Axit picric – một hợp chất hóa học nổi bật với cấu trúc đặc trưng và tính chất hóa học đa dạng. Để hiểu rõ hơn về các đặc điểm, quy trình sản xuất, ứng dụng và cách sử dụng an toàn của loại axit này, hãy theo dõi bài viết dưới đây.

Axit Picric Là Gì?

Axit picric công thức cấu tạo là C₆H₂(NO₂)₃OH. Đây là một loại hợp chất nitro thơm được phát hiện từ thế kỷ 19. Với tính chất hóa học đặc biệt và khả năng tương tác mạnh, nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ y tế, công nghiệp đến quốc phòng.

Ban đầu, axit này được phát hiện khi các nhà khoa học nghiên cứu sự chuyển hóa của phenol qua các phản ứng hóa học. Kết quả là một hợp chất có màu vàng tươi, dễ cháy nổ, nhưng lại vô cùng hữu ích trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Dung dịch acid picric

Đặc Tính Lý Hóa Của Axit Picric

Tính chất vật lý

Màu sắc: Dạng tinh thể màu vàng sáng.
Điểm nóng chảy: 122,5°C.
Tính tan: Tan tốt trong dung môi hữu cơ như ethanol, acetone, nhưng tan ít trong nước.
Tính dễ nổ: Dễ phát nổ khi va chạm mạnh, ma sát hoặc đun nóng nhanh trong điều kiện không kiểm soát.

Tính chất hóa học

Công thức của axit picric là một vòng benzen với ba nhóm nitro (-NO₂) và một nhóm hydroxyl (-OH) gắn vào. Nhóm hydroxyl (-OH) gắn trên vòng benzen kết hợp với các nhóm nitro (-NO₂) làm tăng độ phân cực của liên kết O-H, dẫn đến sự dễ dàng phân ly ion H⁺. Điều này khiến acid picric có tính axit mạnh hơn phenol thông thường. Nếu tiếp tục phản ứng với hỗn hợp axit nitric và axit sunfuric, hợp chất có thể tạo ra dẫn xuất nitro phức tạp hơn.

Ngoài ra, nó còn có khả năng tạo muối picrat khi phản ứng với kim loại hoặc hydroxide kim loại như natri hoặc kali. Phương trình hóa học:

C₆H₂(NO₂)₃OH + NaOH → C₆H₂(NO₂)₃ONa + H₂O

Quy Trình Điều Chế Axit Picric Trong Phòng Thí Nghiệm

Quy trình điều chế axit picric từ phenol thường được thực hiện bằng cách nitration (phản ứng nitrat hóa) của phenol với hỗn hợp axit nitric (HNO₃) và axit sunfuric (H₂SO₄) đậm đặc. Đầu tiên, phenol được hòa tan trong axit sunfuric để tạo ra phenol sulfonic acid. Sau đó, hỗn hợp axit nitric được thêm vào từ từ dưới điều kiện kiểm soát nhiệt độ (khoảng 40 – 60°C) để tránh phản ứng tỏa nhiệt mạnh và nguy cơ nổ. Phản ứng này sẽ gắn ba nhóm nitro (-NO₂) vào các vị trí 2, 4, 6 trên vòng benzen, tạo thành acid picric.

Sau khi phản ứng hoàn tất, hỗn hợp được làm lạnh để thu được tinh thể C₆H₂(NO₂)₃OH kết tủa. Tinh thể này sau đó được lọc, rửa sạch bằng nước lạnh và sấy khô ở nhiệt độ thấp để thu được sản phẩm tinh khiết.

Có thể thực hiện điều chế picric axit trong phòng thí nghiệm từ phenol

Ứng Dụng Y Tế: Axit Picric Dùng Trong Kiểm Tra Da Và Sát Trùng

Axit picric có nhiều ứng dụng trong y học, nổi bật là kiểm tra phản ứng da để chẩn đoán bệnh, đặc biệt là bệnh dị ứng. Thoa dung lịch loãng (thường ở nồng độ 0,1% đến 1%) lên vùng da cần kiểm tra, và các phản ứng da như đỏ, sưng hoặc ngứa sẽ cung cấp thông tin về tình trạng dị ứng của bệnh nhân.

Ngoài ra, axit này còn được sử dụng như một chất sát trùng hiệu quả trong việc làm sạch và bảo vệ vết thương nhỏ hoặc bỏng nông nhờ vào khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm, giúp ngăn ngừa nhiễm trùng và thúc đẩy quá trình lành thương.

Vai Trò Axit Picric Trong Công Nghiệp

Sản xuất chất nổ

Nhờ khả năng giải phóng năng lượng cao khi phân hủy, acid picric được sử dụng để sản xuất các loại thuốc nổ như TNT (trinitrotoluene) hoặc làm thành phần trong hỗn hợp nổ quân sự. Đặc biệt, khi phản ứng với kim loại như chì hoặc amoni, nó sẽ tạo ra các muối picrat như picrat chì, picrat amoni có tính nhạy nổ cao, được sử dụng trong ngòi nổ của đạn pháo, bom, và mìn.

Ứng dụng trong ngành dệt và nhuộm4

Nhờ khả năng tạo ra màu vàng sáng đặc trưng và bền màu, C₆H₂(NO₂)₃OH được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dệt để nhuộm các loại sợi tự nhiên như lụa, len và cotton. Màu nhuộm có chứa hợp chất này có độ bền cao trước tác động của ánh sáng và nhiệt độ, giúp vải giữ được màu sắc trong thời gian dài.

Trong phân tích hóa học

Acid picric được sử dụng như một thuốc thử phân tích hóa học nhạy bén để phát hiện một số ion kim loại và hợp chất chứa nhóm amoni. Trong các phòng thí nghiệm, C₆H₂(NO₂)₃OH phản ứng với amoniac hoặc một số kim loại như đồng, magie để tạo ra muối picrat có màu vàng đặc trưng, giúp dễ dàng nhận diện và định lượng các chất này.

Picric acid được dùng để chế tạo thuốc nổ, đạn dược

Các Quy Định Quốc Tế Về Sử Dụng Axit Picric

Do đặc tính hóa học dễ nổ và nguy hiểm, acid picric được xếp vào danh mục các hóa chất cần kiểm soát chặt chẽ theo nhiều quy định quốc tế. Ở Mỹ, cơ quan OSHA (Occupational Safety and Health Administration) quy định rằng việc lưu trữ và sử dụng loại axit này phải tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn lao động. Đồng thời, lượng axit tồn trữ không được vượt quá giới hạn an toàn, thường dưới 500g tại các cơ sở thí nghiệm.

Ở châu Âu, theo Quy định REACH (Registration, Evaluation, Authorization, and Restriction of Chemicals), acid picric được liệt kê là một chất nguy hiểm, yêu cầu các nhà sản xuất và người sử dụng phải cung cấp thông tin chi tiết về rủi ro và biện pháp phòng ngừa khi sử dụng. Ngoài ra, việc xuất khẩu hoặc nhập khẩu hợp chất thường bị giới hạn, yêu cầu giấy phép đặc biệt từ các cơ quan có thẩm quyền.

Cách Xử Lý Và Bảo Quản Axit Picric An Toàn

Để đảm bảo an toàn, nên lưu trữ acid picric trong các bình chứa có nắp kín, được làm từ chất liệu thủy tinh hoặc nhựa chịu axit. Quan trọng hơn, cần giữ axit ở trạng thái khô và tránh để nó tiếp xúc với kim loại, vì khi phản ứng với kim loại, hợp chất có thể tạo ra các muối picrat dễ nổ.

Nếu acid picric bị tràn ra ngoài, phải nhanh chóng xử lý bằng cách dọn sạch với dung dịch kiềm nhẹ (như dung dịch natri bicarbonate) để trung hòa axit và làm sạch khu vực. Ngoài ra, khu vực lưu trữ và làm việc với axit cần được thông gió tốt, có hệ thống chữa cháy và luôn sẵn sàng các biện pháp cấp cứu khẩn cấp.

Nếu không bảo quản acid picric cẩn thận sẽ dễ gây ra cháy nổ

Acid picric là một hợp chất quan trọng với nhiều ứng dụng đa dạng trong y học, công nghiệp và nghiên cứu. Tuy nhiên, vì có tính dễ cháy nổ nên đòi hỏi sự cẩn trọng đặc biệt trong quá trình sử dụng và bảo quản.