Asetoniperoksidi

Ensimmäiset kokeet asetoniperoksidien valmistamiseksi suoritti Wolfenstein vuonna 1895, kun hän tutki vetyperoksidin vaikutusta koniiniin asetoniliuoksessa olettaen, että asetoni ja vetyperoksidi eivät ole vuorovaikutuksessa. Wolfenstein havaitsi, että kiteet saostuivat seoksesta, jossa oli yhtä suuret määrät asetonia ja 10 % vetyperoksidia, jonka hän luonnehti trimeeriseksi asetoniperoksidiksi (asetonitriperoksidi 2 ). Hän huomasi myös, että reaktio on nopeampi, kun siihen lisätään pieniä määriä fosforihappoa [4] .

Vuonna 1899 Adolf Bayer ja Victor Villiger syntetisoivat myös dimeerisen asetoniperoksidin (asetonidiperoksidi 1 ). Vuonna 1933 Lecoq havaitsi asetonitriperoksidin depolymeroitumisprosessia määrittäessään sen molekyylipainoa kryoskopialla sekä sulatuksen aikana . Vuonna 1947 tutkittiin happojen vaikutusta asetoniperoksidien muodostumiseen, erityisesti havaittiin, että rikki- , kloori- , fosfori- ja typpihapot kiihdyttävät merkittävästi asetonin hapettumista vetyperoksidilla ja orgaanisten happojen ( etikkahappojen ) läsnä ollessa. , bentsoe ) tuotetta ei muodostu [4] .

Tähän mennessä on saatu neljän rakenteen omaavia asetoniperoksideja [5] .

Haetaan

Dimeerinen asetoniperoksidi (asetonidiperoksidi, 1 ) saadaan 94 % :n saannolla käsittelemällä asetonia 86 % vetyperoksidilla asetonitriilissä rikkihapon läsnä ollessa alennetussa lämpötilassa. Toinen menetelmä asetonidiperoksidin synteesiin on asetonin reaktio kaliumpersulfaatin kanssa laimeassa rikkihapossa. Trimeerinen asetoniperoksidi (asetonitriperoksidi, 2 ) muodostuu näissä reaktioissa epäpuhtautena. Tämän tuotteen valmistelemiseksi käytetään asetonin reaktiota ekvivalentin määrän kanssa 50 % vetyperoksidia ja 0,25 ekvivalenttia rikkihappoa. Asetonitriperoksidi voidaan puhdistaa matalan lämpötilan uudelleenkiteytyksellä pentaanista [ 5] . Samalla se kiteytyy pitkien litteiden prismaattisten kiteiden muodossa [4] .

Peroksidit 3 ja 4 voidaan saada näissä reaktioissa ilman mineraalihappoa . Esimerkiksi asetonin ja 50 % vetyperoksidin seos tuottaa vain 2,2-bis(hydroperoksi)propaania 3 , kun sitä sekoitetaan kolmen tunnin ajan 0 °C:ssa . Reaktioajan pidentäminen johtaa tuotteen 4 muodostumiseen [5] .

Fysikaaliset ominaisuudet

Asetonitriperoksidi sublimoituu helposti :

lämpötilassa +14 - +18 ° C se menettää noin 6,5% massasta 24 tunnissa;
+25 °C:ssa - 68 % massasta 14 päivässä;
+50 °С:ssa - 1,5 % massasta 2 tunnissa;
100 °C:ssa se sublimoituu hyvin nopeasti [6] .

Se liukenee etanoliin ( 0,15 g/100 g + 17 °C:ssa), dietyylieetteriin ( 5,5), petrolieetteriin (7,35), asetoniin (9,15), hiilidisulfidiin (9,97), pyridiiniin (15,4), bentseeniin (18,0) , trikloorietyleeni (22.7), hiilitetrakloridi (24.8), kloroformi (42.5) [6] , mutta ei liukene veteen [7] .

Kemialliset ominaisuudet

Laimealla rikkihapolla kuumennettaessa asetoniperoksidi hydrolysoituu kvantitatiivisesti ja muodostuu asetonia ja vetyperoksidia [4] :

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

Vahvat hapot (kuten rikkihappo tai metaanisulfonihappo ) hajottavat milligrammamääriä asetonidiperoksidia ja triperoksidia 15 minuutissa . Koska reaktio on eksoterminen, vahvojen happojen vaikutus grammamääriin aiheuttaa räjähdyksen. Myös tina(II)kloridi tuhoaa tehokkaasti asetonitriperoksidin [7] [8] .

Kun asetonitriperoksidia valmistetaan käyttämällä metaanisulfonihappoa , perkloorihappoa tai rikkihappoa , se muuttuu spontaanisti asetonidiperoksidiksi. Käytettäessä tina(IV)kloridia , suolahappoa tai typpihappoa se kuitenkin pysyy stabiilina [9] .

Käytä räjähteenä

Asetoniperoksidia ei käytetä sotilaallisiin tarkoituksiin sen korkean haihtuvuuden ja herkkyyden vuoksi, mutta 1980-luvulta lähtien sitä on käytetty terroristitarkoituksiin sytytys- tai pääräjähteenä [6] [10] . On myös viittauksia asetoniperoksidin käyttöön Neuvostoliiton tiedusteluupseerien sabotoinnissa 1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla improvisoituna räjähteenä, joka voidaan helposti valmistaa improvisoiduista kemikaaleista:

"Harvat ihmiset "rauhanomaisista ammateista" tietävät, että banaalimmista "kemikaaleista" voi joskus tulla valtavia tuhoajia. Asetonia myydään apteekeissa vanhan lakan poistamiseen kynsistä. Vetyperoksidi - naisten hiusten luonnollisen värin tarkistamiseen. Fosforihappoa käytetään vatsan tasapainottamiseen ja metallien juottamiseen. Mutta ei ole suositeltavaa sekoittaa näitä kolmea ainetta keskenään. Seoksesta saatu valkoinen jauhe on vahvin räjähdysaine” [11] .

Terroristien käyttö johtuu synteesin yksinkertaisuudesta sekä siitä, että tämän aineen molekyylissä ei ole typpeä , mikä tekee mahdottomaksi määrittää räjähdettä tavallisilla typpiyhdisteisiin reagoivilla laitteilla [12] . Asetonitriperoksidilla on suunnilleen sama räjähdysvoima kuin TNT :llä . Lisäksi se on erittäin herkkä lämmölle ja iskuille ja voi syttyä avotulen ja sähköpurkauksen vaikutuksesta [5] , mikä tekee räjähteiden luomisprosessista vaarallisen (tästä syystä asetonitriperoksidia kutsuttiin "äidiksi" Saatana”) [12] .

The Times raportoi, että muutama päivä Manchesterin hyökkäyksen jälkeen (hyökkäys tapahtui yöllä 23. toukokuuta 2017), vaiheittaiset ohjeet räjähteiden valmistamiseksi asetoniperoksidiin, Abedin käyttämään aineeseen, olivat julkisesti saatavilla osoitteessa Facebook ja YouTube. tehdä terrori-isku [13] .

On raportoitu, että tämä aine räjähtää jopa 25 % :n vesipitoisuudessa [7] . Asetoniperoksidi on hieman vähemmän herkkä iskuille kuin lyijyatsidi . Brisanssiltaan se ylittää lyijyatsidin ja elohopeafulminaatin [ 4] .

Asetoniperoksidin räjähdyksen aikana muodostuu jyrkkä suuri määrä kaasuja: sen yhdestä molekyylistä muodostuu kolme asetonimolekyyliä ja yksi otsonimolekyyli [2] . Ne antavat myös toisen laajennusyhtälön [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} }.

Asetonitriperoksidin räjähdysnopeus on 5300 m/s tiheydellä 1,2 g/cm3 ja noin 1430 m/s 0,47 g/cm3 : n kohdalla . Tiheysalueella 0,35 - 1,2 g/cm 3 tämä riippuvuus on lineaarinen ja noudattaa yhtälöä: ${\displaystyle v_{d))$ $\rho$

v_{d}=5405.1\rho -1149

(neiti).

Räjähdyslämpö on 2803 kJ/kg, mikä on 67 % TNT:n ekvivalentista (4,19 MJ/kg).

Käytä ravintolisänä

Asetoniperoksidi on elintarvikelisäaine , jonka nimi on E929 . Se parantaa jauhotuotteiden laatua. Vuodesta 2017 lähtien asetoniperoksidia ei kuitenkaan käytännössä käytetä tähän tarkoitukseen, vaan sen sijaan käytetään muita parannusaineita [14] .

Discovery

Asetonitriperoksidi ja diperoksidi voidaan havaita tai analysoida ohutkerroskromatografialla silikageelillä (eluentti: tolueeni , Rf 0,57 ja vastaavasti 0,66, kehitys 1-prosenttisella difenyyliamiinilla väkevässä rikkihapossa). Myös kaasukromatografian ja massaspektrometrian analyysin olosuhteet valittiin [7] .

Muistiinpanot

↑ 17088-37-8 Asetoniperoksidi . Haettu 24. heinäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 26. heinäkuuta 2013. (määrätön)
↑ 1 2 Encyclopedia of Forensic Sciences, 3V Set ONLINE. — Akateeminen lehdistö. - 2013. - s. 102. - ISBN 978-0-12-382165-2 .
↑ Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd (saksa) // Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft : myymälä. - 1895. - Bd. 28 , ei. 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. - S. 339-340. — ISBN 978-0-470-02967.
↑ 1 2 3 Yinon J. Räjähteiden rikostekninen ja ympäristöllinen havaitseminen . - John Wiley & Sons, 1999. - P. 10-12. - ISBN 0-471-98371-3 .
↑ 1 2 3 4 Lunn G., Sansone EB Vaarallisten kemikaalien tuhoaminen laboratoriossa . - John Wiley & Sons, 2012. - S. 459-462. — ISBN 978-0-470-48755-6 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Huang J., Luo W. Peroksidiräjähteiden tuhoaminen // Journal of Forensic Sciences. - 2009. - Vol. 54 , nro. 5 . - s. 1029-1033 . - doi : 10.1111/j.1556-4029.2009.01130.x . — PMID 19737243 .
↑ Matyas R., Pachman J., Ang H.-G. TATP:n tutkimus: TATP:n spontaani muuntaminen DADP:ksi // Ponneaineet, räjähteet, pyrotekniikka. - 2008. - Voi. 33 , ei. 2 . - s. 89-91 . - doi : 10.1002/prep.200700247 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC tekijät, jotka vaikuttavat triasetonitriperoksidin (TATP) ja diasetonidiperoksidin (DADP) muodostumiseen: osa I // Ponneaineet, räjähteet, pyrotekniikka. - 2013. - Vol. 38 , ei. 2 . - s. 244-254 . - doi : 10.1002/prep.201200116 .
↑ N. Khokhlov. Oikeus omaantuntoon.
↑ 1 2 Girard J.E. Criminalistics: Forensic Science, Crime and Terrorism . - 2. painos. - Jones & Bartlett Publishers, 2011. - s. 422. - ISBN 978-0-7637-7731-9 .
↑ Terroristien tekemä pommi YouTuben ohjeiden mukaan . Kohdistimen tiedot. Haettu 24. kesäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 25. kesäkuuta 2017. (määrätön)
↑ Explosive Cupcake arkistoitu 17. tammikuuta 2020 Wayback Machinessa - leivonnaisten valmistuksessa käytetyistä e-lisäaineista Science 2.0 -kanavalla

Kirjallisuus

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

Kokeelliset artikkelit

Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC tekijät, jotka vaikuttavat triasetonitriperoksidin (TATP) ja diasetonidiperoksidin (DADP) muodostumiseen: osa I // Ponneaineet, räjähteet, pyrotekniikka. - 2013. - Vol. 38 , ei. 2 . - s. 244-254 . - doi : 10.1002/prep.201200116 .
Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC tekijät, jotka vaikuttavat triasetonitriperoksidin (TATP) ja diasetonidiperoksidin (DADP) muodostumiseen: Osa 2 // Ponneaineet, räjähteet, pyrotekniikka. - 2013. - doi : 10.1002/prep.201200215 .