Peróxido de acetona

Los primeros experimentos sobre la preparación de peróxidos de acetona los llevó a cabo Wolfenstein en 1895, cuando estudió el efecto del peróxido de hidrógeno sobre la coniina en solución de acetona, asumiendo que la acetona y el peróxido de hidrógeno no interactúan. Wolfenstein descubrió que los cristales precipitaban a partir de una mezcla de volúmenes iguales de acetona y peróxido de hidrógeno al 10 %, que caracterizó como peróxido de acetona trimérico (triperóxido de acetona 2 ). También notó que la reacción es más rápida cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido fosfórico [4] .

En 1899, Adolf Bayer y Victor Villiger también sintetizaron peróxido de acetona dimérico (diperóxido de acetona 1 ). En 1933, Lecoq observó el proceso de despolimerización del triperóxido de acetona al determinar su peso molecular por crioscopia , así como durante la fusión . En 1947, se estudió la influencia de los ácidos en la formación de peróxidos de acetona, en particular, se observó que los ácidos sulfúrico , clorhídrico , fosfórico y nítrico aceleran significativamente la oxidación de la acetona con peróxido de hidrógeno, y en presencia de ácidos orgánicos ( acético , benzoico ) no se forma ningún producto [4] .

Hasta la fecha se han obtenido peróxidos de acetona de cuatro estructuras [5] .

Conseguir

El peróxido de acetona dimérico (diperóxido de acetona, 1 ) se obtiene con un rendimiento del 94 % tratando la acetona con peróxido de hidrógeno al 86 % en acetonitrilo en presencia de ácido sulfúrico a temperatura reducida. Otro método para la síntesis de diperóxido de acetona es la reacción de acetona con persulfato de potasio en ácido sulfúrico diluido. El peróxido de acetona trimérico (triperóxido de acetona, 2 ) se forma en estas reacciones como una impureza. Para la obtención preparatoria de este producto se utiliza la reacción de acetona con una cantidad equivalente de peróxido de hidrógeno al 50% y 0,25 equivalentes de ácido sulfúrico. El triperóxido de acetona se puede purificar mediante recristalización a baja temperatura en pentano [5] . Al mismo tiempo, cristaliza en forma de largos cristales prismáticos planos [4] .

Los peróxidos 3 y 4 se pueden obtener en estas reacciones en ausencia de ácido mineral . Por ejemplo, una mezcla de acetona y peróxido de hidrógeno al 50 %, cuando se agita durante tres horas a 0 °C , da solo 2,2-bis (hidroperoxi) propano 3 . El aumento del tiempo de reacción conduce a la formación del producto 4 [5] .

Propiedades físicas

El triperóxido de acetona se sublima fácilmente :

a temperaturas de +14 a +18 ° C, pierde alrededor del 6,5% de la masa en 24 horas;
a +25 °C - 68 % de la masa en 14 días;
a +50 °С - 1,5% de la masa en 2 horas;
a 100 °C se sublima muy rápidamente [6] .

Es soluble en etanol ( 0,15 g/100 g a + 17°C), éter dietílico (5,5), éter de petróleo (7,35), acetona (9,15), disulfuro de carbono (9,97), piridina (15,4), benceno (18,0) , tricloroetileno (22,7), tetracloruro de carbono (24,8), cloroformo (42,5) [6] , pero insoluble en agua [7] .

Propiedades químicas

Cuando se calienta con ácido sulfúrico diluido, el peróxido de acetona se hidroliza cuantitativamente con la formación de acetona y peróxido de hidrógeno [4] :

{\mathsf {C_{6}H_{12}O_{4}+2H_{2}O\rightarrow 2C_{3}H_{6}O+2H_{2}O_{2))}.

Cantidades de miligramos de diperóxido y triperóxido de acetona se descomponen en 15 minutos con ácidos fuertes (como el ácido sulfúrico o el ácido metanosulfónico ). Dado que la reacción es exotérmica, la acción de ácidos fuertes en cantidades de gramos provoca la detonación. Además, el triperóxido de acetona es efectivamente destruido por el cloruro de estaño (II) [7] [8] .

Cuando se prepara con ácido metanosulfónico , ácido perclórico o ácido sulfúrico , el triperóxido de acetona se convierte espontáneamente en diperóxido de acetona. Sin embargo, cuando se usa cloruro de estaño (IV) , ácido clorhídrico o nítrico , permanece estable [9] .

Utilizar como explosivo

El peróxido de acetona no se usa con fines militares debido a su alta volatilidad y sensibilidad, sin embargo, desde la década de 1980 se ha utilizado con fines terroristas como explosivo iniciador o principal [6] [10] . También hay referencias al uso de peróxido de acetona en la práctica de sabotaje de los oficiales de inteligencia soviéticos en la primera mitad del siglo XX como un explosivo improvisado que se puede fabricar fácilmente con productos químicos improvisados:

“Pocas personas de las “profesiones pacíficas” saben que los “químicos” más banales a veces pueden convertirse en formidables destructores. La acetona se vende en farmacias para quitar el barniz viejo de las uñas. Peróxido de hidrógeno: para corregir el color natural del cabello de las mujeres. El ácido fosfórico se usa para equilibrar el estómago y para soldar metales. Pero no se recomienda mezclar estas tres sustancias juntas. El polvo blanco obtenido de la mezcla es el explosivo más fuerte” [11] .

El uso por parte de terroristas se debe a la simplicidad de la síntesis, así como al hecho de que no hay nitrógeno en la molécula de esta sustancia , lo que hace imposible determinar el artefacto explosivo con dispositivos estándar que reaccionan a los compuestos nitrogenados [12] . El triperóxido de acetona tiene aproximadamente el mismo poder explosivo que el TNT . Además, es muy sensible al calor y a los golpes y puede encenderse bajo la acción de una llama abierta y una descarga eléctrica [5] , lo que hace que el proceso de creación de artefactos explosivos sea peligroso (por esta razón, el triperóxido de acetona fue llamado la “Madre de Satanás”) [12] .

The Times informa que unos días después del ataque de Manchester (el ataque ocurrió la noche del 23 de mayo de 2017), las instrucciones paso a paso para fabricar artefactos explosivos a base de peróxido de acetona, la sustancia utilizada por Abedi, estaban disponibles públicamente en Facebook y YouTube para cometer un ataque terrorista [13] .

Se informa que esta sustancia detona incluso con un contenido de agua de hasta el 25 % [7] . El peróxido de acetona es ligeramente menos sensible a los golpes que la azida de plomo . En términos de brillo , supera a la azida de plomo y al fulminato de mercurio [4] .

Durante la explosión del peróxido de acetona, se produce una fuerte formación de un gran volumen de gases: a partir de su molécula, se forman tres moléculas de acetona y una molécula de ozono [2] . También dan otra ecuación de expansión [4] :

{\mathsf {(C_{3}H_{6}O_{2})_{3}\rightarrow 1.3CO_{2}+2.44CO+2.61CH_{4}+))

{\mathsf {+\ 0.63C_{2}H_{6}+0.23C_{2}H_{4}+0.47H_{2}+0.96H_{2}O+0.47C} }.

La velocidad de detonación del triperóxido de acetona es de 5300 m/s a una densidad de 1,2 g/cm 3 y de unos 1430 m/s a 0,47 g/cm 3 . En el rango de densidad de 0,35 a 1,2 g/cm 3 esta dependencia es lineal y obedece a la ecuación: ${\ Displaystyle v_ {d}}$ $\rho$

v_{d}=5405.1\rho -1149

(milisegundo).

El calor de explosión es de 2803 kJ/kg, que es el 67 % del equivalente de TNT (4,19 MJ/kg).

Uso como suplemento dietético

El peróxido de acetona es un aditivo alimentario con la designación E929 . Mejora la calidad de los productos de harina. Sin embargo, a partir de 2017, el peróxido de acetona prácticamente no se usa para este propósito, sino que se usan otros mejoradores [14] .

Descubrimiento

El triperóxido y el diperóxido de acetona pueden detectarse o analizarse mediante cromatografía en capa fina sobre gel de sílice (eluyente: tolueno , Rf 0,57 y 0,66 respectivamente, revelado con difenilamina al 1% en ácido sulfúrico concentrado). También se seleccionaron las condiciones para el análisis por cromatografía de gases y espectrometría de masas [7] .

Notas

↑ 17088-37-8 Peróxido de acetona . Consultado el 24 de julio de 2013. Archivado desde el original el 26 de julio de 2013. (indefinido)
↑ 1 2 Enciclopedia de Ciencias Forenses, Juego 3V EN LÍNEA. — Prensa Académica. - 2013. - Pág. 102. - ISBN 978-0-12-382165-2 .
↑ Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd (alemán) // Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft : tienda. - 1895. - Bd. 28 , núm. 2 . - S. 2265-2269 . -doi : 10.1002 / cber.189502802208 .
↑ 1 2 3 4 5 6 Bagal, 1975 .
↑ 1 2 3 4 Agrawal JP, Hodgson R.D. Química orgánica de explosivos . - Wiley, 2007. - Pág. 339-340. — ISBN 978-0-470-02967.
^ 1 2 3 Yinon J. Detección forense y ambiental de explosivos . - John Wiley & Sons, 1999. - Págs. 10-12. - ISBN 0-471-98371-3 .
↑ 1 2 3 4 Lunn G., Sansone EB Destrucción de productos químicos peligrosos en el laboratorio . - John Wiley & Sons, 2012. - Pág. 459-462. — ISBN 978-0-470-48755-6 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Huang J., Luo W. Destrucción de explosivos de peróxido // Revista de ciencias forenses. - 2009. - Vol. 54 , núm. 5 . - P. 1029-1033 . -doi : 10.1111/ j.1556-4029.2009.01130.x . —PMID 19737243 .
↑ Matyas R., Pachman J., Ang H.-G. Estudio de TATP: Transformación Espontánea de TATP a DADP // Propelentes, Explosivos, Pirotecnia. - 2008. - Vol. 33 , núm. 2 . - P. 89-91 . -doi : 10.1002/ prep.200700247 .
↑ Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC Factores que influyen en la formación de triperóxido de triacetona (TATP) y diperóxido de diacetona (DADP): Parte I // Propulsores, explosivos, pirotecnia. - 2013. - Vol. 38 , núm. 2 . - Pág. 244-254 . -doi : 10.1002/ prep.201200116 .
↑ N. Khokhlov. El derecho a la conciencia.
↑ 1 2 Girard J. E. Criminalística: ciencia forense, delincuencia y terrorismo . - 2ª Ed.. - Jones & Bartlett Publishers, 2011. - Pág. 422. - ISBN 978-0-7637-7731-9 .
↑ Bomba fabricada por terroristas según instrucciones en YouTube . Información de cursores. Consultado el 24 de junio de 2017. Archivado desde el original el 25 de junio de 2017. (indefinido)
↑ Explosive Cupcake Archivado el 17 de enero de 2020 en Wayback Machine : sobre los aditivos electrónicos utilizados en la fabricación de productos horneados, en el canal Science 2.0

Literatura

Bagal L. I. Química y tecnología de iniciación de explosivos. - M. : Mashinostroenie, 1975. - S. 411-415.
Wolffenstein R. Ueber die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Aceton und Mesityloxyd (alemán) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1895. - Bd. 28 , núm. 2 . - S. 2265-2269 . -doi : 10.1002 / cber.189502802208 .
Baeyer A., Villiger V. Ueber die Einwirkung des Caro'schen Reagens auf Ketone (alemán) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1900. - Bd. 33 , núm. 1 . - S. 858-864 . -doi : 10.1002/ cber.190003301153 .

Artículos Experimentales

Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC Factores que influyen en la formación de triperóxido de triacetona (TATP) y diperóxido de diacetona (DADP): Parte I // Propelentes, explosivos, pirotecnia. - 2013. - Vol. 38 , núm. 2 . - Pág. 244-254 . -doi : 10.1002/ prep.201200116 .
Oxley JC, Smith JL, Bowden PR, Rettinger RC Factores que influyen en la formación de triperóxido de triacetona (TATP) y diperóxido de diacetona (DADP): Parte 2 // Propelentes, explosivos, pirotecnia. - 2013. - doi : 10.1002/prep.201200215 .