Nitroglicerina - Trinitroglicerina

A dinamite, artefato explosivo à base de nitroglicerina.

• A nitroglicerina, também conhecida como trinitroglicerina ou trinitrato de glicerina, é um composto químico explosivo obtido a partir da reação de nitração da glicerina.

A fórmula química da nitroglicerina é C3H5N3O9 (3 átomos de carbono, 5 de hidrogênio, 9 de oxigênio e 3 de nitrogênio)Nas condições ambientes, é um líquido oleoso com a aparência da glicerina original de coloração amarela mais denso que a água. Solidifica-se a 13,3 °C

• A nitroglicerina é um líquido oleoso de coloração amarela levemente esverdeada, semelhante ao mel, foi utilizada como explosivo devido a sua instabilidade, e capacidade de liberação de moléculas de gases, possui massa molecular de 227 g mol-1, e sua temperatura não deve ultrapassar os 30°C, nem ser exposta a choques mecânicos.

A nitroglicerina foi descoberta pelo cientista italiano Ascanio Sobrero, e por observar as perigosas propriedades apresentadas pelo líquido, concluiu que isto representava um empecilho para sua comercialização. Porém o professor Zinin da Universidade russa de São Petersburgo sugeriu ao químico Alfred Nobel que aplicasse a nitroglicerina como explosivo; no ano de 1863, este obteve a primeira patente do explosivo.

• O composto mostrou ser superior a qualquer explosivo existente, e a prova disso foi a explosão de 1864 que destruiu completamente a fábrica de Nobel e matou seu irmão. Diante desta tragédia o cientista , começou a pesquisar uma maneira de amenizar o perigo, e no mesmo ano da explosão descobriu que se o composto fosse adsorvido em algum material poroso teria estabilidade. 

Assim, testou vários aditivos até chegar a uma mistura com uma argila chamada “kieselguhr”, e vendo a estabilidade após os experimentos, ele chamou a mistura de Dynamite. Após a descoberta desta mistura Nobel tornou-se um dos homens mais ricos, por que muitas empresas produtoras de nitroglicerina fecharam suas portas, em virtude de muitas tragédias e explosões, além do que foram criadas leis, que proibiam a sua fabricação em vários países.

• A dinamite esteve presente em vários fatos importantes entre eles a abertura do canal de Suez. Apesar da proposta de Nobel de usar o composto somente para a construção civil, veio o advento da 1ª Guerra Mundial e esta foi empregada eficazmente como arma letal.

Atualmente a dinamite é fabricada adicionando-se a nitroglicerina, aditivos como nitratos de amônio e sódio (explosivos) e celulose, além do carbonato de cálcio com o objetivo de diminuir a acidez evitando reações que possam detonar a bomba. Sua utilização hoje está concentrada principalmente na mineração, indústria petrolífera e na construção civil, e ainda por terroristas. Esse composto é também utilizado como fármaco vasodilatador para pacientes com doenças cardiovasculares.

• A nitroglicerina é obtida através da nitração da glicerina, catalizada por ácido sulfúrico, esse tipo de reação faz parte das mais importantes onde o ácido nítrico, fornece o NO2, que substitui os hidrogênios das hidroxilas presentes na molécula ligando-se ao oxigênio, devido a característica oxidante e desidratante do ácido sulfúrico que apenas participa da reação porém não é consumido. Obtenção da nitroglicerina ocorre segundo a reação:

• O efeito explosivo da nitroglicerina se deve a liberação dos gases N2, O2, e CO2, que são violentamente liberados no momento do choque ou no fornecimento de calor. Os gases apresentam este comportamento em razão de ocuparem um espaço superior ao ocupado pelos líquidos, e quando aquecidos ocupam ainda mais espaço o que provoca a explosão; essa reação é extremamente exotérmica, e ocorre da seguinte maneira:

História:

• Foi descoberta por Ascanio Sobrero (1812-1888) em 1847, que primeiramente a chamou de "piroglicerina", misturando glicerina, ácido sulfúrico e ácido nítrico.

Em 1867, Alfred Nobel, cujo pai, engenheiro, na cidade russa de São Petersburgo, instalou uma fábrica de nitroglicerina, concebeu absorver a nitroglicerina por um material poroso, absorvente e inerte como a sílica, pós de cerâmicas, argila seca, gesso, carvão, e em especial, as terras diatomáceas (Kieselguhr ) obtendo uma massa moldável. Tal massa foi patenteada como dinamite.

Processo industrial:

• Ácidos nítrico e sulfúrico são filtrados em filtro de placa e transferidos a partir de tanques para um reator chamado nitrator (forma-se a chamada mistura sulfonítrica). Glicerina aquecida e filtrada é enviada ao nitrador a partir de um tanque com pressão controlada (1,5 atm) e temperatura de ≈40 °C para não ocorrer variação da viscosidade. Os mesmos valores de temperatura e pressão são consideradas para a mistura sulfonítrica.

A reação se completa entre 60 e 90 minutos a uma temperatura de ≈40 °C, mantida através de sistema de resfriamento por trocador de calor interno e pressão de 1,5 atm. A nitroglicerina é descarregada e enviada a um primeiro separador orgânico onde ocorre a separação dos ácidos residuais, enviados para reutilização no processo, e nitroglicerina bruta. A partir do separador orgânico a nitroglicerina bruta é enviada para uma série de colunas lavadoras com recheio de anel de raschig de vidro.

• Estas colunas têm por finalidade a remoção dos ácidos residuais que ainda persistem na mistura reacional. Na primeira coluna é lavada com água fria, imediatamente enviada para a segunda, onde é colocada uma solução quente de carbonato de sódio a 3% e, finalmente, na última coluna a nitroglicerina é lavada com água fria.

Nos fundos e topos destas colunas ocorrem as separações entre as fases aquosa, enviada para o tanque de solução de carbonato e orgânica. A nitroglicerina retirada pelo topo da última coluna é filtrada e imediatamente enviada para separador orgânico, tipo “labirinto”, onde é retirada com alta pureza (97-99%) e isenta de ácidos residuais e água. A

•  fase aquosa retirada da última coluna é enviada para um outro separador orgânico, também tipo “labirinto” para recuperação de nitroglicerina remanescente.

Nitroglicerina - Trinitroglicerina

Aplicações:

A Química do explosivo:

• A nitroglicerina foi o primeiro explosivo a ser empregado em grande escala. É um composto muito explosivo pois "liberta" muitas moléculas de gás. 

• É exatamente esta velocidade de sua reação de decomposição que faz com a nitroglicerina seja tão explosiva. A rápida expansão dos gases quentes produzidos (há uma conversão entre a energia de ligação para energia cinética) provoca uma onda de choque supersônica.

Pela estequiometria da reação acima, 2 moles de nitroglicerina (454 gramas) são capazes de gerar 17 moles de gases quentes (380,8 litros de gases, nas CNTP).

Nitratos de alquila relacionados:

• Dinitrato de glicol 
• Tetranitrato de eritritol 
• Tetranitrato de pentaeritrina 

Compostos relacionados: 

• Triglicerídeos (triésteres do glicerol com ácidos carboxílicos) 

Em medicina:

• Encontra também uso na medicina, onde é utilizado como vasodilatador, no tratamento de doenças cardíacas, para o tratamento da enfermidade isquêmica coronária, o infarto agudo de miocárdio e na insuficiência cardíaca congestiva.

É administrado pelas vias transdêrmica, sublingual ou intravenosa. Pertence ao grupo dos fármacos antianginosos. Quase todos os medicamentos atualmente usados para dilatar as coronárias são derivados da nitroglicerina.

• O mecanismo do efeito da nitroglicerina nos doentes cardíacos foi descoberto por cientistas estadunidenses (Robert Furchgott, Louis Ignarro e Ferid Murad, os quais receberam o Prêmio Nobel pela descoberta), que apresentaram estar relacionado aos mecanismos energéticos das células, nas mitocôndrias, e numa enzima que liberta óxido nítrico (NO). Quando a nitroglicerina se transforma em NO, provoca um relaxamento muscular e, conseqüentemente, alarga as artérias.

É de se notar que Ascanio Sobrero (sintetizada por ele em 1847) já havia observado que a substância provocava dores de cabeça, causadas exatamente pela dilatação dos vasos cranianos. Mas quem primeiro descreveu os benefícios da nitroglicerina para os cardiopatas foi Murrel em 1879.

• Inicialmente ela foi utilizada, em pequenas doses, especialmente na medicina dos Estados Unidos, com o nome de glonoína, em solução alcoólica a 1%, para combater a nevralgia do coração, os distúrbios nervosos, a enxaqueca, o soluço e o enjôo.

Em 1879, na Corrida Ciclística dos Seis Dias, na França, os franceses alguns ciclistas usavam a nitroglicerina pelo seu efeito vasodilatador coronariano.

• Em 1886, na Corrida dos 600 km entre Bordeaux e Paris se tem a primeira notícia de morte por uso de estimulantes: morre o ciclista inglês Linton, que usou uma mistura de cocaína com nitroglicerina.

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