Trinitrobenzol

Strukturformel
Struktur von Trinitrobenzol
Allgemeines
Name	Trinitrobenzol
Andere Namen	1,3,5-Trinitrobenzol TNB Trinitrobenzen sym-Trinitrobenzol Benzit RC RA
Summenformel	C6H3N3O6
Kurzbeschreibung	farblose rhombisch-bipyramidale Blättchen<ref name=roempp>Eintrag zu 1,3,5-Trinitrobenzol. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN (reines 1,3,5-Isomer) Vorlage:CASRN (Isomerengemisch) EG-Nummer 202-752-7 ECHA-InfoCard 100.002.502 PubChem 7434 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	213,11 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,76 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS"/>
Schmelzpunkt	125,3 °C (Polymorph I)<ref name="Radomska">M. Radomska; R. Radomski: Calorimetric studies of binary systems of 1,3,5-trinitrobenzene with naphthalene, anthracene and carbazole. I. Phase transitions and heat capacities of the pure components and charge-transfer complexes, in: Thermochim. Acta, 40 (1980), S. 405–424 (doi:10.1016/0040-6031(80)80082-7).</ref> 107,2 °C (Polymorph II)<ref name="Radomska"/> 109,8 °C (Polymorph III)<ref name="Radomska"/>
Siedepunkt	315 °C<ref name="GESTIS"/>
Löslichkeit	sehr schlecht in Wasser (330 mg·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS"/> schlecht in Ethanol, Diethylether und Benzol<ref name=roempp/>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.002.502">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 201​‐​300​‐​310​‐​330​‐​373​‐​410 P: 210​‐​241​‐​260​‐​280​‐​405​‐​301+310+330<ref name="GESTIS"/>
Toxikologische Daten	275 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS"/>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Trinitrobenzol (TNB) ist ein Sprengstoff. Es besteht aus einem Benzolring mit drei Nitrogruppen (–NO₂) als Substituenten. Es gibt drei Konstitutionsisomere des TNB (1,2,3-, 1,2,4- und 1,3,5-Trinitrobenzol), die Abkürzung wird jedoch meist für das 1,3,5-Isomer verwendet. Die Sprengkraft von TNB ist vergleichbar mit der von Trinitrotoluol (TNT). Trotz einer leicht höheren Sprengkraft als TNT wird TNB aus wirtschaftlichen Gründen nicht genutzt.

Darstellung

Die Herstellung von Trinitrobenzol erfolgt durch Nitrierung von m-Dinitrobenzol mit einem Gemisch aus rauchender Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure, der sogenannten Nitriersäure.<ref name="Explosivstoffe"/> Ebenfalls möglich ist die Darstellung aus 2,4,6-Trinitrotoluol, wobei nach einer Oxidation zu 2,4,6-Trinitrobenzoesäure mit Kaliumdichromat und Schwefelsäure eine Decarboxylierung in kochendem Wasser folgt.<ref>H. T. Clarke, W. W. Hartman: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 2, 1922, S. 95, doi:10.15227/orgsyn.002.0095; Coll. Vol. 1, 1941, S. 543 (PDF).</ref><ref>H. T. Clarke, W. W. Hartman: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 2, 1922, S. 93, doi:10.15227/orgsyn.002.0093; Coll. Vol. 1, 1941, S. 541 (PDF).</ref>

Eigenschaften

Trinitrobenzol tritt in fünf polymorphen Formen auf. Die thermodynamisch stabile Form I schmilzt bei 125,3 °C mit einer Schmelzenthalpie von 15,0 kJ·mol⁻¹. Die metastabilen Formen II und III zeigen Schmelzpunkte bei 107,2 °C und 109,8 °C mit Schmelzenthalpien von 14,8 kJ·mol⁻¹ bzw. 13,2 kJ·mol⁻¹. Beide Formen stehen monotrop zu Form I. Die Formen II und III stehen enantiotrop zueinander. Der Umwandlungspunkt zwischen Form II und III liegt bei etwa 97 °C.<ref name="Radomska"/> Zwei weitere Formen mit Schmelzpunkten bei 109 °C und 88 °C konnten bisher nur thermomikroskopisch beobachtet werden.<ref>A. Koffler; M. Brandstätter: Zur isomorphen Vertretbarkeit von H, OH, Cl: s-Trinitrobenzol, Pikrinsäure, Pikrylchlorid. In: Monatshefte für Chemie, 78, 1948, S. 65–70 (doi:10.1007/BF00942489).</ref>

Die Verbindung ist beständig gegen Säuren und reagiert mit Basen. Es ist unlöslich in Wasser, wenig löslich in Alkohol, Ether und Benzol, gut löslich in Aceton oder Ethylacetat. Mit polycyclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Naphthalin, Anthracen und Carbazol werden Charge-Transfer-Komplexe gebildet. Die stöchiometrischen 1:1-Komplexe zeigen definierte Schmelzpunkte, wie mit Naphthalin bei 157,6 °C, mit Anthracen bei 165,4 °C und mit Carbazol bei 204,4 °C.<ref name="Radomska"/>

Die Verbindung übertrifft Trinitrotoluol hinsichtlich der Sprengkraft.<ref name="Explosivstoffe">J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: Explosivstoffe, 10. vollständig überarbeitete Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2008, S. 330, ISBN 978-3-527-32009-7.</ref> Wichtige Explosionskennzahlen sind:

Bildungsenergie	−134,5 kJ·kg−1<ref name="Explosivstoffe"/>
Bildungsenthalpie	−204,3 kJ·kg−1<ref name="Explosivstoffe"/>
Sauerstoffbilanz	−56,3 %<ref name="Explosivstoffe"/>
Stickstoffgehalt	19,72 %<ref name="Explosivstoffe"/>
Normalgasvolumen	939 l·kg−1<ref name="Explosivstoffe"/>
Explosionswärme	3927 kJ·kg−1 (H2O (l)) 3845 kJ·kg−1 (H2O (g))<ref name="Explosivstoffe"/>
Spezifische Energie	1051 kJ·kg−1 (107,1 mt/kg)<ref name="Explosivstoffe"/>
Bleiblockausbauchung	32,5 cm3·g−1<ref name="Explosivstoffe"/>
Detonationsgeschwindigkeit	7300 m·s−1 bei einer Dichte von 1,6 g·cm−3<ref name="Explosivstoffe"/>
Schlagempfindlichkeit	7,4 Nm<ref name="Explosivstoffe"/>
Reibempfindlichkeit	bis 353 N Stiftbelastung keine Reaktion

Verwendung

TNB ist etwas schlagempfindlicher als TNT, was aber bei der Anwendung nicht ins Gewicht fallen würde. Aufgrund der aufwendigeren Herstellung ist es bedeutend teurer als TNT und wird daher nicht praktisch verwendet.

Einzelnachweise

<references/>