pikrinsyre

Pikrinsyre farger silke og ull gult, men fargen er lite lysekte. Fra 1840–1850-årene og fremover ble pikrinsyre mye brukt som fargestoff, men slik bruk har nå kun historisk interesse.

Fremstilling av store mengder pikrinsyre for bruk som fargestoff var ikke ufarlig. En stor eksplosjon 22. juni 1887 på den kjemiske fabrikken Roberts, Dale & Co's Chemical Works, nær Manchester i England, førte til ett dødsfall og meget omfattende materielle skader. På denne fabrikken ble det laget både pikrinsyre og blynitrat, og eksplosjonen inntraff som følge av en brann der man antar at det hadde blitt dannet følsomt blypikrat.

Pikrinsyre er et brisant og forholdsvis ufølsomt sprengstoff. Det er noe mer følsomt enn TNT, men betraktelig mindre følsomt enn tetryl. Pikrinsyre var lenge brukt til fylling av granater og stridshoder til torpedoer, men for denne bruken ble det senere erstattet av andre sprengstoffer, spesielt TNT.

Enkelte flybomber har inneholdt sprengstoff basert på pikrinsyre. For eksempel inneholdt den såkalte «Disney-bomben», en stor to-tonns britisk flybombe brukt spesielt mot bunkere og betongkonstruksjoner under andre verdenskrig, et sprengstoff kalt Shellite, en smeltestøpbar blanding av 70 prosent pikrinsyre og 30 prosent dinitrofenol med smeltepunkt 83 °C.

Av pikrinsyrens salter, har særlig ammoniumsaltet vært mye brukt som sprengstoff. Ammoniumpikrat, bedre kjent under navnene Explosive D eller Dunnite (oppkalt etter en amerikansk militæroffiser), har en spesielt lav følsomhet, noe som gjorde det ideelt for bruk i panserbrytende prosjektiler, selv om det er noe svakere enn TNT.

Pikrinsyre har noe anvendelse som laboratoriereagens, både innen biologisk rettet kjemi, for eksempel innen histologiske fargemetoder, og innen organisk syntese. For eksempel kan pikrinsyre med noen forbindelser danne organiske salter som spesielt lett lar seg krystallisere og karakterisere ved hjelp av smeltepunktsbestemmelse eller spektroskopi.

Antagelig har pikrinsyre først vært kjent i form av sine salter (pikrater), og disse ble sannsynligvis først laget, om enn i løst og nokså uren form, allerede på 1600-tallet.

I tekstene til kjemikeren Johann Rudolph Glauber (1604–1670) omtales noe som kalles «salpetertinktur», og denne ble laget ved å løse renset ull i varm salpetersyre og deretter tilsette kaliumkarbonat. Etter inndamping og tilsetning av alkohol ga dette en rødfarget tinktur bestående av en fortynnet alkoholisk oppløsning av kaliumpikrat.

Pikrinsyre, som en vandig oppløsning, ble beskrevet for første gang av den irske kjemikeren Peter Woulfe (1727–1803) i 1771. Woulfe laget en gulfarget oppløsning ved å løse opp fargestoffet indigo i fortynnet salpetersyre. Han brukte deretter løsningen til å farge tekstiler av silke og ull gule. Dette gjør pikrinsyre til det første kjente syntetiske fargestoffet.

I 1775 fremstilte Woulfe ren pikrinsyre for første gang, også denne gangen med indigo som utgangsstoff, men han detaljerte ikke fremgangsmåten. Den franske kjemikeren Jean-Michel Haussmann (1749–1824) beskrev i 1788 også fremstillingen av pikrinsyre fra indigo.

Kjemikeren Jean Joseph Welter (1763–1852) rapporterte i 1799 om fremstilling av pikrinsyre ved å behandle silke med salpetersyre, og han ga forbindelsen rett og slett navnet «bitter». Pikrinsyre ble derfor først kjent som «Welters bitter». Welter var den første som oppdaget at kaliumpikrat kunne eksplodere heftig ved oppvarming.

På starten av 1800-tallet ble pikrinsyre mer inngående undersøkt av de anerkjente franske kjemikerne Antoine François de Fourcroy (1755–1809) og Louis Nicolas Vauquelin (1763–1829). Disse fant også ut at kaliumpikrat var mer eksplosivt enn pikrinsyren selv. Også Michel Eugène Chevreul (1786–1889) gjennomførte detaljerte studier av pikrinsyrens egenskaper.

Selv om den detaljerte kjemiske strukturen til pikrinsyre inntil videre forble ukjent, ble det påvist at den hadde egenskaper av en syre og inneholdt karbon, nitrogen og oksygen. Den tyske kjemikeren Justus von Liebig (1803–1873), som undersøkte stoffet på slutten av 1820-tallet, kalte det derfor for «kullnitrogensyre» (Kohlenstickstoffsäure).

Den franske kjemikeren Jean-Baptiste Dumas (1800–1884) studerte pikrinsyre på 1830-tallet, og det var han som i 1841 gav stoffet navnet pikrinsyre på grunnlag av det gule stoffets meget bitre smak (pikros er det greske ordet for bitter). Stoffet ble etter dette best kjent under dette navnet.

En av Dumas sine elever, kjemikeren Auguste Laurent (1808–1853), lyktes i 1841 å fremstille pikrinsyre gjennom nitrering av fenol og var den første til å påvise forbindelsen som trinitrofenol. Den tyske kjemikeren Rudolf Schmitt (1830–1898) innførte i 1868 den nå vanlige fremstillingsmåten for pikrinsyre gjennom nitrering av fenolsulfonsyre.

I løpet av 1830- og 1840-årene oppdaget kjemikere som Raffaele Piria (1814–1865), Edward Schunck (1820–1903) og John Stenhouse (1809–1880) at pikrinsyre også ble dannet gjennom behandling av naturstoffer som salicin og ulike planteharpikser med salpetersyre. Richard Felix Marchand (1813–1850) viste i 1841 at dannelsen av pikrinsyre fra indigo sannsynligvis foregikk via anilin.

Det var lenge antatt at pikrinsyren selv ikke var eksplosiv, kun pikratsaltene. I 1871 oppdaget imidlertid den tysk-britiske kjemikeren Hermann Sprengel (1834–1906) at han kunne få pikrinsyre til å detonere voldsomt ved hjelp av en sprenghette, slik som brukt for dynamitt.

Sprengel sin oppdagelse åpnet opp for bruk av pikrinsyre innen militærteknologien fordi granater fylt med stoffet kunne motstå påvirkningene av å bli skutt ut av en kanon. I 1885 patenterte den franske kjemikeren François Eugène Turpin (1848–1927) pikrinsyre som et militært sprengstoff for bruk i artillerigranater. Turpin brukte enten ren pikrinsyre eller ulike kombinasjoner med andre stoffer, slik som nitrocellulose.

I det franske militæret ble en blanding kalt Mélinite, hovedsakelig basert på pikrinsyre, tatt i bruk i 1887. En lignende blanding, kalt Lyddite (laget ved byen Lydd i Kent), ble innført i England året etter. De fleste av stormaktene fulgte etter Frankrike og England i årene som fulgte ved å ta i bruk pikrinsyre som sprengstoff for artillerigranater.

Sprengstoffene basert på pikrinsyre kunne smeltestøpes. Det vil si at de kunne smeltes og helles ned i artillerigranater, hvor de igjen størknet ved nedkjøling. Dette gjorde produksjonen av granatene enklere. Forstavelsen méli i Mélinite er faktisk avledet av det greske ordet for honning, for den smeltede pikrinsyreblandingen så honningaktig ut. Andre nitroaromatiske forbindelser ble ofte tilsatt for å senke smeltepunktet til pikrinsyre til like under 100 °C og lette støpingen.

Fordi pikrinsyre korroderer metaller og gjennom denne prosessen kan danne farlig følsomme metallpikrater, ble artillerifyllinger basert på pikrinsyre etter hvert erstattet i stadig større grad av fyllinger basert på TNT, spesielt etter første verdenskrig. TNT er mye mindre tærende og kjemisk reaktivt enn pikrinsyre.

Ammoniumsaltet av pikrinsyre, ammoniumpikrat, ble i 1906 tatt i bruk som sprengstoff for panserbrytende prosjektiler av den amerikanske hæroffiseren Beverly W. Dunn. Dette sprengstoffet ble kjent under navnene Dunnite og Explosive D.