| Strukturformel | |
|---|---|
| Struktur des Hexogen (CH2NNO2)3 | |
| Allgemeines | |
| Name | Hexogen |
| Andere Namen | Perhydro- oder Hexahydro- 1,3,5-trinitro- 1,3,5-triazin, Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclonit, R.D.X. |
| Summenformel | C3H6N6O6 |
| CAS-Nummer | 121-82-4 |
| Kurzbeschreibung | farbloser, kristalliner Feststoff |
| Eigenschaften | |
| Molmasse | 222,117 g/mol |
| Aggregatzustand | fest |
| Dichte | 1,82 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 204 °C |
| Siedepunkt | zersetzt sich oberhalb des Schmelzpunktes |
| Dampfdruck | 0,0005 Pa (110 °C) |
| Löslichkeit | schwer löslich in Wasser: 42 mg/l |
| Sicherheitshinweise | |
| Vorlage:Gefahrensymbol 2 | |
| R- und S-Sätze | R: ? S: ? |
| MAK | ? |
| Vorlage:SI-Chemikalien | |
Hexogen (auch Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclonit, T4 und RDX (Research Department explosive)) ist ein hochbrisanter, giftiger Sprengstoff, der während des Zweiten Weltkriegs in großen Mengen hergestellt wurde und immer noch eingesetzt wird. Der vollständige Name von Hexogen lautet Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin.
Geschichte
Hexogen wurde 1898 von dem Berliner Chemiker und pharmazeutischen Unternehmer G. F. Henning als Explosivstoff zur technischen Verwertung und als Ausgangsmaterial für pharmazeutische Präparate im deutschen Reichspatent unter der Nr. 104280 vom 15. Juli 1898 beschrieben. H. Brunswig erkannte ebenfalls in Deutschland 1916 die hochbrisanten Eigenschaften und ließ sie sich in zwei Patenten schützen. Im Jahre 1920 erforschte man im Militärversuchsamt in Berlin die Substanz näher und nannte sie nun Hexogen.
Die Herstellungsverfahren waren anfangs ungenügend. Erst in den 1930er Jahren wurden gleich 4 neue Verfahren in Deutschland entwickelt und das Hexogen unter verschiedenen Decknamen wie K-, SH-, E- oder W-Salz im 2. Weltkrieg angewendet. Analoge Verfahren wurden auch auf alliierter Seite entwickelt, z.B. das Bachmann-Verfahren in den USA. Hexogen war auch Bestandteil eines der ersten Plastiksprengstoffe, der von Deutschland unter diesem Namen im 2. Weltkrieg angewendet wurde und aus 88 % Hexogen und 12 % Vaseline bestand.
Heute werden verschiedene Kombinationen verwendet (so z.B. "Torpex" aus 40% Hexogen, 42% TNT und 18% Aluminium), da Hexogen neben einer hohen chemischen und thermischen Stabilität auch weiterhin einen der brisantesten Sprengstoffe mit hoher Arbeitsleistung darstellt. Die Substanz ist heute der wichtigste, praktisch angewendete hochbrisante militärische Explosivstoff.
Gewinnung und Darstellung
Man gewinnt Hexogen durch vorsichtige Zugabe von Hexamethylentetramin (Urotropin, Hexamin, Trockenspiritus) zu hochkonzentrierter Salpetersäure (98-99%) bei ca. 15 Grad Celsius und nachfolgender Wasserverdünnung (Nitrierung). Das Verhältnis von ml Säure zu Gramm Hexamin ist 11:1. Technische Verfahren arbeiten modifiziert unter Verwendung von Zusatzstoffen, die z.B. Wasser binden oder nötiges Formaldehyd zusätzlich liefern. (Hexamin ist ein Kondensationsprodukt aus Ammoniak und Formaldehyd, entstanden in wässriger Lösung.)
Die Herstellung und Handhabung von Hexogen hat in der Vergangenheit bereits zu Umwelt- und Trinkwasservergiftungen geführt.
Eigenschaften
Das Hexogen-Molekül hat eine ringförmige Struktur mit drei Stickstoffatomen (Triazinring), es ist also ein Heterocyclus.
Die im Hexogen vorhandenen Nitrogruppen (-NO2) treten in vielen Sprengstoffen auf, zum Beispiel auch im TNT oder - als Salpetersäureestergruppe (-O-NO2) - in der Schießbaumwolle.
Hexogen hat eine Detonationsgeschwindigkeit von 8.500 m/s und etwa 150% der Sprengwirkung von TNT und ist der Hauptbestandteil der Plastiksprengstoffe C4 und Semtex.
Physikalische Eigenschaften
Die Kristallstruktur von Hexogen ist orthorhombisch, Raumgruppe Pbca ; a=13,22 Å ; b=11,61 Å ; c=10,75 Å ; Z=8.
Der Dampfdruck von Hexogen bei 20°C liegt bei 5,5 10-9 mbar, die Härte nach Mohs bei 2,5.
Verwendung
Hexogen gilt als besonders starker und hochbrisanter Explosivstoff und ist Bestandteil vieler verbreiteter Sprengstoffarten, zum Beispiel C4 und Torpex.
Hexogen ist in reinem Zustand hochexplosiv: Damit es als effektiver Sprengstoff militärisch genutzt werden kann, wird es mit Plastifizierern wie Polyethylen, Wachs, Knetmasse, Vaseline oder Ähnlichem zu den Plastikprengstoffen A2, A3, B2, B3, B4, C2, C3 und dem besten, bekanntesten und am weitest verbreiteten C4 vermischt. Ausserdem bilden die am heftigsten oxidierenden Sprengstoffe Hexogen und PETN zusammen mit einem Plastifizierer den ebenfalls bekannten Plastiksprengstoff Semtex. Wie fast alle militärisch verwendeten Sprengstoffe sind alle diese Plastiksprengstoffe mehr oder weniger gegen Schlag, Flamme und Reibung nicht extrem empfindlich. Um diese Plastiksprengstoffe zur Explosion zu bringen muss eine Initialzündung mit einer Sprengkapsel erfolgen: Hierzu wird normalerweise eine #6 Sprengkapsel verwendet. Mit bestimmten anderen chemischen Verbindungen kann Hexogen jedoch auch so zur Explosion kommen (siehe Sicherheitshinweise).
Sicherheitshinweise
Hexogen ist ein hochexplosiver Stoff. Oberhalb seines Schmelzpunktes von 200 °C zersetzt es sich unter Bildung von Stickstoffoxiden. Zusammen mit Quecksilberfulminat besteht Explosionsgefahr.
Seine Giftigkeit ist unter anderem in seiner karzinogenen Wirkung begründet.
Wiki/Weblinks
- Toxikologische Bewertung von mit sprengstofftypischen Verbindungen (STV) kontaminierten Grundwasser Forschungsbericht 1998 des Sächsischen Landesamtes für Umwelt und Geologie, Tabellarische Daten
- Herstellung