TRINITROTOLUENO (TNT): ESTRUTURA, PROPRIEDADES, USOS, RISCOS, EXPLOSÃO - QUÍMICA - 2025

O trinitrotolueno é um composto orgânico constituído por três grupos nitro de carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio -NO ₂. Sua fórmula química é C ₆ H ₂ (CH ₃) (NO ₂) ₃ ou também a fórmula condensada C ₇ H ₅ N ₃ O ₆.

Seu nome completo é 2,4,6-trinitrotoluene, mas é comumente conhecido como TNT. É um sólido cristalino branco que pode explodir quando aquecido acima de uma determinada temperatura.

Cristais de 2,4,6-trinitrotolueno, TNT. Wremmerswaal. Fonte: Wikimedia Commons.

A presença no trinitrotolueno dos três grupos nitro -NO ₂ favorece o fato de explodir com certa facilidade. Por isso, tem sido amplamente utilizado em artefatos explosivos, projéteis, bombas e granadas.

Também tem sido usado para detonações subaquáticas, em poços profundos e para explosões industriais ou não militares.

O TNT é um produto delicado que também pode explodir com golpes muito fortes. Também é tóxico para humanos, animais e plantas. Os locais onde ocorreram as explosões estão contaminados e estão sendo feitas investigações para eliminar os restos desse complexo.

Uma forma que pode ser eficaz e barata de reduzir a concentração de TNT no ambiente contaminado é por meio do uso de alguns tipos de bactérias e fungos.

Estrutura química

2,4,6-trinitrotolueno é formado por uma molécula de tolueno C ₆ H ₅ –CH ₃, ao qual três grupos nitro –NO ₂ foram adicionados.

Os três nitro -NO ₂ grupos estão localizados simetricamente no anel de benzeno de tolueno. Eles são encontrados em posições 2, 4 e 6, em que a posição 1 corresponde ao -CH metil ₃.

Estrutura química do 2,4,6-trinitrotolueno. Edgar181. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Trinitrotolueno

- 2,4,6-Trinitrotolueno

- TNT

- Trilita

- 2-Metil-1,3,5-trinitrobenzeno

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor a amarelo pálido. Cristais em forma de agulha.

Peso molecular

227,13 g / mol.

Ponto de fusão

80,5 ° C

Ponto de ebulição

Não ferve. Ele se decompõe com uma explosão a 240 ºC.

Ponto de inflamação

Não é possível medir porque explode.

Densidade

1,65 g / cm ³

Solubilidade

Quase insolúvel em água: 115 mg / L a 23 ° C Muito ligeiramente solúvel em etanol. Muito solúvel em acetona, piridina, benzeno e tolueno.

Propriedades quimicas

Pode se decompor explosivamente quando aquecido. Ao atingir 240 ° C, ele explode. Ele também pode explodir quando for atingido com muita força.

Quando aquecido até a decomposição, produz gases tóxicos de óxidos de nitrogênio NO _x.

Processo de explosão TNT

A explosão do TNT leva a uma reação química. Basicamente, é um processo de combustão em que a energia é liberada muito rapidamente. Além disso, são emitidos gases que são agentes de transferência de energia.

TNT explode facilmente quando aquecido acima de 240 ° C. Autor: OpenClipart-Vectors. Fonte: Pixabay.

Para que uma reação de combustão (oxidação) ocorra, combustível e oxidante devem estar presentes.

No caso do TNT, ambos estão na mesma molécula, já que os átomos de carbono (C) e hidrogênio (H) são os combustíveis e o oxidante é o oxigênio (O) dos grupos nitro -NO ₂. Isso permite que a reação seja mais rápida.

Reação de oxidação TNT

Durante a reação de combustão do TNT, os átomos se reorganizam e o oxigênio (O) fica mais próximo do carbono (C). Além disso, o nitrogênio em –NO ₂ é reduzido para formar o gás nitrogênio N _2, que é um composto muito mais estável.

A reação química de explosão de TNT pode ser resumida da seguinte forma:

2 C ₇ H ₅ N ₃ O ₆ → 7 CO ↑ + 7 C + 5 H ₂ O ↑ + 3 N ₂ ↑

Carbono (C) é produzido durante a explosão, na forma de uma nuvem negra, e monóxido de carbono (CO) também é formado, porque não há oxigênio suficiente na molécula para oxidar completamente todos os átomos de carbono (C) e hidrogênio (H) presente.

Obtenção de TNT

TNT é um composto feito apenas artificialmente pelo homem.

Não é encontrado naturalmente no meio ambiente. É produzido apenas em algumas instalações militares.

É preparado por nitração de tolueno (C ₆ H _{5 -} CH ₃) com uma mistura de ácido nítrico HNO ₃ e ácido sulfúrico H ₂ SO ₄. Primeiro, uma mistura de orto- e para-nitrotoluenos é obtida, que por subsequente nitração vigorosa forma o trinitrotolueno simétrico.

Usos de TNT

Em atividades militares

TNT é um explosivo que tem sido usado em explosões e dispositivos militares.

Granadas de mão podem conter TNT. Autores: Materialscientist, Nemo5576 e Tronno. Fonte: Wikimedia Commons.

É usado para encher projéteis, granadas e bombas aéreas, por ser insensível ao impacto recebido para sair do cano de uma arma, mas pode explodir ao ser atingido por um mecanismo detonador.

As bombas aéreas podem conter TNT. Autor: Christian Wittmann. Fonte: Pixabay.

Não foi projetado para produzir fragmentação significativa ou lançar projéteis.

Em aplicações industriais

Tem sido utilizado para explosões de interesse industrial, em explosões subaquáticas (devido à sua insolubilidade na água) e explosões de poços profundos. No passado, era mais frequentemente usado para demolições. Atualmente é usado em conjunto com outros compostos.

Foto do resultado de uma explosão para demolir rochas em 1912. Naquela época o TNT era usado em explosões necessárias, por exemplo, para abrir estradas para ferrovias. Imagens de livros do arquivo da Internet. Fonte: Wikimedia Commons.

Também tem sido um intermediário para corantes e produtos químicos fotográficos.

Riscos de TNT

Pode explodir se exposto a calor intenso, fogo ou choque severo.

É irritante para os olhos, pele e vias respiratórias. É um composto muito tóxico tanto para humanos como para animais, plantas e muitos microrganismos.

Os sintomas de exposição ao TNT incluem cefaleia, fraqueza, anemia, hepatite tóxica, cianose, dermatite, lesão hepática, conjuntivite, falta de apetite, náuseas, vômitos, diarreia, entre outros.

É um mutagênico, ou seja, pode alterar a informação genética (DNA) de um organismo causando alterações que podem estar relacionadas ao aparecimento de doenças hereditárias.

Também foi classificado como cancerígeno ou gerador de câncer.

Contaminação do meio ambiente com TNT

TNT foi detectado em solos e águas em áreas de guerra militar, em locais de fabricação de munições e onde operações de treinamento militar são realizadas.

Os solos e águas das zonas de guerra ou operações militares foram contaminados com TNT. Autor: Michael Gaida. Fonte: Pixabay.

A contaminação com TNT é perigosa para a vida de animais, humanos e plantas. Embora o TNT seja atualmente utilizado em quantidades menores, é um dos compostos nitroaromáticos mais utilizados na indústria de explosivos.

Por isso é um dos que mais contribui para a poluição ambiental.

Solução para contaminação TNT

A necessidade de “limpar” regiões contaminadas com TNT tem motivado o desenvolvimento de diversos processos de remediação. Remediação é a remoção de poluentes do meio ambiente.

Remediação com bactérias e fungos

Muitos microrganismos são capazes de biorremediação do TNT, como bactérias do gênero Pseudomonas, Enterobacter, Mycobacterium e Clostridium.

Também foi descoberto que existem certas bactérias que evoluíram em locais contaminados com TNT e que podem sobreviver e também degradá-lo ou metabolizá-lo como fonte de nutrientes.

Escherichia coli, por exemplo, tem demonstrado excelente capacidade de biotransformação do TNT, pois possui múltiplas enzimas para atacá-lo, ao mesmo tempo em que demonstra alta tolerância à sua toxicidade.

Além disso, algumas espécies de fungos podem biotransformar o TNT, transformando-o em minerais não prejudiciais.

Remediação com algas

Por outro lado, alguns pesquisadores descobriram que a alga Spirulina platensis tem a capacidade de se adsorver na superfície de suas células e assimilar até 87% do TNT presente em águas contaminadas com esse composto.

A tolerância desta alga ao TNT e sua capacidade de limpar a água contaminada com ele indicam o alto potencial desta alga como fitorremediadora.

Referências

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