Nitroglycerin

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Glyceryl trinitrate)
Bước tới: menu, tìm kiếm

Nitroglycerin Cấu trúc hóa học
Nitroglycerin

propane-1,2,3-triyl trinitrate
Tên quy định IUPAC
Công thức hóa học C3H5(NO3)3
Phân tử gam 227.0872
Nhạy nổ với va chạm Rất mạnh
Nhạy nổ với ma sát Rất mạnh
Mật độ 1.13 kg/dm³ tại 15°C
Tốc độ truyền nổ 7700 m/s
Tương đương TNT 1.50
Điểm nóng chảy 13.2°C (55.76°F)
Điểm phát nổ 50°C đến 60°C (12°F to 140 °F)
Bề ngoài rắn vàng nhạt/lỏng nhớt không mầu
Số CAS 55-63-0
PubChem 4510
SMILES C(C(CO[N+](=O)[O-])O
[N+](=O)[O-])O[N+](=O)[O-]

Nitroglycerin là một chất lỏng không màu, phiên âm tiếng Việt: "Nitrôglyxêrin", được dùng cho các ứng dụng thuốc, thuốc nổ và một số ứng dụng khác.

Các tên khác: Nitrôglyxêrin, nitroglycerin, (NG), trinitroglycerin, nitroglycerol, nitrostat, minitran, glyceryl trinitrate, trinitroglycerol, nitroglycerine, nitroplast, epinitril...

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Nitrolycerin là một chất lỏng không màu, nhớt, tạo thành từ phản ứng nitơrát hóa glyxêrin, rất dễ nổ. Được sử dụng trong công nghiệp xây dựngphá hủy, hoặc dùng làm chất tạo dẻo cho một số chất rắn. Nó cũng được dùng trong ngành dược, làm thuốc dãn mạch, hạ huyết áp.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Nitrôglyxêrin được khám phá bởi nhà hóa học Ascanio Sobrero năm 1847, khi làm việc cho Théophile-Jules Pelouze tại viện nghiên cứu của Đại học Torino. Ứng dụng trong công nghiệp lớn nhất bởi Alfred Nobel trong thập niên 1860. Công ty của ông xuất khẩu hỗn hợp lỏng gồm nitrôglyxêrin và bông thuốc súng, tên là "dầu nổ Thụy Điển". Thứ này bán dưới dạng đóng chai, cực kỳ mất ổn định và nguy hiểm, nó gây ra nhiều thảm họa kinh hoàng như vụ nổ văn phòng Wells FargoSan Francisco năm 1866. Chất lỏng này được nhiều nhà khoa học quan tâm, vì lúc đó chất nổ rất thiếu, người ta phát triển nhiều thuốc nổ có nó, như dynamite và các hỗn hợp gần giống như dualinelithofracteur, bằng cách trộn nitrôglyxêrin với chất ổn định. Ví dụ, "hồ nổ" (blasting gelatine) của Alfred Nobel, hay cháo xelluloz (nitrocellulose gel) tương tự, nitrôglyxêrin cộng thêm 7%-8% nitrô xelluloz. Một thứ nữa, Alfred Nobel sử dụng kieselguhr (còn gọi là "bọt biển" hay "điatôn" - Diatomaceous earth trong tiếng Anh). "Bọt biển" là thứ đá xốp, trước đây là khung xương vỏ tế bào của một loại tảo, sau hóa thạch, rất xốp (70% rỗng). Nhờ "bọt biển" này, chất nổ chuyển sang dạng rắn hay dẻo trở nên ổn định an toàn, đây là loại thuốc nổ dẻo đầu tiên.

Giảm nhạy nổ[sửa | sửa mã nguồn]

Khi ở dạng nguyên chất, nitroglycerin là một chất nhạy nổ, va đập vật lý có thể làm nó phát nổ. Điều này làm việc vận chuyển và sử dụng rất nguy hiểm. Ở dạng loãng, nitroglycerin là một chất nổ rất hữu dụng, sánh với những chất nổ quân sự mạnh như RDX, PETN (không thể nhồi chặt vào đầu đạn vì nhạy nổ). Nó nổ tốt hơn thuốc nổ dẻo C-4.

Khởi đầu nghiên cứu nitrôglyxêrin, người ta tìm cách làm cho thuốc nổ lỏng bớt nhậy, người ta nhận thấy có thể làm nó ổn định khi làm lạnh xuống 5-10°C, khi đó, thuốc nổ đông đặc. Tuy nhiên, khi nóng chảy nó lại cực nhậy, đặc biệt khi không sạch hoặc sấy quá nhanh. Điểm này gợi ý cho người ta tìm cách đặt nitrôglyxêrin vào trạng thái ổn định bằng cách trộn thêm 10-30% ethanol, acetone, hoặc dinitrotoluene, ổn định như các chất nổ mạnh hiện dại. Việc làm giản nhậy yêu cầu các chất phải rất sạch, nếu không chất nổ khó điểm hỏa, khó khăn khi ứng dụng thực tế. Rất nhiều vấn đề khi sử dụng nitrôglyxêrin do nhiệt độ nóng chảy của nó cao. Khi vận chuyển, người ta làm lạnh nó, nhưng nhiều tai nạn xảy ra khi làm lỏng chất nổ này. Bước tiếp theo người ta trộn chất nổ với các chất làm giảm nhiệt độ chảy, như các polynitrat, ví dụ ethylene glycol dinitrat nóng chảy ở -29°C. Nitrôglyxêrin có thể dốt cháy như nhiên liệu, nhưng nguy hiểm. Việc tăng áp suất xung quanh khối thuốc đang cháy có thể tạo ra các ứng lực, sóng chấn động nhanh hơn tốc độ âm thanh, các sóng này có thể sắp xếp dẫn đến một điểm nào đó đủ áp suất làm chất nổ phân hủy, phát nổ.

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

Nitrôglyxêrin có thể được điều chế bằng nitrát hóa glycerin. Theo cách này, trộn Axít sulfuricAxít nitric hoàn toàn đặc với glycerin theo tỷ lệ 50%, 40%, 10%. Đầu tiên trộn hai axít trước, rồi làm lạnh đến 10°C, đặt hỗn hợp trong có nước đá đang tan rồi trộn glycerin từ từ vào. Không được để hỗn hợp phản ứng nóng quá vì nó nổ, cũng không được để lạnh quá nếu không phản ứng dừng. Khi phản ứng xong, nitrôglyxêrin màu vàng nhạt nổi lên, đổ từ từ vào chậu nước lớn, nitrôglyxêrin chìm xuống đáy chậu. Tách nó ra và trung hòa dần bằng muối kiềm, như natri cacbonat.

Một cách nữa để điều chế nitrôglyxêrin là trộn nó với axít sunfuric trước, hỗn hợp nóng lên và dược làm lạnh trước, đến đây thì có thể đổ nhanh axít nitrich vào. Tuy nhiên, vẫn phải cẩn thận không dung dịch bắn ra. Cũng có thẻ trộn thêm glycerin thật chậm vào. Sau khi phản ứng nitrát hóa glycerin diễn ra, nitrôglyxêrin nổi lên trên, phương pháp này điều chế được chất sạch. Đợi có thể đến một ngày hay ít hơn, nhưng kéo dài thời gian ngâm có thể làm axít phân hủy hoặc kích nổ nitrôglyxêrin, tuy sau này chỉ xảy ra ở các mẻ lớn. Nếu có màu sữa thì chỉ có thể là nước, từ điểm đó lên trên. Phương pháp này dùng từ thời Alfred Nobel, nhưng không phải của ông.

Sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Sản xuất công nghiệp thường thường sử dụng hỗn hợp gần 50:50 hai axít sulfuricaxít nitric. Hỗn hợp này có thể có được khi trộn axit sunfuric nguyên chất vào axit nitric đang bay hơi đỏ (axit nitric đang để thoát oxít nitơ của nó, rất nguyên chất đắt đỏ). Một phương pháp trộn nữa rẻ hơn là dùng oleum (axit nitric hòa tan oxit lưu huỳnh) và axit nitric 70%. Axit sulfuric chiếm một nhóm của axit nitric, làm nó hoạt động, kết hợp với nguyên tử oxy của glycerin tạo ra este và nước. Một cách giải thích nữa là phản ứng giữa ion nitro với một điện tử trong phân tử vòng.

Trong công nghiệp, người ta dựa vào sự tỏa nhiệt của phản ứng để điều chỉnh. Glycerin trộn vào axít chứ không ngược lại. Glycerin thêm vào hỗn hợp trong một lò phản ứng hóa học, được thiết kế chuyên dùng có các phản ứng nitrat hóa. Khi nhiệt độ tăng cao, các chất phụ gia đi kèm tăng tốc phản ứng phá hủy cấu trúc axít, tạo ra khói nâu độc oxít nitơ, điều này làm các sản phẩm phản ứng xáo trộn. Glycerin trộn vào chậm hơn, lò phả ứng được làm mát nước hoặc một số lò bằng glycerin 22°C còn lại, thấp hơn nhiều nhiệt độ mà phản ứng este hóa xảy ra quá chậm so với cần thiết. Buồng nitrat hóa thường làm bằng sắt hay chì, chịu áp ao và nhiệt. Đáy buồng nitrat hóa có một cửa an toàn, ống nối đi qua một bể lớn chưa nước rất lạnh, hỗn hợp phản ứng (còn gọi là liều nạp như thuốc nổ cho vào súng), đi qua đây ngăn ngừa nổ, giảm tốc độ phản ứng. Khi nhiệt độ khoảng 10°C (thay đổi theo từng nước) hoặc có khói nâu ở trên lỗ thông, cửa tự mở xuống ngay lập tức. Bởi vì rất nguy hiểm, nên các lò phản ứng thường được điều khiển từ xa hoặc ngoài biển.

Sản xuất Nitroglycerin trong chiến tranh[sửa | sửa mã nguồn]

Một lượng lớn nitroglycerin đã được sản xuất trong cả hai lần đại chiến thế giới cho và được sử dụng làm chất nổ đẩy đạn.

Chiến tranh thế giới I[sửa | sửa mã nguồn]

Trong CTTGI, nhà máy HM, Gretna, nhà máy sản xuất thuốc nổ đẩy lớn nhất ở Anh Quốc cho ra 800 tấn Cordite RBD mỗi tuần. Tức mỗi tuần cần cung cấp cho nhà máy này 336 tấn nitroglycerin (giả sử không có hao hụt trong sản xuất). Hải quân hoàng gia cũng có một nhà máy riêng ở Royal Navy Cordite Factory, Holton Heath.

Có nhiều nhà máy sản xuất cordite cũng được xây dựng ở Canada trong CTTGI. Nhà máy Canadian Explosives Limited Cordite ở Nobel, Ontario được thiết kế để sản xuất 1.500.000 lb (681 tấn) Cordite mỗi tháng, đồng nghĩa với tiêu thụ 286 tấn nitroglycerin.

Dùng làm dược phẩm[sửa | sửa mã nguồn]

Trong ngành dược, nitrôglyxêrin dùng làm thuốc tim với tên thuốc gốc glycerin trinitrat và các tên biệt dược Nitrospan®, Nitrostat®, Tridil®. Nó sử dụng là thuốc chống đau ngực, tắc thở, các bệnh liên quan đến vành tim. Thuốc được chế dưới dạng thuốc viên, thuốc mỡ, các dạng dùng trên đường đi (Transderm Nitro®, Nitro-Dur®), dạng thuốc xịt (Nitrolingual Pump Spray®, Natispray®). Nitrôglyxêrin mở rộng mạch máu, tạo những hiệu quả chính:

Hiệu quả nitrôglyxêrin được tạo ra bởi một cơ chế chưa được biết rõ, thuốc này tạo thành oxide nitric NO, chất này là chất làm dãn mạch máu tự nhiên. Gần đây phổ biến sử dụng thuốc cho một mục đích mới, dùng lượng nhỏ (0.2%) trong thuốc mỡ chữa bệnh trĩ.

Một phát triển gần đây cho một lượng nhỏ chất này vào loại bao cao su mới của Durex để kích thích sự cương cứng trong khi giao hợp. "Bao cao su CSD500 chứa một chất hóa học trên núm vú, gọi là glyceryl trinitrate (GTN), nó được hấp thụ bởi da và làm mạch máu mở rộng". Thông thường, chất này vẫn được dùng chữa vết cắn nhện nâu độc, làm tiêu nọc độc, nhưng những nghiên cứu cho thấy lợi ích không nhiều mà có thể làm tăng viêm.

Hiếm khi sử dụng liều cao nitrôglyxêrin vì sinh ra chứng nhức đầu "NG head". Chứng nhức đầu dữ đến mức làm một số người mất năng lực. Tuy nhiên, con người tăng khả năng chịu nitrôglyxêrin và nghiện chất này sau một kỳ dùng thuốc dài. Dừng thuốc trở nên nguy hiểm với các triệu chứng đau đầu và các vấn đề tim. Dùng lại nitrôglyxêrin các triệu chứng có thể dừng. Với các công nhân làm việc với nitrôglyxêrin xuất hiện hội chứng "đau đầu ngày thứ hai". Hiện tượng xảy ra do các công nhân thường xuyên tiếp xúc nitrôglyxêrin trong công việc, qua cuối tuần họ gặp hội chứng dừng thuốc, nó giảm khi tiếp xúc với thuốc ngày làm việc tiếp theo.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]


Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Bản mẫu:ChemicalSources