 4 Lunn G., Sansone EB Veszélyes vegyi anyagok megsemmisítése a laboratóriumban . - John Wiley & Sons, 2012. - P. 459-462. — ISBN 978-0-470-48755-6 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Huang J., Luo W. Peroxid Explosives megsemmisítése // Journal of Forensic Sciences. - 2009. - 1. évf. 54 , sz. 5 . - P. 1029-1033 . - doi : 10.1111/j.1556-4029.2009.01130.x . — PMID 19737243 .
↑ Matyas R., Pachman J., Ang H.-G. A TATP tanulmányozása: A TATP spontán átalakulása DADP-vé // Hajtóanyagok, robbanóanyagok, pirotechnika. - 2008. - Vol. 33 , sz. 2 . - 89-91 . o . - doi : 10.1002/prep.200700247 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC A triaceton-triperoxid (TATP) és a diaceton-diperoxid (DADP) képződését befolyásoló tényezők: I. rész // Hajtóanyagok, robbanóanyagok, pirotechnika. - 2013. - Kt. 38 , sz. 2 . - P. 244-254 . - doi : 10.1002/prep.201200116 .
↑ N. Khokhlov. A lelkiismerethez való jog.
↑ 1 2 Girard J. E. Kriminalistika: Forensic Science, Crime and Terrorism . - 2. kiadás. - Jones & Bartlett Publishers, 2011. - P. 422. - ISBN 978-0-7637-7731-9 .
↑ Terrorista által készített bomba a YouTube-on található utasítások szerint . Kurzor információ. Letöltve: 2017. június 24. Az eredetiből archiválva : 2017. június 25. (határozatlan)
↑ Explosive Cupcake archiválva 2020. január 17-én a Wayback Machine -nél – a pékáruk gyártásában használt e-adalékokról, a Science 2.0 csatornán

Irodalom

Bagal L. I. A robbanóanyagok kémiája és technológiája. - M .: Mashinostroenie, 1975. - S. 411-415.
Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd (német) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1895. - Bd. 28 , sz. 2 . - S. 2265-2269 . - doi : 10.1002/cber.189502802208 .
Baeyer A., Villiger V. Ueber die Einwirkung des Caro'schen Reagens auf Ketone (német) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1900. - Bd. 33 , sz. 1 . - S. 858-864 . - doi : 10.1002/cber.190003301153 .

Kísérleti cikkek

Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC A triaceton-triperoxid (TATP) és a diaceton-diperoxid (DADP) képződését befolyásoló tényezők: I. rész // Hajtóanyagok, robbanóanyagok, pirotechnika. - 2013. - Kt. 38 , sz. 2 . - P. 244-254 . - doi : 10.1002/prep.201200116 .
Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC A triaceton-triperoxid (TATP) és a diaceton-diperoxid (DADP) képződését befolyásoló tényezők: 2. rész // Hajtóanyagok, robbanóanyagok, pirotechnika. - 2013. - doi : 10.1002/prep.201200215 .