Wynalezienie TNT

Związek chemiczny trinitrotoluen – lub TNT, jak jest powszechnie znany – został po raz pierwszy stworzony w 1863 roku przez niemieckiego chemika Josepha Wilbranda, który próbował zrobić barwnik. Aby w pełni rozwinąć swój potencjał jako materiału wybuchowego, TNT przeszedł kilka lat testów i eksperymentów przez różnych chemików po jego początkowym odkryciu.

Odkrycie toluenu – węglowodoru aromatycznego stosowanego jako rozpuszczalnik – przez Pierre-Josepha Pelletiera i Philippe’a Waltera w 1837 roku było niezbędnym prekursorem TNT. Po stworzeniu surowego TNT Wlbranda chemicy Friedrich Beilstein i A. Kuhlberg wyprodukował izomer 2,4,5-trinitrotoluen w 1870 roku. Izomery to substancje o identycznych wzorach cząsteczkowych, ale o różnych konfiguracjach ich atomów składowych, a co za tym idzie o różnych właściwościach. Po tym postępie w 1880 roku Paul Hepp wytworzył czysty 2,4,6-trinitrotoluen. Niemcy dodały aluminium do tego najnowszego izomeru trinitrotoluenu w 1899 roku, aby wyprodukować materiał wybuchowy skład, który wyparł powszechnie stosowany kwas pikrynowy jako preferowany związek wybuchowy dla Pierwsza Wojna Swiatowa.

TNT okazał się lepszy do zastosowań wojskowych, ponieważ był bezpieczniejszy w obsłudze niż alternatywne związki. TNT nie jest tak silnym materiałem wybuchowym jak kwas pikrynowy, ale gdy jest używany w pociskach, jest bardziej prawdopodobne, że wybuchnie po przebiciu pancerza niż po uderzeniu, powodując maksymalne uszkodzenia wrogich jednostek. Temperatura topnienia 80 stopni Celsjusza pozwoliła na wlanie roztopionego TNT do pocisków z mniejszą szansą przypadkowej eksplozji. Gdy armie brytyjska i amerykańska przyjęły niemieckie użycie TNT, ograniczona podaż toluenu potrzebnego do wyprodukowania materiału wybuchowego nie była w stanie zaspokoić zwiększonego światowego popytu.

Chemicy dalej opracowali TNT, łącząc różne substancje ze związkiem w różnych proporcjach, aby wymagać mniejszej ilości toluenu, tym samym zwiększając ilość materiałów wybuchowych. Na przykład dodanie azotanu amonu do TNT stworzyło amatol, który był używany w pociskach silnie wybuchowych, a później w minach lądowych z czasów II wojny światowej. Wybuchowa wydajność TNT została zwiększona przez dodanie 20 procent glinu, tworząc kolejną pochodną zwaną minolem. Jednym z przykładów z długiej listy innych materiałów wybuchowych zawierających TNT jest Kompozycja B, używana do pocisków, rakiet, min lądowych i ładunków kumulacyjnych.

Zwiększone użycie TNT zwiększyło potrzebę badania poziomów toksyczności substancji i stworzenia protokołów bezpieczeństwa dotyczących jej wytwarzania, przechowywania i usuwania. Podczas I wojny światowej narażeni pracownicy cierpieli na nieprawidłowości wątroby, anemię i inne uszkodzenia krwinek czerwonych oraz powikłania oddechowe. Trinitrotoluen jest łatwo wchłaniany przez bezpośredni kontakt lub unoszący się w powietrzu pył ​​i opary, potencjalnie powodując zapalenie skóry, egzemę i żółte plamy na paznokciach, skórze i włosach. W niektórych badaniach przed II wojną światową wysunięto teorię, że lepsze odżywianie zwiększy odporność na toksyczne działanie związku, ale to twierdzenie okazało się błędne podczas wojny.