Νιτρογλυκερίνη

Η νιτρογλυκερίνη (Αγγλικές ονομασίες : Nitroglycerin, Nitroglycerine, Trinitroglycerin, glyceryl trinitrate) είναι ένα βαρύ, ελαιώδες εκρηκτικό υγρό με χημικό τύπο C3H5(ONO2)3 και προέρχεται από γλυκερόλη (κοιν. γλυκερίνη) όταν αυτή αντιδράσει με οξύ νιτρώσεως (μίγμα νιτρικού και θειικού οξέος). Από τη δεκαετία του 1860 χρησιμοποιείται ως ενεργό συστατικό στην παραγωγή εκρηκτικών, ειδικά του δυναμίτη και έτσι χρησιμοποιούνταν σε κατασκευαστικές εργασίες και εργασίες κατεδάφισης. Επίσης, από το 1880, χρησιμοποιείται από τις στρατιωτικές δυνάμεις ως ενεργό συστατικό στη νιτροκυτταρίνη και σε κάποια στερεά προωθητικά καύσιμα. Η νιτρογλυκερίνη χρησιμοποιείται, επίσης, για ιατρικούς σκοπούς ως αγγειοδιασταλτικό φάρμακο για την αντιμετώπιση κάποιων καρδιακών προβλημάτων, όπως την στηθάγχη.

 Η νιτρογλυκερίνη ήταν το πρώτο εκρηκτικό που μπορούσε να αναπτυχθεί καλύτερα και ήταν ισχυρότερο από άλλα εκρηκτικά που χρησιμοποιούνταν παλαιότερα. Εφευρέθηκε από τον χημικό Ασκάνιο Σομπρέρο το 1847 στο Πανεπιστήμιο του Τορίνο. Αρχικά την αποκάλεσε πυρογλυκερίνη (pyroglycerin) και προειδοποιούσε αδιάκοπα κατά της χρήσης της, στα γράμματα και τα άρθρα του, δηλώνοντας ότι ήταν υπερβολικά επικίνδυνη και αδύνατο να τη χειριστεί κανείς. Ένας συμμαθητής του Σομπρέρο ήταν ο Άλφρεντ Νομπέλ ο οποίος πήρε τον χημικό τύπο σπίτι του, στη Σουηδία και πειραματίστηκε πάνω σε πιο ασφαλείς τρόπους για τον χειρισμό αυτής της επικίνδυνης ουσίας. Ο νεότερος αδελφός του και μερικοί εργάτες σκοτώθηκαν το 1864 σε μία έκρηξη νιτρογλυκερίνης στο οικογενειακό εργοστάσιο όπλων στο Helenborg. Ένα χρόνο μετά, ο Νομπέλ ίδρυσε την εταιρία “Alfred Nobel & Company” στη Γερμανία, χτίζοντας ένα απομονωμένο εργοστάσιο στους λόφους Krümmel του Geestacht δίπλα στο Αμβούργο. Αυτή η εταιρία παρήγαγε ένα υγρό που συνδύαζε τη νιτρογλυκερίνη με το μπαρούτι, γνωστό ως “Εκρηκτικό Έλαιο” (Blasting Οil), αλλά ήταν εξαιρετικά ασταθές και δύσκολο στη μεταφορά, όπως φαινόταν από πολυάριθμες καταστροφές. Τα κτήρια του εργοστασίου στο Krümmel καταστράφηκαν μάλιστα σε δύο περιπτώσεις.Τον Απρίλιο του 1866 τρία κιβώτια νιτρογλυκερίνης στάλθηκαν στην Καλιφόρνια, όπου η εταιρεία σιδηροδρόμων "Central Pacific Railroad" ήθελε να κάνει πειράματα χρησιμοποιώντας την ικανότητά της να εκρήγνυται βίαια, ώστε να επιταχύνει την κατασκευή μιας σήραγγας μήκους 506 μέτρων (1659 ποδιών) στην οροσειρά Σιέρα Νεβάδα. Ένα από τα κιβώτια εξερράγη σε γραφείο της εταιρείας Ουέλς Φάργκο (Wells Fargo) στο Σαν Φρανσίσκο και σκότωσε 15 άτομα, κάτι που οδήγησε στη γενική απαγόρευση της μεταφοράς υγρής νιτρογλυκερίνης στην Καλιφόρνια. Έτσι, έγινε απαραίτητη η επιτόπια παρασκευή νιτρογλυκερίνης, καθώς ήταν απαραίτητη για τα σκληρά πετρώματα που είχαν απομείνει και έπρεπε να απομακρυνθούν με έκρηξη για την ολοκλήρωση του πρώτου αμερικανικού διηπειρωτικού σιδηροδρόμου.Η υγρή νιτρογλυκερίνη είχε απαγορευθεί ευρέως και σε άλλα επίσης μέρη και αυτό τελικά οδήγησε στη δημιουργία της δυναμίτιδας από τον Άλφρεντ Νομπέλ και την εταιρία του το 1867. Η δυναμίτιδα κατασκευάστηκε με συνδυασμό νιτρογλυκερίνης και γης διατόμων, πετρώματος που μπορούσε να βρεθεί στους λόφους Krümmel. Παρόμοια μίγματα περιείχαν νιτρογλυκερίνη με άλλα αδρανή απορροφητικά υλικά (πολλοί διαφορετικοί συνδυασμοί δοκιμάστηκαν έτσι ώστε να παρακάμψουν τα αυστηρά διπλώματα ευρεσιτεχνίας του Νομπέλ). Δυναμίτιδες που περιείχαν νιτροκυτταρίνη, η οποία αυξάνει το ιξώδες του μίγματος, είναι γνωστοί ως «ζελατίνες». Μετά την ανακάλυψη ότι το νιτρικό άμυλο βοηθά στην ανακούφιση του πόνου στο στήθος, ο γιατρός William Murrel πειραματίστηκε με τις χρήσεις της νιτρογλυκερίνης για να καταπραΰνει τη στηθάγχη και να μειώσει την αρτηριακή πίεση. Ξεκίνησε να χορηγεί μικρές δόσεις σε ασθενείς το 1878 και αυτή η μέθοδος σύντομα υιοθετήθηκε ευρέως, μετά τη δημοσίευση των αποτελεσμάτων του στο ιατρικό περιοδικό “The Lancet” το 1879. Αυτή η ιατρική ανακάλυψη χρησιμοποιούταν με το όνομα “τρινιτρική γλυκερόλη” ή “τρινιτρίνη” για να αποφευχθούν παρεξηγήσεις των ασθενών που είχαν να κάνουν με τη χρήση της νιτρογλυκερίνης ως εκρηκτικό. Η νιτρογλυκερίνη είναι πολύ εκρηκτική. Με κρούση ή με ταχεία θέρμανση ή με ανατάραξη εκρήγνυται ζωηρά. Πολλές φορές όταν δεν έχει καθαριστεί καλά εκρήγνυται και κατά την ηρεμία. Κατά την έκρηξη παράγει αέρια προϊόντα που περιγράφει η αντίδραση: 4C3H5(ONO2)3 → 6N2 + 12CO2 + O2 + 10H2OΗ εκρηκτική δύναμη της νιτρογλυκερίνης αντλείται από την έκρηξή της: ενέργεια από την αρχική αποσύνθεση προκαλεί μια κλιμακωτή μεταβολή της πίεσης που οδηγεί σε έκρηξη το καύσιμο που την περιβάλλει. Αυτό μπορεί να δημιουργήσει ένα αυτοσυντηρούμενο ωστικό κύμα, που διαδίδεται μέσω του εκρηκτικού υλικού με 20 φορές την ταχύτητα του ήχου ως μία σχεδόν στιγμιαία αποσύνθεση του εκρηκτικού, η οποία οφείλεται στην υπερβολική πίεση και έχει ως αποτέλεσμα την μετατροπή του σε διάπυρα αέρια. Ένας όγκος νιτρογλυκερίνης παράγει 1300 όγκους αερίων που στις συνθήκες της αντίδρασης γίνονται 10000 όγκοι, με αποτέλεσμα την τρομακτική αύξηση της πίεσης. Αν η νιτρογλυκερίνη απορροφηθεί από αδρανές υλικό, όπως η γη διατόμων, το πριονίδι κλπ παρέχει εκρηκτικές ύλες, οι οποίες ονομάζονται εν γένει δυναμίτιδες, που χρησιμοποιούνται με μεγαλύτερη ασφάλεια. Η νιτρογλυκερίνη στην ιατρική, όπου αποκαλείται “τρινιτρική γλυκερόλη”, χρησιμοποιείται ως ένα φάρμακο για την καρδιά. Χρησιμοποιείται επίσης ως ένα φάρμακο για τη στηθάγχη σε χάπια, αλοιφή, διάλυμα για ενδοφλέβια χρήση ή σπρέι που χρησιμοποιείται κάτω από τη γλώσσα. Η κύρια χρήση της νιτρογλυκερίνης είναι στη διάνοιξη των αγγείων. Η νιτρογλυκερίνη διογκώνει τις φλέβες περισσότερο από τις αρτηρίες, οδηγώντας στα παρακάτω θεραπευτικά αποτελέσματα κατά τη διάρκεια στηθάγχης: Ελαττώνει τον πόνο στο στήθος Ελαττώνει την πίεση του αίματος Αυξάνει τους παλμούς της καρδιάς Δημιουργεί ορθοστατική υπότασηΑυτά τα αποτελέσματα εμφανίζονται επειδή η νιτρογλυκερίνη στον οργανισμό μετατρέπεται σε μονοξείδιο του αζώτου (NO), το οποίο είναι φυσικό αγγειοδιασταλτικό. Παρενέργειες της νιτρογλυκερίνης είναι πονοκέφαλοι, αυξημένες εντερικές κινήσεις, μείωση της γενετήσιας ορμής και επώδυνη διούρηση