Sólin Sólin Rís 03:54 • sest 22:57 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 04:30 • Sest 08:43 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:31 • Síðdegis: 23:02 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 04:22 • Síðdegis: 16:30 í Reykjavík

Hvað er TNT og hvernig virkar það?

Emelía Eiríksdóttir

TNT er skammstöfun á efninu 2,4,6-trínítrótolúen en efnabyggingu þess má sjá hér fyrir neðan. TNT er fölgult og lyktarlaust fast efni með bræðslumark 80°C og suðumark 240°C. TNT er best þekkt sem sprengiefni. Það finnst ekki í náttúrunni en var fyrst búið til árið 1863 af þýska efnafræðingnum Julius Wilbrand (1839–1906). Upphaflega var TNT notað sem gult litarefni en sprengieiginleikar þess uppgötvuðust ekki fyrr en um 1890. Síðan þá hefur það verið notað sem sprengiefni víða um heim og þá aðallega í hernaðarskyni. Í hernaði er TNT eitt vinsælasta sprengiefnið enda þolir það hristing og núning vel og hættan á að það springi óvænt er því lítil.

Efnabygging 2,4,6-trínítrótolúen, betur þekkt sem sprengiefnið TNT.

Flest sprengiefni þurfa hvellhettu (e. detonator) til að koma sprengingunni af stað. Sprengiefnin eru nefnilega framleidd með það í huga að auðvelt sé að meðhöndla þau án þess að eiga á hættu að þau springi fyrirvaralaust. Þótt almennt sé notuð hvellhetta til að koma TNT-sprengingu af stað getur efnið sprungið ef það er hitað yfir 240°C. Við sprenginguna sundrast TNT-sameindirnar í margar minni sameindir sem eiga það flestar sameiginlegt að vera á gasformi eins og sjá má á eftirfarandi efnajöfnu:
2 C7H5N3O6 (s) ⟶ 3 N2 (g) + 5 H2O (g) + 7 CO (g) + 7 C (s)[1]

Við sprenginguna gerist aðallega þrennt:
  • Mikil orka losnar úr læðingi því myndefnin eru mun stöðugri en hvarfefnin; efnahvarfið er sem sagt útvermið.
  • Orkan losnar hratt.
  • Fyrir hverjar tvær TNT-sameindir á föstu formi myndast 15 sameindir af gasi og taka gastegundirnar um 1.300 sinnum meira rúmmál en fast form efnisins.

Þegar TNT á föstu formi sundrast í gastegundir, losnar mikil orka úr læðingi og um leið verður mikil og hröð þensla á myndefnunum/gasinu. Þessar nýju eindir rekast á gríðarlegum hraða á sameindir andrúmsloftsins og mynda höggbylgju sem breiðist út í allar áttir og ryður frá sér hlutum sem á vegi hennar verða. Þessi snögga myndun mikils gasþrýstings er sem sagt ástæða sprengikrafts TNT og annarra sprengiefna.

Upphaflega var TNT notað sem gult litarefni en sprengieiginleikar þess uppgötvuðust ekki fyrr en um 1890.

Til að setja orkuna úr TNT-sprengjum í samhengi má skoða lista hér. Þar sést til dæmis að 41.840 kJ (kílójúl) af orku losna þegar 10 kg af TNT springa. Sú orka jafngildir 11,62 kWh (kílóvattstundir) sem samsvarar daglegri rafmagnsnotkun á meðalstóru heimili á Íslandi.

Á síðunni er einnig að finna töflu sem sýnir afstæða/hlutfallslega virkni (e. relative effectiveness) fjölmargra sprengiefna, það er að segja hversu mikinn eyðileggingarmátt efnin hafa miðað við TNT. Þessa töflu er hægt að nota til að reikna út hversu mikið minna eða meira af efnunum þarf að nota miðað við TNT til að sprengja eitthvað. Sem dæmi er dínamít (inniheldur nítróglycerín sem sprengiefni) 1,25 sinnum öflugra sprengiefni en TNT og hreint nítroglycerín er 1,54 sinnum öflugra. Ef það þarf 1 kg af TNT til að sprengja upp bíl þá þarf 0,8 kg af dínamíti eða 0,65 kg af nítróglyceríni til sama verks. Þó að sprengiáhrif ammóníumnítrats séu einungis 0,32 sinnum áhrifin af TNT þá getur ammóníumnítrat verið afar skaðlegt eins og hægt er að lesa um í svarinu Hvað er áburðarsprengja?

Tilvísun:
  1. ^ Í efnajöfnunni stendur s fyrir fast efni (e. solid) og g fyrir gas.

Heimildir og myndir:

Höfundur

Emelía Eiríksdóttir

efnafræðingur og starfsmaður Vísindavefsins

Útgáfudagur

13.4.2022

Spyrjandi

Kristján Skírnir Kristjánsson

Tilvísun

Emelía Eiríksdóttir. „Hvað er TNT og hvernig virkar það?“ Vísindavefurinn, 13. apríl 2022. Sótt 21. maí 2022. http://visindavefur.is/svar.php?id=70198.

Emelía Eiríksdóttir. (2022, 13. apríl). Hvað er TNT og hvernig virkar það? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=70198

Emelía Eiríksdóttir. „Hvað er TNT og hvernig virkar það?“ Vísindavefurinn. 13. apr. 2022. Vefsíða. 21. maí. 2022. <http://visindavefur.is/svar.php?id=70198>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er TNT og hvernig virkar það?
TNT er skammstöfun á efninu 2,4,6-trínítrótolúen en efnabyggingu þess má sjá hér fyrir neðan. TNT er fölgult og lyktarlaust fast efni með bræðslumark 80°C og suðumark 240°C. TNT er best þekkt sem sprengiefni. Það finnst ekki í náttúrunni en var fyrst búið til árið 1863 af þýska efnafræðingnum Julius Wilbrand (1839–1906). Upphaflega var TNT notað sem gult litarefni en sprengieiginleikar þess uppgötvuðust ekki fyrr en um 1890. Síðan þá hefur það verið notað sem sprengiefni víða um heim og þá aðallega í hernaðarskyni. Í hernaði er TNT eitt vinsælasta sprengiefnið enda þolir það hristing og núning vel og hættan á að það springi óvænt er því lítil.

Efnabygging 2,4,6-trínítrótolúen, betur þekkt sem sprengiefnið TNT.

Flest sprengiefni þurfa hvellhettu (e. detonator) til að koma sprengingunni af stað. Sprengiefnin eru nefnilega framleidd með það í huga að auðvelt sé að meðhöndla þau án þess að eiga á hættu að þau springi fyrirvaralaust. Þótt almennt sé notuð hvellhetta til að koma TNT-sprengingu af stað getur efnið sprungið ef það er hitað yfir 240°C. Við sprenginguna sundrast TNT-sameindirnar í margar minni sameindir sem eiga það flestar sameiginlegt að vera á gasformi eins og sjá má á eftirfarandi efnajöfnu:
2 C7H5N3O6 (s) ⟶ 3 N2 (g) + 5 H2O (g) + 7 CO (g) + 7 C (s)[1]

Við sprenginguna gerist aðallega þrennt:
  • Mikil orka losnar úr læðingi því myndefnin eru mun stöðugri en hvarfefnin; efnahvarfið er sem sagt útvermið.
  • Orkan losnar hratt.
  • Fyrir hverjar tvær TNT-sameindir á föstu formi myndast 15 sameindir af gasi og taka gastegundirnar um 1.300 sinnum meira rúmmál en fast form efnisins.

Þegar TNT á föstu formi sundrast í gastegundir, losnar mikil orka úr læðingi og um leið verður mikil og hröð þensla á myndefnunum/gasinu. Þessar nýju eindir rekast á gríðarlegum hraða á sameindir andrúmsloftsins og mynda höggbylgju sem breiðist út í allar áttir og ryður frá sér hlutum sem á vegi hennar verða. Þessi snögga myndun mikils gasþrýstings er sem sagt ástæða sprengikrafts TNT og annarra sprengiefna.

Upphaflega var TNT notað sem gult litarefni en sprengieiginleikar þess uppgötvuðust ekki fyrr en um 1890.

Til að setja orkuna úr TNT-sprengjum í samhengi má skoða lista hér. Þar sést til dæmis að 41.840 kJ (kílójúl) af orku losna þegar 10 kg af TNT springa. Sú orka jafngildir 11,62 kWh (kílóvattstundir) sem samsvarar daglegri rafmagnsnotkun á meðalstóru heimili á Íslandi.

Á síðunni er einnig að finna töflu sem sýnir afstæða/hlutfallslega virkni (e. relative effectiveness) fjölmargra sprengiefna, það er að segja hversu mikinn eyðileggingarmátt efnin hafa miðað við TNT. Þessa töflu er hægt að nota til að reikna út hversu mikið minna eða meira af efnunum þarf að nota miðað við TNT til að sprengja eitthvað. Sem dæmi er dínamít (inniheldur nítróglycerín sem sprengiefni) 1,25 sinnum öflugra sprengiefni en TNT og hreint nítroglycerín er 1,54 sinnum öflugra. Ef það þarf 1 kg af TNT til að sprengja upp bíl þá þarf 0,8 kg af dínamíti eða 0,65 kg af nítróglyceríni til sama verks. Þó að sprengiáhrif ammóníumnítrats séu einungis 0,32 sinnum áhrifin af TNT þá getur ammóníumnítrat verið afar skaðlegt eins og hægt er að lesa um í svarinu Hvað er áburðarsprengja?

Tilvísun:
  1. ^ Í efnajöfnunni stendur s fyrir fast efni (e. solid) og g fyrir gas.

Heimildir og myndir:

...