Ácido Pícrico - Picric acid
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| Nomes | |
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Nome IUPAC preferido
2,4,6-Trinitrofenol |
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Nome IUPAC sistemático
2,4,6-Trinitrobenzenol |
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| Outros nomes
Ácido pícrico Ácido
carbazótico Trinitrato de fenol Ácido picronítrico Trinitrofenol 2,4,6-Trinitro-1-fenol 2-Hidroxi-1,3,5-trinitrobenzeno TNP Melinita Lyddita |
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| DrugBank | |
| ECHA InfoCard |
100,001,696 
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PubChem CID
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| Número RTECS | |
| UNII | |
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |
| C 6 H 3 N 3 O 7 | |
| Massa molar | 229,10 g · mol −1 |
| Aparência | Sólido incolor a amarelo |
| Densidade | 1,763 g · cm -3 , sólido |
| Ponto de fusão | 122,5 ° C (252,5 ° F; 395,6 K) |
| Ponto de ebulição | Detonados> 300 ° C (572 ° F; 573 K) |
| 12,7 g · L -1 | |
| Pressão de vapor | 1 mmHg (195 ° C) |
| Acidez (p K a ) | 0,38 |
| -84,34 · 10 −6 cm 3 / mol | |
| Perigos | |
| Riscos principais | explosivo |
   
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| Frases R (desatualizado) | R1 R4 R11 R23 R24 R25 |
| Frases S (desatualizado) | S28 S35 S37 S45 |
| NFPA 704 (diamante de fogo) | |
| Ponto de inflamação | 150 ° C; 302 ° F; 423 K |
| Dose ou concentração letal (LD, LC): | |
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LD Lo (o mais baixo publicado )
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100 mg / kg (cobaia, oral) 250 mg / kg (gato, oral) 120 mg / kg (coelho, oral) |
| NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA): | |
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PEL (permitido)
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TWA 0,1 mg / m 3 [pele] |
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REL (recomendado)
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TWA 0,1 mg / m 3 ST 0,3 mg / m 3 [pele] |
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IDLH (perigo imediato)
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75 mg / m 3 |
| Dados explosivos | |
| Velocidade de detonação | 7.350 m · s −1 em ρ 1,70 |
| Fator RE | 1,20 |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |
O ácido pícrico é um composto orgânico com a fórmula (O 2 N) 3 C 6 H 2 OH. Seu nome IUPAC é 2,4,6-trinitrofenol ( TNP ). O nome "pícrico" vem da palavra grega πικρός ( pikros ), que significa "amargo", devido ao seu sabor amargo. É um dos fenóis mais ácidos . Como outros compostos orgânicos fortemente nitrados , o ácido pícrico é um explosivo , que é seu uso principal. Também tem sido usado como medicamento (anti-séptico, tratamento de queimaduras) e como corante.
História
O ácido pícrico foi provavelmente mencionado pela primeira vez nos escritos alquímicos de Johann Rudolf Glauber . Inicialmente, era feito por substâncias nitrantes como chifre de animal, seda , índigo e resina natural , a síntese do índigo foi realizada pela primeira vez por Peter Woulfe durante 1771. O químico alemão Justus von Liebig havia chamado de ácido pícrico Kohlenstickstoffsäure (traduzido em francês como ácido carboazotique ). O ácido pícrico recebeu esse nome pelo químico francês Jean-Baptiste Dumas em 1841. Sua síntese a partir do fenol e a determinação correta de sua fórmula foram realizadas durante 1841. Em 1799, o químico francês Jean-Joseph Welter (1763-1852) produziu ácido pícrico por tratamento de seda com ácido nítrico; ele descobriu que o picrato de potássio poderia explodir. Só em 1830 os químicos pensaram em usar ácido pícrico como explosivo . Antes disso, os químicos presumiam que apenas os sais do ácido pícrico eram explosivos, não o próprio ácido. Em 1871, Hermann Sprengel provou que ele poderia ser detonado e a maioria das potências militares usaram o ácido pícrico como seu principal material altamente explosivo . O ácido pícrico também é usado na química analítica de metais, minérios e minerais.
O ácido pícrico foi o primeiro composto orgânico nitrado fortemente explosivo amplamente considerado adequado para suportar o choque de disparos na artilharia convencional . A nitroglicerina e a nitrocelulose (guncotton) estavam disponíveis antes, mas a sensibilidade ao choque às vezes causava detonação em um cano de artilharia no momento do disparo. Em 1885, com base na pesquisa de Hermann Sprengel, o químico francês Eugène Turpin patenteou o uso de ácido pícrico prensado e fundido em cargas de detonação e projéteis de artilharia . Em 1887, o governo francês adotou uma mistura de ácido pícrico e guncotton com o nome de melinita . Em 1888, a Grã-Bretanha começou a fabricar uma mistura muito semelhante em Lydd , Kent, com o nome Lyddite . O Japão seguiu com uma fórmula "melhorada" conhecida como pó de Shimose . Em 1889, um material semelhante, uma mistura de cresilato de amônio com trinitrocresol , ou um sal de amônio de trinitrocresol, começou a ser fabricado com o nome de ecrasita na Áustria-Hungria . Em 1894, a Rússia estava fabricando projéteis de artilharia cheios de ácido pícrico. Picrato de amónio (conhecido como Dunnite ou D explosivo ) foi utilizado pelos Estados Unidos com início em 1906. No entanto, conchas cheias com ácido pícrico tornar-se instável se os compostos reage com o revestimento de metal ou espoleta tripas para a forma de metal , picratos , que são mais sensíveis do que o progenitor fenol. A sensibilidade do ácido pícrico foi demonstrada pela explosão de Halifax . O ácido pícrico foi usado na Batalha de Omdurman , na Segunda Guerra Boer , na Guerra Russo-Japonesa e na Primeira Guerra Mundial . A Alemanha começou a encher os projéteis de artilharia com Trinitrotolueno (TNT) em 1902. O tolueno estava menos disponível do que o fenol e o TNT é menos poderoso do que o ácido pícrico, mas a segurança aprimorada na fabricação e armazenamento de munições causou a substituição do ácido pícrico pelo TNT para a maioria dos fins militares entre as guerras mundiais.
Os esforços para controlar a disponibilidade de fenol , o precursor do ácido pícrico, enfatizam sua importância na Primeira Guerra Mundial . Diz-se que os alemães compraram suprimentos de fenol dos Estados Unidos e o converteram em ácido acetilsalicílico , ou seja, aspirina , para mantê-lo longe dos Aliados. Veja o Grande Gráfico do Fenol . Na época, o fenol era obtido do carvão como coproduto dos fornos de coque e da fabricação de gás para iluminação a gás . Laclede Gas relata que foi solicitado a expandir a produção de fenol (e tolueno ) para auxiliar o esforço de guerra. Tanto a Monsanto quanto a Dow Chemical começaram a fabricar fenol sintético em 1915, sendo a Dow o principal produtor. A Dow descreve o ácido pícrico como "o principal explosivo do campo de batalha usado pelos franceses. Grandes quantidades [de fenol] também foram para o Japão, onde foi transformado em ácido pícrico vendido aos russos".
Thomas Edison precisava de fenol para fabricar discos fonográficos . Ele respondeu realizando a produção de fenol em sua instalação de Silver Lake, NJ, usando processos desenvolvidos por seus químicos. Ele construiu duas fábricas com capacidade para seis toneladas de fenol por dia. A produção começou na primeira semana de setembro, um mês após o início das hostilidades na Europa. Ele construiu duas fábricas para produzir benzeno em Johnstown, PA e Bessemer, AL , substituindo os suprimentos anteriormente da Alemanha. A Edison também fabricava corantes de anilina , que anteriormente eram fornecidos pelo corante alemão . Outros produtos do tempo de guerra incluem xileno , p-fenilenodiamina , goma - laca e pirex . A escassez de tempo de guerra tornou esses empreendimentos lucrativos. Em 1915, sua capacidade de produção foi totalmente comprometida em meados do ano.
Síntese
O anel aromático do fenol é ativado para reações de substituição eletrofílica, e a tentativa de nitração do fenol , mesmo com ácido nítrico diluído, resulta na formação de alcatrões de alto peso molecular. Para minimizar essas reações colaterais, o fenol anidro é sulfonado com ácido sulfúrico fumante e o ácido p- hidroxifenilsulfônico resultante é então nitrado com ácido nítrico concentrado . Durante esta reação, grupos nitro são introduzidos e o grupo ácido sulfônico é deslocado. A reação é altamente exotérmica e é necessário um controle cuidadoso da temperatura. Outro método de síntese de ácido pícrico é a nitração direta de 2,4-Dinitrofenol com ácido nítrico. Ele se cristaliza no grupo espacial ortorrômbico Pca 2 1 com a = 9,13 Å, b = 18,69 Å, c = 9,79 Å e α = β = γ = 90 °.
Usos
De longe, o maior uso foi em munições e explosivos. O explosivo D , também conhecido como Dunnite, é o sal de amônio do ácido pícrico. Dunnite é mais poderoso, mas menos estável do que o explosivo TNT mais comum (que é produzido em um processo semelhante ao ácido pícrico, mas com tolueno como matéria-prima). A picramida, formada pela aminação do ácido pícrico (normalmente começando com Dunnite), pode ser posteriormente aminada para produzir o explosivo TATB muito estável .
Encontrou alguma utilidade em química orgânica para a preparação de sais cristalinos de bases orgânicas (picratos) para fins de identificação e caracterização.
Na metalurgia, um ácido pícrico a 4% no ataque com etanol denominado "picral" tem sido comumente usado na metalografia óptica para revelar os limites de grão de austenita anteriores em aços ferríticos. Os perigos associados ao ácido pícrico significam que ele foi amplamente substituído por outros agentes químicos de corrosão. No entanto, ainda é usado para gravar ligas de magnésio, como AZ31.
A solução de Bouin é uma solução fixadora contendo ácido pícrico comum usada para amostras histológicas . Ele melhora a coloração de corantes ácidos, mas também pode resultar na hidrólise de qualquer DNA da amostra.
Os testes laboratoriais de química clínica utilizam ácido pícrico para a reação de Jaffe para testar a creatinina . Forma um complexo colorido que pode ser medido por espectroscopia.
O ácido pícrico forma isopururato vermelho com cianeto de hidrogênio (HCN). Por medição fotométrica do corante resultante, o ácido pícrico pode ser usado para quantificar o cianeto de hidrogênio.
Durante o início do século 20, o ácido pícrico foi usado para medir os níveis de glicose no sangue . Quando a glicose, o ácido pícrico e o carbonato de sódio são combinados e aquecidos, forma-se uma cor vermelha característica. Com uma solução de calibração de glicose, a cor vermelha pode ser usada para medir os níveis de glicose adicionados. Isso é conhecido como método de Lewis e Benedict para medir a glicose.
Muito menos comumente, o ácido pícrico úmido tem sido usado como corante para a pele ou agente de marcação temporária. Ele reage com as proteínas da pele para dar uma cor marrom escura que pode durar até um mês.
Durante o início do século 20, o ácido pícrico era estocado nas farmácias como anti - séptico e como tratamento para queimaduras , malária , herpes e varíola . A gaze embebida em ácido pícrico também era comumente armazenada em kits de primeiros socorros daquele período como tratamento para queimaduras. Foi usado principalmente para o tratamento de queimaduras sofridas pelas vítimas do desastre de Hindenburg em 1937. O ácido pícrico também foi usado como tratamento para o pé de trincheira sofrido por soldados estacionados na Frente Ocidental durante a Primeira Guerra Mundial .
O ácido pícrico tem sido usado por muitos anos por moscas para tingir peles de toupeiras e penas de verde oliva escuro para uso como isca de pesca. Sua popularidade foi temperada por sua natureza tóxica.
Segurança
Precauções de segurança modernas recomendam armazenar ácido pícrico úmido, para minimizar o perigo de explosão. O ácido pícrico seco é relativamente sensível a choques e fricção , então os laboratórios que o utilizam o armazenam em garrafas sob uma camada de água , tornando-o seguro. São necessárias garrafas de vidro ou plástico, pois o ácido pícrico pode facilmente formar sais picratos de metal que são ainda mais sensíveis e perigosos do que o próprio ácido. Industrialmente, o ácido pícrico é especialmente perigoso porque é volátil e sublima lentamente, mesmo à temperatura ambiente. Com o tempo, o acúmulo de picratos nas superfícies metálicas expostas pode constituir um risco de explosão.
A gaze de ácido pícrico, se encontrada em kits de primeiros socorros antigos, apresenta um risco de segurança porque o ácido pícrico dessa safra (60-90 anos) terá se tornado cristalizado e instável, e pode ter formado picratos de metal por longo armazenamento em um primeiros socorros de metal caso.
As unidades de eliminação de bombas são frequentemente chamadas para eliminar o ácido pícrico se este tiver secado. Nos Estados Unidos, houve um esforço para remover recipientes secos de ácido pícrico de laboratórios de escolas secundárias durante a década de 1980.
Munições contendo ácido pícrico podem ser encontradas em navios de guerra afundados . O acúmulo de picratos de metal ao longo do tempo os torna sensíveis ao choque e extremamente perigosos. Recomenda-se que os naufrágios que contenham tais munições não sejam perturbados de forma alguma. O perigo pode diminuir quando as conchas ficarem corroídas o suficiente para admitir a água do mar, pois esses materiais são solúveis em água. Atualmente, existem várias sondas fluorescentes para detectar e detectar o ácido pícrico em quantidades mínimas.
Veja também
- Shelita (explosivo) , um explosivo contendo ácido pícrico, anteriormente usado em projéteis navais.
- Tabela de velocidades de detonação de explosivos
- Fator RE
- Mancha de Verhoeff
Referências
Leitura adicional
- Albright, Richard (2011). Limpeza de Munições Químicas e Explosivas: Localização, Identificação e Remediação Ambiental . William Andrew.
- Brown, David K .; McCallum, Iain (2001). "Explosões de munição na Primeira Guerra Mundial". Warship International . Organização Internacional de Pesquisa Naval. XXXVIII (1): 58–69. ISSN 0043-0374 .
- Cooper, Paul W., Explosives Engineering , New York: Wiley-VCH, 1996. ISBN 0-471-18636-8
- CDC - Guia de bolso do NIOSH para perigos químicos