Explosivos Aromáticos
Los explosivos
En su
sabiduría, la naturaleza se ha abstenido de incluir en su pródiga abundancia
química ninguna sustancia de carácter explosivo. Dicho en otras palabras, los
explosivos son productos puramente artificiales. Los explosivos son, entonces,
cuerpos capaces de transformarse por una violenta reacción química en un gas a
temperatura elevada.
No obstante, es
cierto que bajo circunstacias especiales -provocadas por el hombre- ciertas
sustancias naturales, tales como el gas natural, o el fino polvo de carbón o de
harina, pueden formar mezclas explosivas con el aire.
En su primer intento
afortunado de preparar un explosivo, el hombre mezcló dos sustancias
combustibles, carbón vegetal y azufre, con otra sustancia, el salitre, que
contiene una abundancia de oxígeno en una forma condensada o combinada. La
energía del explosivo deriva aquí, de los tres componentes naturales de la
mezcla. Además, la mezcla de los constituyentes oxidantes y oxidables es
mecánica; en otras palabras, es extramolecular.
No conforme con la
potencia de su primer explosivo -la pólvora negra- el hombre ha dirigido su
atención hacia la energía orgánica concentrada en los hidratos de carbono,
grasas, hulla y petróleo. Dentro de las moléculas de sustancias derivadas de
esas fuentes, tan estables y pacíficas en su forma natural, él ha introducido
una influencia potencial desintegradora en la forma de nitrogrupos (-NO2).
Estos nitrogrupos infectan la molécula de inestabilidad, en virtud de la
ligadura relativamente débil entre sus átomos componentes de oxígeno y de
nitrógeno. Al llegar el momento apropiado, ellos provocan el derrumbe completo
de la sociedad molecular en la cual se han infiltrado.
Estos mismos son los
denominados agitadores químicos, los cuales se adhieren a veces a átomos de
oxígeno, como en la glicerina y otros alcoholes, y a veces, a átomos de
carbono, como en el benceno y tolueno. Cuando se unen a átomos de carbono,
siendo este el tema de nuestro trabajo, el redultado es un verdadero nitrocompuesto
o compuesto nitrado, con la ligadura C-NO2. El trinitrotolueno, un
auténtico nitroderivado del hidrocarburo derivado, a su vez, del alquitrán de hulla, el tolueno:
En la práctica, se introduce el nitrogrupo en la molécula sometiéndose
el compuesto orgánico original a un tratamiento con la llamada “mezcla
sulfonítrica”, que consiste en una mezcla de ácido nítrico y sulfúrico
concentrados.
Ya se hizo notar que la mayoría de los explosivos contienen
consituyentes oxidantes y oxidables dentro de la misma molécula. En tales
explosivos, la yuxtaposición de los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno es
intramolecular, y no extramolecular como en el caso de la pólvora negra. Los
átomos de estos tres elementos, tensos para iniciar una repentina combustión,
se mantienen separados por átomos del elemento indiferente, el nitrógeno. Las
moléculas mismas son estructuras híbridas que contienen los nitrogrupos,
portadores de oxígeno, injertados en su núcleo moleular natural. De ese modo,
cada molécula de explosivo está completamenter equipada; no depende del oxígeno
extraño. Cuando ocurre la explosión, la molécula experimenta una súbita
disgregación exotérmica, liberándose el nitrógeno como un elemento libre
gaseoso. Es por ello que la guerra ha sido descripta químicamente, más de una
vez, como la rápida liberación, en gran escala, del nitógeno gaseoso de su
combinación orgánica.
Popularmente, es creído que los explosivos son grandes contenedores de
energía. Por ello, es común que no se comprenda que el compuesto natural
original, en su medio ambiete provisto de oxígeno, es un depósito más rico en
energía que el explosivo derivado. Esto es directa consecuencia de la
introducción de los nitrogrupos, quienes producen cierta “dilución” del carbono
y del hidrógeno en la molécula.
Un ejemplo notable de esta
clase, está dado por el hidrocarburo derivado del alquitrán de hulla, el
tolueno y su derivado, el nitrotolueno. El explosivo desarrolla, al quemarse
completamente, menos que el 36% de la energía liberada por el compuesto madre;
aquí también, la energía liberada durante la explosión es mucho menor, dado que
el trinitrotolueno contiene menos que la mitad de cantidad de oxígeno necesaria
para su combustión completa:
4 C7H5
O6N3 + 21 02 ====> 28 CO2
+ 10 H2O + 6 N2
La
ecuación indica que cuatro moléculas de trinitrotolueno contienen 24 moléculas
de oxígeno y necesitan 42 átomos de oxígeno para su combustión completa. En la
combustión explosiva, o interna, de la sustancia, este déficit no puede
cubrirse.
Para la combustión
completa de cualquier compuesto oorgánico, cada átomo componente de carbono
requiere dos átomos de oxígeno y cada dos átomos de hidrógeno necesitan un
átomo de oxígeno. Pero en los procesos explosivos del tipo intramolecular, la
molécula del explosivo debe proveer su propio oxígeno; no puede “girar” sobre
el oxïgeno atmosférico. En algunos explosivos las proporciones son más
favorables que en otra, siendo la nitroglicerina compuesto que contiene una
provisión completa de oxígeno; necesita tan sólo 8,5 átomos de oxígeno para su
combustión completa y es capaz de proveer nueve. Por el contrario, el
nitrotolueno, requiere 16,5 átomos de oxígeno de los cuales sólo puede
suministrar seis.
Al mismo tiempo, y a
pesar de lo dicho en párrafos anteriores, los explosivos intramoleculares
poseen la privativa ventaja de ser compuestos independientes para producir su
combustión, hecho que los hace únicos ya que el resto de las sustancias
combustibles precisan oxígeno del medio para dicha reacción.
En resumen: la mayoría
de los explosivos pueden considerarse como productos híbridos, en los cuales el
hombre ha ingertado perturbadores nitrogrupos en las plácidas moléculas
cargadas de energía. Además, la característica sobresaliente de los explosivos
no es el hecho de que contiene una provisión excepcionalmente grande de
energía, sino que puede liberar su energía rápidamente con la producción de
sustancias gaseosas.
El
“encendido” de los explosivos
Desde la aparición de
la pólvora, se ha pensado que es necesaria la aplicación de una llama para
provocar una explosión. No obstante, se ha revertido esta falacia popular junto
con lel descubrimiento de ciertos explosivos que no explotan al inflamarse por medio de una llama y otros
pueden explotar sin ser encendidos.
Los explosivos pueden
estar en un espacio abierto o encerrados demtro de un resistente receptáculo,
tales como la vaina de un cartucho.
Muchos explosivos, al
ser encendidos mediante una llama arden tranquilamente a diferentes
velocidades. Estos comprenden la pólvora negra, cordita, y los derivados del
alquitrán de hulla entre otros. Otros explosivos, por ejemplo el nitruro de
plomo, expotan con gran violencia al inflamarse bajo cualquier situación. Se
puede establecer como origen de esas diferencias el comportamiento de las
velocidades relativas de las correspondientes reacciones.
La velocidad es un
factor primordial en las reacciones explosivas las cuales están comprendidas
entre amplios límites.
La
detonación
Aún en los explosivos
tales como el nitruro de plomo, existe un período sumamente breve de combustión
lenta, pero a esto sucede una rápida aceleración que culmina con una violenta
explosión acompañada de intensas ondas de choque. Cada onda de choque forma un
frente explosivo que se propaga a través de la masa del explosivo. Tal onda de
choque, onda de detonación u onda detonante, puede llevar su acción explosiva
aún a traves de una brecha de aire y activar una masa adicional de explosivos
situada del otro lado de la misma.
Una explosión
provocada por una onda de choque se conoce como detonación. Los explosivos que
arden rápidamente hasta llegar al aire libre se llaman explosivos detonantes.
Estos son los que, aún en pequeñas cantidades, al ser sometidos a la acción de
una llama al aire libre arden violentamente con una velocidad tal que los hace
explotar. Estos explosivos son utilizados para hacer explotar compuestos más
estables.
Agentes
propulsores y rompedores o demoledores
Los explosivos como la
pólovora negra y la cordita, que arden sin detonar aunque se hallen firmemente
encerrados, pueden usarse como agentes propulsores o explosivos de propulsión,
llamados también explosivos propulsivos o deflagradores. En los cartuchos que
contienen estos propulsores, la cápsula fulminante cargada con una composición
adecuada, se enciende por un impacto del mecanismo percutor, y la llamarada
consiguiente inflama la pólvora negra adyacente. En el caso de la cordita,
entre el cartucho y el percutor frecuentemente una pequeña carga de pólvora, la
cual enciende a la cordita. Un explosivo que, por el contrario, al hallarse
confinado bajo estas condiciones, sea capaz de inflamarse hasta detonar, no
puede emplearse como propulsor, debido a que la presión repentina que
desarrolla al detonarse reventaría el arma.
Los explosivos de este último tipo se conocen como explosivos
rompedores, explosivos de alto poder o simplemente altos explosivos, los cuales
se utilizan para cargar proyectiles de cañón, bombas, torpedos y minas. Están
caracterizados por la violencia de su efecto disruptivo desarrollado
repentinamente, efecto conocido como rompedor o brisante. Este mismo se obtiene
únicamente por detonación, puesto que requiere la liberación de la energía del
explosivo en el tiempo más corto y con la mayor concentración posible.
Compuestos
aromáticos
Se llaman compuestos aromáticos una serie de sustancias cuyas moléculas
son de tipo cíclico (no alifáticos). Son todos derivadso del compuesto
aromático fundamental, que es el benceno. La molécula del benceno (C6H6)
tiene simetría hexagonal perfecta siendo muy estable y resistente a la
oxidación. Su fórmula espacial fue descubierta por Kekulé. El benceno y todos
los demás aromáticos están formados directa o indirectamente a partir del
alquitrán de hulla.
El benceno, que no debe confundirse con la “bencina de petróleo“, es el
más importante de los compuestos primarios derivados del alquitrán de hulla. Es
un líquido incoloro, inflamable, cuyo punto de ebullición es de 80,4º C, no
miscible con agua; como el tolueno y naftaleno, es un hidrocarburo. Además de
su presencia en el alquitrán de hulla, se lo puede encontrar, así también como
el tolueno, en el petróleo de Borneo. Este mismo ha sido usado, por tanto, como
fuente complementaria de algunos de los llamados “explosivos deriavados del
alquitrán de hulla”.
Explosivos
aromáticos
Los nitrocuerpos
aromáticos son conocidos desde la segunda mitad del siglo XIX y fueron
descubiertos y empleados en un principio confines artilleros. Su esacasa
sensibilidad a la percución, pero
particularmente su inercia a explosión por el calor y los débiles fulminantes
en otros tiempos disponibles fueron motivo de que se les considerara poco
adecuados como explosivos. En 1885, el panorama cambió por completo, pues la
desventajosamente considerada inercia de explosión demostró ser precisamente lo
que se necesitaba para dos exigencias ineludibles de la granada rompedora de
artillería: la seguridad del cañón y la seguridad de manejo del proyectil.
Además de esto, no son
estos explosivos exclusivamente militares; algunos de estos nitrocuerpos, en
particular el TNT, gozan también de gran utilización como explosivos
industriales.
Estos grupos derivados
del alquitrán de hulla están tan estrechamente entrelazados que un miembro de
un grupo puede frecuentemente ser considerado como un subgrupo en la
preparación de un miembro de otro grupo, presentandose así una interdependencia
entre los productos químicos derivados.
Aparatos de
Nitración
En la práctica técnica, la nitración del benceno, tolueno, fenol, etc.,
se lleva a cabo en nitradores de fundición, con una tapa abovedada. La cantidad
de ácido nítrico en la mezcla sulfonítrica se reduce al mínimo requerido para
la operación determinada y la “mezcla agotada” residual, que consta
principalmente de ácido sulfúrico, se concentra o se fortifica generalmente, de
una manera apropiada para su uso ulterior. Se asegura una buena mezcla mediante
el uso de un agitador mecánico o agitador de aire comprimido, como en el caso
del nitroseparador. Se pueden utilizar tanto una camisa exterior como
serpentinas interiores con el objeto de regular la temperatura, por medio de la
circulación de agua fría, caliente o vapor. Existen también un caño de salida
que conduce los vapores ácidos a una torre de recuperación. Al final de la
nitración, el nitrador se usa como embudo separador, descargándose primero, la
mezcla agotada caliente mediante el grifo de descarga, y finalmente, el
compuesto nitrado en estado líquido o fundido. En algunos tipos de nitradores,
los productos se expulsan a través de un caño fijado a la tapa, mediante aire
comprimido, en vez de efectuarse esta operación por gravedad a través del grifo
inferior.
Nitrobencenos
Al producirse la nitración del benceno, se obtienen como productos
derivados de éste el mononitrobenceno (MNB), el dinitrobenceno (DNB) y el
trinitrobenceno (TNB), conocidos como explosivos aromáticos, siendo el último
de ellos el más potente.
El nitrobenceno, C6H5NO2, es muy fácil
de preparar por la adición gradual, aplicando una suave agitación, de una
mezcla fría de 4 c.c. de ácido sulfúrico concentrado y 3 c.c. de ácido nítrico
concentrado, a 2 c.c. de benceno contenido en un pequeño frasco. Se permite que
la temperatura llegue a 50ºC y después de unos pocos minutos, el líquido
amarillento se vierte en un exceso de agua fría. El nitrobenceno se separa como
un pesado aceite, de color amarillo claro, con olor de almendras amargas:
C6H6
+ HONO2 ======> C6H5NO2
+ H2O
Empleado como perfume para jabón, sus vapores son venenosos y al
aspirarse continuamente, producen cianosis y lividez de la piel, causada por
una perfecta oxidación de la sangre. Por último, el nitrobenceno es un
compuesto de primera importancia en la fabricación de anilina, por ejemplo.
El dinitrobenceno, es decir, el único de los tres escalones de la
nitración del benceno que como explosivo de artillería alcanzó cierta
importancia en ambas guerras mundiales, puede prepararse mediante el agregado
de 0,5 a 1 c.c. de nitrobenceno, gota a gota, a una mezcla fría de 3 c.c. de
ácido sulfúrico concentrado y 2 c.c. de ácido nítrico fumante, en un tubo de
ensayo de boca ancha, con agitación. El se calienta y al verterse después de un
minuto en un exceso de agua fría, se separa en un depósito cristalino de
dinitrobenceno. Este compuesto aromático ejerce una acción venenosa muy similar
a la del trinitrotolueno. Si bien es muy estable al choque, puede explotar al
calentarse repentinamente, siendo insoluble en agua.
Las propiedades explosivas del
nitrobenceno y del dinitrobenceno no son notables, y es difícil de producir la
detonación de los mismos. Considerados como explosivos, estos nitrobencenos
tienen un déficit de oxígeno, y en la práctica sólo se emplean muy mezclados
sustancias ricas en ese elemento esencial. Así, el nitrobenceno ha sido usado
con el algodón pólvora, en una pólvora sin humo llamada Indurita. Además, con
el clorato de potasio de Chedditas.
El trinitrobenceno, un sólido
cristalino, es un explosivo más potente que el dinitrobenceno y aún que el
trinitrotolueno.
Su velocidad de detonación, hallándose en forma de pastilla, es de unos
6700 m/s, mientras que la del dinitrobenceno es de 6100 m/s.
Nitrotoluenos
El tolueno, C7H8,
llamado a veces toluol, siendo su designación química metilbenceno, CH3-C6H5,
puede ser sintetizado a partir del benceno. Es un líquido incoloro, inflamable,
su punto de ebullición es 110ºC, y no es miscible con agua. Se somete a la
nitración más fácilmente que el benceno. Los mononitrotoluenos (MNT), los
dinitrotoluenos (DNT), y el trinitrotolueno (TNT) se fabrican todos
como explosivos ,siendo el último de los nombrados, con mucho, el más
importante. Al nitrarse el tolueno, las posiciones que adoptan los nitrogrupos
al incorporarse al núcleo del benceno, son preferentemente aquellas designadas
por números pares, comenzando la numeración a partir del átomo de carbono
ligado al grupo metilo.
El mononitrotolueno
comercial es un líquido oleaginoso que consiste esencialmente en una mezcla de
2-nitrotolueno y 4-nitrotolueno; es un componente de ciertos explosivos para
voladura y pólvoras sin humo. El 2,4-dinitrotolueno, cuyo punto de fusión es
70º, tiene usos similares.
Estos derivados menos
nitrados del tolueno se forman durante las primeras etapas del proceso de
nitración que conduce al trinitrotolueno. La trinitración se lleva a cabo en
etapas. Por ejemplo, a una carga aproximadamente de una tonelada de tolueno en
un nitrador, se le agregan gradualmente unas 3,3 toneladas de mezcla
sulfonítrica conteniendo aproximadamente 62% de ácido sulfúrico y 21% de ácido
nítrico, siendo el resto agua; la mezcla se agita continuamente y se mantiene a
una temperatura de 35º en el curso de toda la operación de la adición del
ácido, que insume entre 3 y 6 horas. Se descarga la mezcla agotada y se agita el MNT bruto bajo condiciones
apropiadas, con la mezcla residual de la etapa final de una nitración anterior,
con la adición de ácido nítrico.
El DNT bruto
resultante se conduce entonces a un nitrador cargado con un poco más de 5
toneladas de una mezcla sulfonítrica que contiene 79,5% de ácido sulfúrico y
17,8% de ácido nítrico, manteniéndose en el ínterin una temperatura límite de
66ºC. Luego, se permite que la temperatura se eleve, a una velocidad
cuidadosamente controlada, hasta 100º, temperatura que se mantiene hasta que
una muestra del TNT resultante presenta un punto de solidificación en húmedo de
72,5º. Debido a la apreciable solubilidad del TNT en la mezcla residual, la
carga se diluye a 90º con una cantidad determinada de agua a la misma
temperatura; luego se transfiere a una separador , de donde la capa superior de
TNT fundido es conducida a un tanque en el cual se somete a un lavado previo
con un poco de agua en ebullición. El TNT bruto, que tiene aproximadamente dos
veces el peso del tolueno original, está entonces en condiciones de ser
sometido al lavado final.
Para algunos fines, el
TNT puede ser utilizado sin una purificación ulterior. Además del
2,4,6-trinitrotolueno ,o alfa-trinitrotolueno, contiene pequeñas cantidades de
otros trinitrotoluenos y vestigios de dinitrotoluenos (todos con el nitrogrupo
en una posición correspondiente a un número impar). Estas impurezas una
objetable exudación oleaginosa cuando el TNT se encuentra en forma de bloque;
se eliminan más efectivamente, mediante un tratamiento con una solución de
sulfito de sodio, la cual los convierte en sulfonatos solubles. Después del
lavado y del escamado, el TNT purificado en esta forma tiene un punto de
solidificación en seco de 80,5-80,6ºC.
Existen otros procesos
de elaboración de trinitrotolueno, como el de nitración continua y nitración en
dos etapas, pero no son muy utilizados. El diagrama de la nitración del tolueno
se ha incluído anteriormente.
El alfa-TNT es un
sólido muy estable, de color amarillo claro ,que se funde a 81º. Al ser
calentado al aire libre hasta aproximadamente 250º, se inflama y arde con una
llama caliente, rojiza y muy hollinienta, pero no explota cuando se encuentra
en pequeñas cantidades. No explota por impacto de una bala de fusil, y es tan
insensible al choque que puede usarse en los proyectiles perforantes en los
cuales es esencial un retardo en la explosión.
En forma de polvo o de
cristales sueltos detona con el fulminato de mercurio en una cápsula de
detonación; pero en forma de bloque requiere un multiplicador de su propio
polvo, o de tetril, etc. La velocidad de detonación alcanza a 6700 m/s, cuando
se halla en esta última forma. Su estabilidad, potencia, y bajo punto de
fusión, lo que determina su maleabilidad, han hecho que el TNT sea un explosivo
de la mayor importancia, y desde la Primera Guerra Mundial, ha sido usado
extensamente como explosivo rompedor militar la amplia aceptación de este
explosivo queda puesta de manifiesto por la gran cantidad de nombres que tiene:
trilita,
trinol, tritolo, tritón, trotilo, y fullpulver-02 (Fp02). Se utiliza
principalmente como carga explosiva en granadas, bombas y minas. si se usa
solo, puede ser fundido mediante vapor vivo y vertido dentro del receptáculo.
Debido a su muy
considerable déficit de oxígeno, el TNT se usa más frecuentemente mezclado con
sustancias ricas en oxígeno, principalmente con nitrato de amonio. el Amatol,
introducido en 1915 como carga explosiva, puede contener hasta 80% de nitrato
de amonio y 20% de TNT; además de su gran eficacia, este explosivo tiene la
ventaja de su relativo bajo costo, dado que el nitrato de amonio cuesta mucho
menos que el TNT, que figura entre los productos químicos finos. Algunas
variedades de ammonal, también contienen TNT, el cual también suele ser usado
en las cápsulas detonantes.
Al igual que otros
hidrocarburos nitrados usados como explosivos, el TNT origina efectos
fisiológicos perjudiciales. Los operarios expuestos a sus vapores y polvos son
propensos a sufrir de cianosis, dermetitis e intoxicación general, salvo si se
toman las precauciones adecuadas. La eliminación del polvo es de gran
importancia en las fábricas de TNT y la piel debe estar protegida mediante el
empleo de máscaras, guante, y overalls.
Nitrofenoles
Un importante grupo de derivados del benceno son los fenoles,
conocidos también como ácidos carbólicos, son compuestos derivados del alquitrán de
hulla y contienen oxígeno. Químicamente son los hidroxibencenos (HOC6H5).
Son el punto inicial de una cantidad muy elevada de colorantes, drogas y otros
productos químicos finos como la aspirina. El compuesto explosivo más
importante derivado de los fenoles es el ácido pícrico, o trinitrofenol,
conocido como explosivo rompedor, bajo los nombres de liddita, melinita, shimose, pertita,
picrinita ,etc.
El ácido pícrico fue descubierto en 1771 por Woulfe, quien lo obtuvo
calentando índigo con ácido nítrico; Hausmann lo preparó en forma similar en
1788; y en 1799 Welter lo introdujo como el primer colorante artificial;
colorea la lana y la seda de un amarillo brillante en un baño acuoso tibio.
Debido a su gusto amargo se lo llegó a conocer “amargo de Welter”; el nombre de
ácido “pícrico” , derivado del griego, designa esa misma sustancia. En 1841,
Laurent demostró que podía obtenerse mediante la nitración del fenol.
Durante la Primera Guerra Mundial, la provisión de fenol “directo” del
alquitrán de hulla para la fabricación de liddita fue suplementada por el fenol
“sintético” preparado a partir del benceno; por otra parte, el benceno fue
asimismo convertido en ácido pícrico por otro proceso que no comprendía el
fenol como etapa intermedia.
La nitracón del fenol es fundamentalmente similar a la del tolueno,
ocupando los nitrogrupos las posiciones pares:
Los fenoles menos nitrados entran sólo en medida secundaria en la
fabricación de algunos explosivos compuestos, pero son ellos mismos importantes
compuestos intermedios.
En el método corriente de la fabricación del ácido pícrico se vierte el
fenol fundido dentro de aproximadamente cuatro veces su peso de ácido sulfúrico
concentrado, contenido en una vasija de hierro con camisa de vapor, y equipada
con un agitador, manteniéndose la temperatura a unos 70ºC , durante cuatro
horas. La solución resultante de fenol sulfonado se nitra luego, en nitradores
de hierro esmaltado con camisas de vapor, permitiéndose que la temperatura
original de 20º se eleve hasta aproximadamente 80º a medida que se agrega el
ácido nítrico. Después de dos horas de agitación adicional, se descarga la
mezcla agotada y se separa el ácido pícrico cristalino por filtración, se lava
enérgicamente con agua fría, se filtra por succión, y seca por centrifugado y
en estufas calentadas por vapor. El ácido residual se concentra y se vuelve a
usar.
En la última etapa de la fabricación se deba evitar el contacto con
metales, dado que los picratos metálicos son sensibles al choque. Por esta
misma razón, se barniza el interior de los proyectiles cargados con ácido
pícrico, y se debe evitar la presencia de materiales básicos, tales como el
mortero de cal, en los edificios usados para almacenar la liddita. El picrato
de plomo es particularmente sensible a la detonación por choque o por calor. El
ácido pícrico no causa dermatitis, pero su polvo y sus vapores tienen efectos
irritantes, además de producir una mancha amarilla en la piel, pelo o ropa.
El ácido pícrico forma laminillas o agujas amarillas que se funden a
122º. se disuelve muy poco en agua, formando una solución amarilla. Cuando se
calienta al aire libre, en pequeñas cantidades, se inflama a unos 260º, y arde
violentamente sin explotar; si hay presentes vestigios de sustancias básicas,
puede explotar, y cuando se calienta con un poco de litargirio, detona
violentamente. También es propenso a explotar al ponerse en contacto con una
superficie caldeada al rojo.
No fue sino hasta cien años después del descubrimiento del ácido
pícrico, que Spregel, en 1871, demostró su potencia explosiva al detonarse. En
1886, Turpin lo introdujo como carga explosiva en proyectiles huecos, y poco
tiempo después fue generalmente adoptado para este fin. Desde 1915, sin
embargo, ha sido sustituido mayormente por explosivos rompedores menos
peligrosos, tales como el amatol.
el ácido pícrico puro es relativamente insensible al choque. En forma
de polvo seco puede detonarse con una carga de 1,5 g de fulminato de mercurio,
pero en forma de bloque es mucho más resistente a la detonación; el ácido
pícrico mojado sólo puede detonarse usando un multiplicador, como por ejemplo,
un poco de su polvo seco. El déficit de oxígeno del ácido pícrico es menor que
el del trinitrotolueno y por consiguiente, el ácido pícrico es un explosivo más
potente que el TNT.
A pesar de su menor potencia explosiva, se prefiere el TNT al ácido
pícrico, debido a su falta de propiedades acídicas, y al consiguiente menor
peligro de su utilización; además, a diferencia del ácido pícrico, puede
fundirse mediante el uso del vapor vivo, para ser vertido en proyectiles,
moldes y mezclas.
Explosivos
derivados de la anilina
Se llaman arilaminas o anilinas una serie de compuestos aromáticos,
derivadas del benceno pasando por el nitrobenceno, cuya característica es la
existencia de un grupo funcional basado en el nitrógeno distinto del NO2.
El más sencillo es la anilina (C6H5NH2), a
partir de la cual se fabrican gran cantidad de tinturas y colorantes... y
también algunos potentes explosivos.
El más importante de éstos es el tetrilo, también
llamado tetralita. Su nombre científico es 2,4,6-tetranitrometilanilina o
trinitrofenilmetilnitramina, y su fórmula molecular es C7H5N5O8.
Se prepara por nitración de la dimetilanilina, utilizando ácido sulfúrico en un
proceso que da como resultado un polvo de color amarillo sucio: el tetrilo
bruto. Posteriormente se desacidifica con enérgicos lavados de agua.
Este tetrilo funde a alrededor de 120º C; por recristalización en
benzol o acetona se forma una variedad más pura, que funde a 128º C. El tetrilo
“standard” sueco no funde a menos de 129º C y permanece estable durante al
menos 40 minutos a 80º C.
Una vez separado de sus soluciones el tetrilo es un polvo fino y
cristalino, color amarillo claro, con densidad absoluta igual a 1,73. Es muy
poco soluble en agua y poco en alcohol, pero se disuelve con facilidad en
benzol o acetona. Es venenoso, y al ser inflamado o calentado a 200º C arde con
llama luminosa y clara. Es muy sensible a la percusión (detona con facilidad)
por lo cual se lo suele utilizar como cebo o multiplicador, o mezclado con
otras sustancias. Su fuerza expansiva es de 375 c.c. (mayor a la del ácido
pícrico), y en estado puro se lo utiliza prensado para aprovechar su gran poder
rompedor.
Estrechamente relacionado con el tetrilo está el pentrilo o pentril, llamado
oficialmente (2,4,6-tetranitrofenilamino)-nitrato de etilo. Su fórmula
desarrollada difiere de la del tetrilo sólo por la presencia de un radical
nitrato de etilo remplazando a un radical metilo, siendo su fórmula molecular C8H6N6O10.
Se obtiene por nitración del 2,4-dinitrofenilaminoetanol, preparado por
reacción entre aminoetanol y dinitroclorobenceno. Es más potente que el
tetrilo, manifestando especialmente su poder como explosivo rompedor (16% mayor
potencia que el tetrilo).
Un tercer explosivo de este tipo es el hexilo o
hexanitodifenilamina. Consiste en dos trinitrobencenos unidos por un grupo NH
(fórmula molecular: C12H5N7O12). Se
trata de un polvo amarillo, muy venenoso, que se puede preparar de dos maneras.
El método más sencillo es la nitración directa de la difenilamina en ácido
sulfúrico concentrado; no obstante, industrialmente se prefiere ejecutar dos
pasos: primero condensar el clorodinitrobenzol con anilina en la
dinitrofenilamina y luego efectuar la nitración de ésta a hexilo.
Este producto, que se funde a 238º C, es uno de los explosivos más
estables y se lo utiliza como constituyente de explosivos rompedores para
bombas, minas, etc. Es insoluble en todos los disolventes usuales, con
excepción del ácido nítrico, que lo admite en cantidad moderada.
Históricamente, fue empleado por los alemanes en ambas guerras mundiales,
mezclado con trinitrotolueno y aluminio, para carga de torpedos y minas
submarinas.
Por último, es menester mencionar la 2,3,4,6-tetranitroanilina, llamada
también TNA. Es un sólido amarillo, de punto de fusión igual a 220º C, que se
prepara por nitración de la anilina en presencia de ácido sulfúrico
concentrado. Tiene una densidad absoluta alta, (mayor a cualquier explosivo
rompedor puramente orgánico): 1,867 es su valor. Tiene una potencia rompedora
muy elevada, 11% mayor que la del tetrilo, y se descompone lentamente en agua
en ebullición.
Explosivos
aromáticos
Bibliografía:
* Read, John. Explosivos.
Editorial Lautaro, 1947
* Stettbacher, A. Pólvoras y
explosivos. Ediciones G. Gili Buenos
Aires, 1948
* Diccionario enciclopédico
Larousse. Editioral Planeta. Barcelona, 1992
Monografías
