Tổng hợp các phương pháp điều chế TNT - 2,4,6-trinitrotoluen

Mình thấy có nhiều bạn yêu cầu trình bày phương pháp điều chế
TNT, một loại chất nổ quen thuộc, nhưng quá trình điều chế TNT tương đối phức
tạp. Nhưng không sao, mình dịch bài này cho các bạn tham khảo cũng không thừa
đúng không. Topic này mình sẽ trình bày các phương pháp điều chế trinitrotoluen
. Vì có vài phương pháp nên mình sẽ trình bày dần dần từng phương pháp, các bạn
thông cảm nhé !

Giới thiệu qua về TNT.
TNT là một loại chất nổ mạnh được dùng phổ biến trong quân sự, với tốc độ
truyền nổ 6900m/s.
TNT là chất rắn màu vàng sáng, để lâu ngoài không khí lớp bên ngoài chuyển màu
vàng nâu, nóng chảy ở 80 độ C, không tan trong nước, tan trong acetone, benzen.
Nó còn là một trong những loại chất nổ được sản xuất nhiều nhất trên thế giới,
trong chiến tranh TG thứ II, người ta sản xuất hơn 180 000 tấn / năm. TNT được
dùng phổ biến trong các loại bom, mìn, lựu đạn, đầu đạn pháo...

================================================== ======


CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU
CHẾ


PHƯƠNG PHÁP I:
Hóa chất cần chuẩn bị:
1. 150 gram HNO3 99%
2. 572 gram oleum 30%
3. 34 grams toluene C6H5CH3
4. 108 gram of H2SO4 70%
5. 1500 ml dung dịch Na2CO3 5%


TNT có thể điều chế từ oleum (fuming sulfuric acid) và axit nitric 99%. Sau khi
phản ứng diễn ra, TNT được lọc ra, rửa bằng nước và làm khô. TNT sau khi phơi
khô được làm tinh khiết hơn bằng cách trộn với H2SO4 70%. Lọc lại TNT , rửa
bằng muối cacbonat và phơi khô 1 lần nữa.




Cảnh báo: axit nitric 99% rất độc hại ( giải phóng oxit nitơ) và có tính ăn mòn
rất cao, oleum cũng tương tự. Hãy sử dụng bao tay và khẩu trang bảo hộ khi làm
việc với 2 loại hóa chất này !


Phương pháp:

- Cho 50 ml HNO3 99% vào bình, sau đó tiếp tục cho vào 280 g oleum 30%.
- Đặt bình axit vào khay đá và làm lạnh hỗn hợp xuống - 5 độ C.
- Sau khi hỗn hợp trên đã được làm lạnh, cho từ từ 34g toluen vào ( nên dùng
phễu chiết để việc cho toluen thuận tiện hơn, không nên dùng ống nhỏ giọt sẽ
rất tốn công sức). Quá trình cho hết lượng toluen diễn ra trong khoảng 1 tiếng rưỡi, bạn nhớ điều chỉnh tốc độ, và nhiệt
độ phải luôn giữ ở mức -5 độ C.

- khi đã cho hết lượng toluen, tiếp tục khuấy hỗn hợp thêm 30 phút nữa ( dùng máy khuấy cho khỏe nhé), nhưng
nhớ là nhiệt độ phải luôn được giữ ở mức -5.

- Sau 30 phút khuấy hỗn hợp, ta lấy bình ra khỏi khay đá và để ra ngoài cho hỗn
hợp trở về nhiệt độ phòng.

- Lại làm lạnh hỗn hợp xuống 0 độ C, ta tiếp
tục cho từ từ 572 g oleum 30% vào, quá trình này diễn ra trong khoảng 1 giờ và
nhiệt độ được giữ ở 0 độ C.

- Khi đã cho hết oleum vào, ta tiếp tục từ từ cho thêm 100g HNO3 99% vào hỗn
hợp ( quá trình này mất khoảng 1 giờ) và
nhiệt độ vẫn là 0 độ C.

- Sau khi toàn bộ lượng HNO3 được cho vào, ta lấy bình ra, và lại để bình trở
về nhiệt độ phòng. Đun hỗn hợp ở 70 độ C trong 1 giờ và đun tiếp 30 phút ở 80
độ C, 30 phút nữa ở 90 độ C , tổng cộng là đun 2 giờ. ( ta nên đun cách thủy
hoặc tốt nhất là dùng máy ) . Khi đun xong, ta để hỗn hợp nguội lại, rồi cho
vào khay đá làm lạnh xuống 0 độ C trong 1 giờ, lọc lấy TNT kết tinh.

- phần dung dịch còn lại làm lạnh xuống - 10 độ C
trong 1 giờ , phần TNT còn lại sẽ kết tinh, ta lại lọc lấy phần TNT này
. Rửa tất cả lượng TNT lọc được với 500 ml nước và phơi khô.

- Cuối cùng, ta lấy 1 cái cốc và cho vào đó 108 g H2SO4 70%, cho lượng TNT đã
phơi khô vào dung dịch này và khuấy đều trong 1 giờ, sau đó lọc lại phần TNT và
rửa bằng 1500ml dd NaHCO3 5%, 500 ml nước lạnh và phơi khô!

Mình thấy cách này phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian, chỉ phù hợp với những bạn
có đầy đủ dụng cụ. Nhất là phần giữ nhiệt độ thấp và cố định, còn cả việc khuấy
liên tục, thêm hóa chất.. chúng ta khó có thể làm 1 cách thủ công. bạn nên
trang bị cho mình 1 máy khuấy từ trường có chức năng làm nóng, 1 phễu chiết để
nhỏ dung dịch, như thế sẽ tốt hơn !


Phường pháp II:

Hóa chất:
920 gam toluen
2700 gam HNO3 99%
8000 gam metylen clorua
1600 gam H2SO4 70%
8404 gam H2SO4 98%
6000 ml NaHCO3 5%

- Cho 920 gam toluen, 8404 gam H2SO4 98% , 8000g metylen clorua vào bình .
- Chúng ta sử dụng bình dung tích lớn, gắn kèm theo máy khuấy và hệ thống bình
ngưng hoàn lưu ( là dụng cụ giúp ta đun nóng chất lỏng mà ko làm chất lỏng bay
hơi khỏi bình - reflux)

CÁc bạn lưu ý vì đây là điều chế với số lượng lớn nên cần tính toán trước xem
chúng ta cần những dụng cụ gì và dung tích bao nhiêu nhé. Với các phương pháp
trên thì việc dùng máy khuấy là không thể tránh rồi... tay thì thua thôi!
Khi đun nóng, dung dịch bay hơi lên đến cổ bình, tại đây nó được làm lạnh và
lại ngưng tụ chảy vào bình, hệ thống này làm lạnh bằng nước ! Có 1 đầu ra và 1
đầu vào cho nước chảy.


- Cho bình này vào khay đá và khuấy đều với tốc độ
cao ( do có gắn các thiết bị kèm theo nên ta chỉ có thể dùng máy khuấy mà
thôi). Khi hỗn hợp được làm lạnh xuống 0 độ C, cho từ từ 2700 gam HNO3 99%, quá
trình co acid này diễn ra trong 2 giờ, khuấy liên tục và luôn giữ nhiệt độ ở 0
độ C.
- Sau khi cho xong axit, lấy bình ra và để cho nhiệt độ bình trở lại bình
thường, tiếp tục đun nóng hỗn hợp ở 70 độ C trong 2 giờ và nhớ khuấy đều, tiếp
tục tăng lên 80 độ và đun trong 2 giờ nữa, và vẫn khuấy liên tục nhé

- Sau 4 giờ đun vật vã, ta lấy bình ra và để nguội, cho vào bình 4 lít nước
lạnh và khuấy đều trong 20 phút. Lọc lấy TNT kết tinh, gạn lấy phần etylen
clorua bên trên hỗn hợ, đem phần etylen này chưng cất ở 40 độ C cho tới khi
etylen clorua bay hơi hết, ta sẽ thấy một phần TNT nữa còn lại, lấy phần TNT
này và để chung với phần TNT lúc nãy vừa lọc .

- Rửa toàn bộ phần TNT với 1 lít nước, sau đó phơi khô.
- Ta lại lấy 1 cốc thủy tinh lớn, cho vào đó 1600g H2SO4 70%, cho phần TNT đã
phơi khô vào, khuấy đều trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng, lọc lại TNT 1 lần nữa.
Cuối cùng rửa lại với 6 lít dd NaHCO3 5%, 4 lít nước lạnh và phơi khô.


Phương pháp
III:

Hóa chất:
1. 920 gam toluene
2. 3820 gam 70% nitric acid
3. 8404 gam of 98% sulfuric acid
4. 1600 gam of 70% sulfuric acid
5. 1500 millilit dd 5% Natri bicacbonat

Điều chế:

- Cho 3820 gam HNO3 70% vào cốc thủy tinh, sau đó từ từ cho vào đó 8404 gam
H2SO4 98%, quá trình cho H2SO4 phải diễn ra trong 2 giờ.
- Đem cốc thủy tinh chứa hỗn hợp axit cho vào khay đá và làm lạnh xuống 10 - 15
độ C. - Gọi đây là cốc (A)
- Lấy 1910 ml hỗn hợp acid ở cốc (A) cho vào 1 cái cốc khác- gọi là cốc (B), và
vẫn làm lạnh đến 10 -15 độ C.
- Cho từ từ vào cốc (B) 920 gam toluen, quá trình này yêu cầu thời gian là 4
giờ đồng hồ. Khuấy liên tục và nhiệt độ không đổi ! SAu khi đã cho hết lượng
toluen, tiếp tục khuấy trong 2 giờ vẫn ở nhiệt độ đó.
- Cho phần acid còn lại ở cốc A vào hỗn hợp vừa khuấy xong ở cốc B, đun nóng
hỗn hợp này đến 70 độ C , cứ đun ở nhiệt độ này trong 2 giờ, khuấy nhanh và
liên tục. lại đun thêm 2 giờ nữa ở 80 độ C..( tổng cộng là đun 4 giờ)
- Sau 4 giờ đun thì dừng và để cho hỗn hợp nguội lại bằng nhiệt độ phòng, Khi
hỗn hợp đã nguộim ta đổ hỗn hợp này vào 5 lít nước lạnh, lọc lấy TNT kết tinh.
Tiếp tục rửa TNT bằng 2 lít nước, sau đó đem đi làm khô.
- Chuẩn bị 1 cốc chứa 1600g H2SO4 70%, cho TNT đã phơi khô vào và khuấy trong 2
giờ, lọc lại TNT và rửa TNT bằng 1,5 lit dung dịch NaHCO3 5%, rửa lần cuối bằng
2 lít nước lạnh và cuối cùng đem phơi khô !


Cách này có ưu điểm là ta không cần dùng HNO3 99%. Nhưng các công đoạn vẫn phải
được làm bằng máy !


PHƯƠNG PHÁP
4:
Hóa chất:
1. 920 g toluene
2. 2700 g 99% HNO3
3. 3000 g xăng không chì
4. 1600 g H2SO4 70%
5. 1500 ml NaHCO3 5%

Procedure:
- Cho 920g toluene, 2700g HNO3 99%, 3000g xăng không chì vào bình, bình này được
lắp chung với hệ thống đun hoàn lưu và máy khuấy từ.
-Đun hoàn lưu hỗn hợp ở 80 độ C trong khoảng 3 giờ, lưu ý không để nhiệt độ
vượt quá 85 độ C
- Phản ứng có thể diễn ra nhanh hoặc lâu hơn 3 giờ, hãy để ý đến lớp HNO3 bên
dưới hỗn hợp, phản ứng sẽ hoàn tất nếu bạn thấy lớp HNO3 này biến mất.
- Khi phản ứng hoàn tất, bạn dừng đun và để dung dịch nguội lại, trong quá
trình làm nguội này, TNT bắt đầu kết tinh. Bạn không được lọc lấy TNT, mà hãy
cho vào đó 3 lit nước nóng và khuấy hỗn hợp trong 2 giờ. Lúc này ta mới lọc lấy
TNT ra. phần dung dịch còn lại, bạn chắt lấy phần chất lỏng trên cùng, cho ra
một cái đĩa rộng để dung dịch bay hơi , phần TNT còn lại sẽ dần dần kết tinh.
- Khi 80% lượng dung dịch đã bay hơi hết, lọc lấy TNT.
- Rửa toàn bộ lượng TNT bằng 2 lít nước, làm khô ở 50 độ C.
- Cho vào cốc 1,6 lit H2SO4 70%, tiếp tục cho vào đó lượng TNT thu được và
khuấy trong 2 giờ và lọc lại TNT.
- Cuối cùng rửa lượng TNT bằng 1,5 lit dd NaHCO3 5%, 1 lit nước lạnh và làm khô
lần cuối!
- Trong phương pháp này cần lưu ý, phần ống đun hoàn lưu, ta lắp thêm 1 lưới
chắn và cho lên trên các tinh thể Na2SO4 khan , lưới chắn giúp các tinh thể này
ko rơi vào bình!

Anh 3 đừng nhai lý thuyết nữa, thực hành đy rồi pót clip lên cho ae xem..!?Không có đứa nào thí nghiệm thử độ an toàn lỡ xảy ra cái ji thỳ ..!?
Anh 3 làm vật thử nghiệm trước đi nào

thế các chú thicks j` nào??anh chiều!!pháo khói nhé!!hom nao tao mang đốt thử 1 it nhé!!