Picrinezuur

Picrinezuur (2,4,6-trinitrofenol) is een giftige, geelgekleurde, kristallijne stof die in droge toestand gemakkelijk ontplofbaar is.  Een explosie kan veroorzaakt worden door opwarming, schok of wrijving.  Zowel de schokgevoeligheid als de explosieve kracht zijn groter dan die van trinitrotolueen (TNT of trotyl).  Net als deze laatste stof heeft het dan ook een toepassing gevonden als springstof, zowel voor militaire als  civiele doeleinden.  Van 1894 tot en met WO I werd gesmolten en samengeperst picrinezuur gebruikt als hoofdexplosief (secundair explosief) in granaten en bommen.  Deze toepassing verontrust waarschijnlijk iedereen die dit goedje in huis heeft.  Bedenk echter dat gebruik voor deze doeleinden vereist dat de stof niet ongecontroleerd ontploft, dus niet té schokgevoelig is (het mag bvb. niet exploderen bij het afvuren van de granaat).  De ontsteking van het picrinezuur gebeurt door een veel schokgevoeliger explosief (vb.: kwikfulminaat, loodazide, loodpicraat, ...) dat in kleine hoeveelheden in de granaat aanwezig is.  Bij het inslaan van de granaat werd dit laatste door een schokbuis ontstoken en de explosie ervan leverde de energie voor de detonatie van het picrinezuur.
Toch waarschuwen de meeste bronnen voor de grote schokgevoeligheid van droog picrinezuur.  Volgens sommige bronnen wordt het risico te hoog ingeschat, daarbij verwijzend naar het gebruik van picrinezuur als secundair explosief (cfr. hierboven).  Er zijn geen ongevallen door explosie van deze stof in laboratoria bekend.

Vanaf 300 °C detoneert picrinezuur spontaan.  Een van de grootste niet-natuurlijke en niet-nucleaire explosies deed zich voor in  Halifax (CA) op 6 december 1917 bij een brand op een Frans munitieschip, geladen met 2146 ton picrinezuur, 56 ton cellulosenitraat en 227 ton TNT.

Een niet onbelangrijk detail is dat picrinezuur enkel in droge toestand explosief is.  Gemengd met voldoende water, is het risico nagenoeg onbestaande (minimaal 10 massa% water wordt als veilig beschouwd, sommige bronnen vermelden 20% als een veilig minimum).  Dit betekent niet er geen vaste stof meer aanwezig zou zijn, wel dat ze volledig ondergedompeld is in water. Picrinezuur lost immers slecht op in water (1,4 g/100 ml).
Picrinezuur is in de handel verkrijgbaar in opgeloste of vochtige toestand (minstens 35% water) bij o.m. Aldrich, Fluka en Sigma.
In laboratoria wordt het o.m. toegepast als kleurstof in de microscopie, fixatiemiddel van dierlijke weefsels en als reagens voor creatinine. 

Veel explosiever dan picrinezuur zijn de metaalzouten ervan (picraten).  Dit is een van de redenen waarom picrinezuur  in onbruik is geraakt als hoofdexplosief in munitie.  Door reactie van het zuur met de metalen wand van het projectiel kunnen immers zeer schokgevoelige picraten ontstaan die ongewenste explosies veroorzaken.  Klik hier voor een labodemonstratie van een explosie van loodpicraat.

Wat nu als je in je voorraad chemicaliën een pot met picrinezuur vindt?

• Als er voldoende water aanwezig is in de pot is er geen gevaar voor explosie.  Vul desnoods aan met meer gedemineraliseerd water (minstens 30% water wordt aanbevolen - zorg ervoor dat alle kristallen ondergedompeld zijn).  Verzadigde oplossingen van picrinezuur in water zijn uiteraard evenmin explosief.
  Als de pot een metalen deksel heeft, breng je het picrinezuur best over in een andere glazen pot met een polypropeen deksel.  Het is echter veiliger het in dat geval meteen mee te geven met een erkend ophaler voor chemisch afval.  Bevochtigd picrinezuur (min. 10% water) wordt niet meer ingedeeld als explosief (etikettering: F, T, R1-4-11-23/24/25, S35-36/37-45).  In principe kan het dan dus mee met het gewone chemische afval.

• Droog picrinezuur is explosief en moet met de grootste omzichtigheid behandeld worden.  Zelfs bij het openen van de pot is een explosie niet uit te sluiten.  Droog picrinezuur sublimeert immers gemakkelijk en er kunnen zich kristallen gevormd hebben in de schroefwinding van het deksel.  Bij het opendraaien van het deksel kunnen deze door wrijving detoneren.  Bij metalen deksels is het risico nog veel groter: er kunnen extreem explosieve picraten gevormd zijn.  In dat laatste geval is de enige veilige weg om van het goedje af te geraken DOVO te verwittigen (vermijd echter paniek: als de pot niet opengemaakt of bruusk behandeld wordt, is er geen onmiddellijk gevaar -  zorg er alleen voor dat, in afwachting van ophaling, het picrinezuur achter slot staat, ver van alle incompatibele stoffen).
  Heeft de pot een plastieken deksel, dan kan er eventueel nog gepoogd worden om er water te laten insijpelen.  Dompel hem hiertoe in water en voeg daarna ijs toe.  Door de lage temperatuur krimpt het glas een klein beetje en is er een kans dat er een opening ontstaat tussen deksel en pot waarlangs water binnensijpelt.  Laat de pot enkele dagen in het water liggen.  Als dit geen resultaat geeft, is ook hier het enige alternatief: laten verwijderen door de ontmijningsdienst.

Is picrinezuur onmisbaar op school (secundair onderwijs)?

Nee, helemaal niet.  In de COS-brochure van het VVKSO wordt het advies gegeven deze stof in geen enkele graad van het secundair onderwijs te gebruiken, ook niet voor demonstratieproeven.  Voor het middelbaar onderwijs in Duitsland geldt hetzelfde advies.  Overgiet het met voldoende water en geef het mee met het gewone chemische afval.

Als je toch denkt het niet te kunnen missen, neem dan zeker volgende veiligheidsmaatregelen in acht:

• sla picrinezuur in een brandveilige ruimte en achter slot op; zorg dat het voldoende gescheiden is van incompatibele stoffen en zorg ervoor dat het er niet mee in contact kan komen
• controleer het picrinezuur om de 2 maanden op vochtgehalte en voeg desnoods gedemineraliseerd water toe (noteer de datum van inspectie op het etiket)
• reinig de fleshals met een natte doek voor je er het deksel terug opdraait
• draag steeds beschermende handschoenen bij het hanteren van picrinezuur; het is giftig bij opname langs de huid en veroorzaakt bruine vlekken die slechts na maanden verdwijnen
• gebruik geen metalen spatel om het product uit de pot te nemen
• sla geen grote hoeveelheden picrinezuur op en laat het picrinezuur om de 2 jaar ophalen door een erkend ophaler van chemisch afval
• voor kleuringen van preparaten vervang je de vaste stof beter door een 1% oplossing.

Aanvullende informatie

• veiligheidsinformatiebladen van picrinezuur:
  International Chemical Safety Cards (droog picrinezuur)
  Sigma-Aldrich (picrinezuur in 35% water)
• DOVO kan gecontacteerd worden via de lokale politie

Marc Verhaeghe, 24/9/2006

Reageer op dit artikel

Bronnen:

Toxnet (http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/f?./temp/~cLSIil:1)

International Chemical Safety Cards (http://www.cdc.gov/niosh/ipcsndut/ndut0316.html of http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc03/icsc0316.htm)

Sigma-Aldrich (https://www.sigmaaldrich.com/Area_of_Interest/Europe_Home/Belgium/Nederlands.html)

MSDS data from the Physical and Theoretical Chemistry Laboratory Oxford University (http://physchem.ox.ac.uk/MSDS/PI/picric_acid.html)

Picric Acid Hazards (Mark Cameron, CIH) (http://www.cci.ca.gov/Reference/PICRIC.pdf)

Safe Handling and Disposal of Picric Acid, University of Pittsburg (http://www.ehs.pitt.edu/waste/Picric Acid.pdf)

Picric Acid – Is there a bomb in your laboratory? - University of Queensland (http://www.uq.edu.au/ohs/pdfs/alert-picricacid.pdf)

Chem Info Net - A Chemical Health and Safety Resource for Schools (http://www.cheminfonet.org/explod.htm)

Linke Soep - Universiteit Utrecht (http://www.phys.uu.nl/~nvon/toa/linksoep/picrzuur.htm)

Wikipedia - Picric acid (http://en.wikipedia.org/wiki/Picric_acid)

Wikipedia - The Halifax explosion (http://en.wikipedia.org/wiki/Halifax_explosion)

Springstoffen - vroeger en nu (http://www.wereldoorlog1418.nl/vuurkracht/02springstoffen.html)

De ontwikkeling van de moderne granaten (http://www.wereldoorlog1418.nl/vuurkracht/03granaten.html)

COS-brochure van het VVKSO (http://ond.vvkso-ict.com/vvksomain/brochure/Chemicaliën.pdf)

Richtlinien zur sicherheit im Unterricht, Anlagen Teil III - 13.3 (http://arbeitsschutz.nibis.de/seiten/rechtsquellen/KMK_groe/dokumente/Anlagen_III_13_3.pdf)