Hexogen

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hexogen
Andere Namen	Perhydro- oder Hexahydro-1,3,5-trinitro- 1,3,5-triazin, Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclonit, R.D.X.
Summenformel	(CH2NNO2)3
CAS-Nummer	121-82-4
Kurzbeschreibung	farbloser, kristalliner Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	222,117 g·mol–1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,82 g·cm–3
Schmelzpunkt	204 °C
Siedepunkt	zersetzt sich oberhalb des Schmelzpunktes
Dampfdruck	0,5 mPa (110 °C)
Löslichkeit	schwer löslich in Wasser: 42 mg·l–1
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung E Explosions- gefährlich T Giftig R- und S-Sätze R: S:
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Hexogen (auch Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclonit, T4 und RDX (Research Department Explosive / Royal Demolition Explosive)) ist ein hochbrisanter, giftiger Sprengstoff, der während des Zweiten Weltkriegs in großen Mengen hergestellt wurde und immer noch eingesetzt wird. Der vollständige Name von Hexogen lautet Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin.

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Geschichte

Hexogen wurde 1898 von dem Berliner Chemiker und pharmazeutischen Unternehmer Georg Friedrich Henning als Explosivstoff zur technischen Verwertung und als Ausgangsmaterial für pharmazeutische Präparate erstmalig hergestellt und im deutschen Reichspatent unter der Nr. 104280 vom 15. Juli 1898 beschrieben. Im Jahre 1920 erforschte man im Militärversuchsamt in Berlin die Substanz näher und nannte sie nun Hexogen.

Die Herstellungsverfahren waren anfangs unwirtschaftlich. Erst in den 1930er Jahren wurden vier neue Verfahren in Deutschland entwickelt und Hexogen unter verschiedenen Decknamen wie K-, SH-, E- oder W-Salz im Zweiten Weltkrieg angewendet. Analoge Verfahren wurden auch auf alliierter Seite entwickelt, z. B. das Bachmann-Verfahren in den USA. Hexogen war auch Bestandteil eines der ersten Plastiksprengstoffe, der von Deutschland unter diesem Namen im Zweiten Weltkrieg angewendet wurde und aus 88 % Hexogen und 12 % Vaseline bestand.

Heute werden verschiedene Kombinationen verwendet (so z. B. „Torpex“ aus 40 % Hexogen, 42 % TNT und 18 % Aluminium), da Hexogen neben einer hohen chemischen und thermischen Stabilität auch weiterhin einen der brisantesten Sprengstoffe mit hoher Arbeitsleistung darstellt. Die Substanz ist heute der wichtigste praktisch angewendete hochbrisante militärische Explosivstoff.

Gewinnung und Darstellung

Man gewinnt Hexogen durch vorsichtige Zugabe von Hexamethylentetramin (Urotropin, Hexamin, Trockenspiritus) zu hochkonzentrierter Salpetersäure (98–99 %) (Nitrierung) bei ca. 15 °C und nachfolgender Wasserverdünnung. Das Verhältnis von ml Säure zu Gramm Hexamin ist 11:1. Technische Verfahren arbeiten modifiziert unter Verwendung von Zusatzstoffen, die z. B. Wasser binden oder zusätzlich nötiges Formaldehyd liefern. (Hexamethylentetramin ist ein Kondensationsprodukt aus Ammoniak und Formaldehyd, entstanden in wässriger Lösung.)

Die Herstellung und Handhabung von Hexogen hat in der Vergangenheit bereits zu Umwelt- und Trinkwasservergiftungen geführt.

Eigenschaften

Das Hexogen-Molekül hat eine ringförmige Struktur mit drei Stickstoffatomen (Triazinring), es ist also ein Heterocyclus.

Die im Hexogen vorhandenen Nitrogruppen (-NO₂) treten in vielen Sprengstoffen auf, zum Beispiel auch im TNT oder - als Salpetersäureestergruppe (-O-NO₂) - in der Schießbaumwolle.

Hexogen hat eine Detonationsgeschwindigkeit von 8.500 m/s und etwa 150 % der Sprengwirkung von TNT und ist der Hauptbestandteil der Plastiksprengstoffe C4 und Semtex. Die Bleiblockausbauchung von Hexogen liegt bei 450 cm³/10g.

Physikalische Eigenschaften

Die Kristallstruktur von Hexogen ist orthorhombisch, Raumgruppe Pbca ; a=13,22 Å ; b=11,61 Å ; c=10,75 Å ; Z=8.

Der Härte nach Mohs von Hexogen liegt bei 2,5.

Verwendung

Hexogen gilt als besonders starker und hochbrisanter Explosivstoff und ist Bestandteil vieler verbreiteter Sprengstoffarten, zum Beispiel C4 und Torpex.

Hexogen ist in reinem Zustand hochexplosiv. Damit es als effektiver Sprengstoff militärisch genutzt werden kann, wird es mit Plastifizierern wie Polyethylen, Wachs, Knetmasse, Vaseline oder Ähnlichem zu den Plastiksprengstoffen A2, A3, B2, B3, B4, C2, C3 und dem besten, bekanntesten und am weitest verbreiteten C4 vermischt. Außerdem bilden die Sprengstoffe Hexogen und PETN zusammen mit einem Plastifizierer den ebenfalls bekannten Plastiksprengstoff Semtex. Wie fast alle militärisch verwendeten Sprengstoffe sind alle diese Plastiksprengstoffe nicht mehr gegen Schlag, Flamme und Reibung empfindlich. Um diese Plastiksprengstoffe zur Explosion zu bringen, muss eine Initialzündung mit einer Sprengkapsel erfolgen. Mit bestimmten anderen chemischen Verbindungen kann Hexogen jedoch auch direkt zur Explosion kommen (siehe Sicherheitshinweise).

Früher fand Hexogen in Brotteig eingeknetet Verwendung als Rodentizid. Diese Verwendung ist heute auf Grund der strengeren Sprengstoffgesetze nicht mehr gebräuchlich.

Sicherheitshinweise

Hexogen ist ein hochexplosiver Stoff. Oberhalb seines Schmelzpunktes von 200 °C zersetzt es sich unter Bildung von Stickstoffoxiden. Zusammen mit Quecksilberfulminat als klassischem Initialzünder besteht Explosionsgefahr.

Seine Giftigkeit beruht unter anderem auf seiner karzinogenen Wirkung.