النتروجليسرين هو مركب متفجر يستخدم طبيًا لعلاج الذبحة الصدرية. يعمل على استرخاء الأوعية الدموية وتحسين الدورة الدموية وتقليل آلام الصدر. التعامل بحذر شديد بسبب تقلبه.
| اسم الأيوباك | 1،2،3-ثلاثي نيترووكسي بروبان-2-ييل نترات |
| الصيغة الجزيئية | C3H5N3O9 |
| CAS رقم | 55-63-0 |
| المرادفات | ثلاثي نترات الجليسريل، ثلاثي النتروجليسرين، NG، نيتروسبان، نيتروستات |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C3H5N3O9/c7-4(8)13-1-3(15-6(11)12)2-14-5(9)10/h3H,1-2H2 |
خصائص النتروجليسرين
صيغة النتروجليسرين
صيغة ثلاثي النتروجليسرين هي C3H5N3O9. ويتكون من ثلاث ذرات كربون (C)، وخمس ذرات هيدروجين (H)، وثلاث ذرات نيتروجين (N)، وتسع ذرات أكسجين (O). يتميز التركيب الجزيئي لثلاثي النتروجليسرين بوجود عدة مجموعات نترات مرتبطة بجزيء الجلسرين.
الكتلة المولية النتروجليسرين
تبلغ الكتلة المولية لثلاثي النتروجليسرين حوالي 227.09 جرامًا لكل مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الكتل الذرية لكل عنصر في الصيغة الكيميائية (C3H5N3O9). تلعب الكتلة المولية دورًا حاسمًا في تحديد كمية ثلاثي النتروجليسرين المطلوبة لمختلف التطبيقات.
درجة غليان النتروجليسرين
ثلاثي النتروجليسرين مركب شديد التطاير وله نقطة غليان منخفضة. يغلي عند حوالي 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت). تسمح نقطة الغليان المنخفضة لثلاثي النتروجليسرين بالتحول بسهولة من السائل إلى الغاز، مما يساهم في خصائصه الانفجارية.
نقطة انصهار النتروجليسرين
تبلغ نقطة انصهار ثلاثي النتروجليسرين حوالي 13 درجة مئوية (55 درجة فهرنهايت). تتيح نقطة الانصهار المنخفضة نسبيًا وجود ثلاثي النتروجليسرين في صورة سائلة في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، نظرًا لحساسيتها للحرارة والصدمات، فإنها تتطلب معالجة دقيقة لتجنب الانفجار العرضي.
كثافة النتروجليسرين جم/مل
تبلغ كثافة ثلاثي النتروجليسرين حوالي 1.6 جرام لكل مليلتر (جم / مل). وهذا يعني أن الملليلتر الواحد من ثلاثي النتروجليسرين يزن 1.6 جرام. تساهم الكثافة العالية نسبيًا لثلاثي النتروجليسرين في استقراره وتسمح بسهولة التخزين والنقل.
الوزن الجزيئي للنيتروجليسرين
يبلغ الوزن الجزيئي لثلاثي النتروجليسرين حوالي 227.09 جرامًا لكل مول. وهو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في جزيء ثلاثي النتروجليسرين. يوفر الوزن الجزيئي معلومات مهمة للحسابات الكيميائية ولتحديد كمية ثلاثي النتروجليسرين اللازمة في التطبيقات المختلفة.
هيكل النتروجليسرين
يتكون هيكل ثلاثي النتروجليسرين من جزيء الجلسرين (البروبان-1،2،3-تريول) المرتبط بثلاث مجموعات نترات (-NO3). ترتبط مجموعات النترات بذرات الكربون المختلفة في العمود الفقري للجلسرين. يساهم هذا الترتيب الجزيئي الفريد في الطبيعة المتفجرة لثلاثي النتروجليسرين.
ذوبان النتروجليسرين
ثلاثي النتروجليسرين قابل للذوبان في بعض المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأسيتون والأثير. ومع ذلك، فهو قابل للذوبان في الماء بشكل طفيف فقط. هذه القابلية المحدودة للذوبان في الماء تجعل تناول ثلاثي النتروجليسرين عن طريق الفم أمرًا صعبًا، وغالبًا ما يتم إعطاؤه بطرق أخرى مثل الأقراص تحت اللسان أو اللاصقات عبر الجلد للأغراض الطبية.
| مظهر | سائل أصفر |
| جاذبية معينة | 1.6 جرام/مل |
| لون | أصفر شاحب |
| يشم | رائحة طفيفة |
| الكتلة المولية | 227.09 جرام/مول |
| كثافة | 1.6 جرام/مل |
| نقطة الانصهار | 13 درجة مئوية (55 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | قابل للذوبان قليلا |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأسيتون والأثير |
| ضغط البخار | 0.1 ملم زئبق |
| كثافة بخار | 8.2 (الهواء = 1) |
| pKa | 7.7 (pKa1)، 8.8 (pKa2)، 9.3 (pKa3) |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر النتروجليسرين
يشكل ثلاثي النتروجليسرين مخاطر كبيرة على السلامة بسبب طبيعته المتفجرة. فهو حساس جدًا للحرارة والصدمات والاحتكاك، مما يجعله خطيرًا للغاية إذا تم التعامل معه بطريقة خاطئة. يمكن أن تنفجر بقوة كبيرة، مما يسبب إصابة خطيرة أو الوفاة. يجب اتباع بروتوكولات السلامة الصارمة عند التعامل مع النتروجليسرين، بما في ذلك ارتداء معدات الحماية المناسبة وتخزينه في مكان آمن وبارد وجاف. من الضروري تجنب أي شرارات أو ألسنة اللهب المكشوفة أو مصادر الاشتعال القريبة. ويجب إيلاء اهتمام خاص للنقل والتخزين لتجنب الحوادث وتقليل مخاطر الانفجار.
| رموز الخطر | المتفجرة والسامة الحادة |
| وصف الأمان | متفجرة جدا. تعامل بحذر شديد. تجنب الحرارة والشرر واللهب المكشوف. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | رقم الأمم المتحدة 0143 (سائل) |
| رمز النظام المنسق | 2909.10.00 |
| فئة الخطر | 1.1 د (المتفجرات) |
| مجموعة التعبئة | PG II (خطر متوسط) |
| تسمم | سامة عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق. |
طرق تصنيع النتروجليسرين
يمكن لطرق مختلفة تصنيع النتروجليسرين.
يتضمن النهج الشائع التفاعل بين حمض النيتريك المركز (HNO3) والجلسرين (C3H8O3) . يتم التفاعل تحت ظروف يتم التحكم فيها بعناية، عادةً مع إضافة حمض الكبريتيك (H2SO4) كمحفز. حافظ على درجة حرارة منخفضة وأضف الجلسرين ببطء إلى خليط من حمض النيتريك المركز وحمض الكبريتيك لتصنيع النتروجليسرين.
هناك طريقة أخرى تتضمن استخدام الحمض المختلط، وهو مزيج من حمض النيتريك وحمض الكبريتيك. أضف الجلسرين إلى الحمض المختلط مع التحكم في درجة الحرارة أثناء تخليق النتروجليسرين.
في كلتا الطريقتين، يعمل حمض النيتريك كعامل مؤكسد، حيث يتفاعل مع الجلسرين لتكوين النتروجليسرين. يساعد حمض الكبريتيك في التفاعل من خلال توفير بيئة مناسبة والعمل كمحفز.
ومن المهم أن نلاحظ أن تخليق النتروجليسرين يتطلب عناية وخبرة كبيرتين بسبب طبيعته شديدة الانفجار. اتبع إجراءات السلامة الصارمة في جميع الأوقات لتقليل مخاطر الحوادث طوال العملية.
بعد التوليف، غالبًا ما تتم تنقية محلول النتروجليسرين الناتج عن طريق الغسيل والترشيح لإزالة الشوائب.
بشكل عام، يتضمن تخليق النتروجليسرين سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تتطلب التحكم الدقيق والالتزام ببروتوكولات السلامة لضمان عملية ناجحة وآمنة.
استخدامات النتروجليسرين
يتمتع ثلاثي النتروجليسرين بالعديد من الاستخدامات المهمة في مختلف المجالات نظرًا لخصائصه الفريدة. فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية للنيتروجليسرين:
- علاج الذبحة الصدرية: يستخدم الأطباء عادةً النتروجليسرين طبيًا لتخفيف ومنع الذبحة الصدرية، وهي حالة تسبب ألمًا في الصدر بسبب انخفاض تدفق الدم إلى القلب. يعمل على استرخاء الأوعية الدموية وتحسين الدورة الدموية وتقليل آلام الصدر.
- المتفجرات: ثلاثي النتروجليسرين هو العنصر الرئيسي في العديد من المتفجرات. إن قوتها الانفجارية العالية وحساسيتها تجعلها مناسبة لتطبيقات مثل التعدين والبناء والعمليات العسكرية.
- التصنيع الصناعي: يعمل ثلاثي النتروجليسرين كمقدمة لتخليق المركبات المتفجرة الأخرى، مثل الديناميت ومادة تي إن تي (ثلاثي نيتروتولوين). وتستخدم هذه المواد على نطاق واسع في صناعات البناء والمحاجر والهدم.
- الألعاب النارية: تستخدم الألعاب النارية وعروض الألعاب النارية النتروجليسرين لإنشاء تأثيرات بصرية نابضة بالحياة ومبهرة.
- الكيمياء التحليلية: يستخدم الكيميائيون التحليليون النتروجليسرين كمركب قياسي لتحديد أداء وفعالية الأدوات والأساليب التحليلية المختلفة.
- المثبتات والدفاعات: يتم تطبيقها في الوقود الدافع للصواريخ والقذائف، مما يوفر الدفع اللازم لاستكشاف الفضاء وأنظمة الدفاع.
- قذائف المدفعية: يقوم المصنعون بدمج النتروجليسرين في قذائف المدفعية لتحسين قوتها الانفجارية وفعاليتها في ساحة المعركة.
- البحث العلمي: تستخدم المختبرات النتروجليسرين لأغراض بحثية، بما في ذلك دراسات السلوك الانفجاري، وفيزياء موجة الصدمة، والتفاعلات الكيميائية.
الاستخدامات المختلفة للنيتروجليسرين تبرز أهميته في المجالات الطبية والصناعية والعلمية، ولكن بحذر شديد بسبب طبيعته المتفجرة.
أسئلة:
س: ما هو استخدام النتروجليسرين؟
ج: يعمل ثلاثي النتروجليسرين على استرخاء الأوعية الدموية وتحسين الدورة الدموية ويساعد على تقليل آلام الصدر (الذبحة الصدرية).
س: ما هو النتروجليسرين؟
ج: ثلاثي النتروجليسرين هو مركب متفجر يستخدم طبياً لعلاج الذبحة الصدرية وفي المتفجرات لمختلف التطبيقات الصناعية والعسكرية.
س: ما هو استخدام النتروجليسرين؟
ج: يستخدم ثلاثي النتروجليسرين لعلاج الذبحة الصدرية، كعنصر متفجر، وفي صناعات مثل التعدين والبناء والألعاب النارية.
س: كيف يعمل النتروجليسرين؟
ج: يعمل ثلاثي النتروجليسرين عن طريق إطلاق أكسيد النيتريك، الذي يعمل على استرخاء العضلات الملساء، بما في ذلك تلك الموجودة في الأوعية الدموية، مما يؤدي إلى تحسين تدفق الدم.
س: كيف يعمل النتروجليسرين في الجسم؟
ج: يتم تحويل ثلاثي النتروجليسرين في الجسم إلى أكسيد النيتريك، الذي يوسع الأوعية الدموية ويقلل من عبء عمل القلب.
س: ما هي الرابطة المفردة الموجودة في النتروجليسرين والتي ربما تكون الأقصر؟
ج: ربما تكون الرابطة الوحيدة بين الكربون والنيتروجين (CN) في ثلاثي النتروجليسرين هي الأقصر.
س: هل النتروجليسرين مانع بيتا؟
ج: لا، ثلاثي النتروجليسرين ليس من حاصرات بيتا. وهو ينتمي إلى فئة من الأدوية تسمى النترات.
س: ما هي الرابطة المفردة الموجودة في النتروجليسرين والتي تعتبر الأقل قطبية؟
ج: الرابطة الوحيدة بين الكربون والكربون (CC) في ثلاثي النتروجليسرين هي الرابطة الأقل قطبية.
س: كيف تم صنع النتروجليسرين في الغرب الأقصى؟
ج: في الغرب القديم، كان يتم تصنيع ثلاثي النتروجليسرين عادة عن طريق خلط الجلسرين مع أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة تحت ظروف خاضعة للرقابة.
س: كيف ينفجر النتروجليسرين؟
ج: ينفجر ثلاثي النتروجليسرين عند تعرضه للحرارة أو الصدمة أو الاحتكاك، مما يؤدي إلى إطلاق سريع للغاز وزيادة كبيرة في الحجم والضغط.
س: ما هي رائحة النتروجليسرين؟
ج: ثلاثي النتروجليسرين له رائحة طفيفة، وغالباً ما توصف بأنها حلوة قليلاً أو أثيرية.