Nitroglycérine

Nitroglycerine
Général
Nom IUPAC
Synonymes	Trinitrate de glycérol Nitroglycérol Trinitrine
N CAS	55-63-0
N EINECS	200-240-8
Code ATC	C01DA02
SMILES
InChI
Apparence	Liquide légèrement huileux à température ambiante. Incolore à l'état pur et jaune en milieu acide
Propriétés chimiques
Formule brute	C3H5N3O9 CH2(ONO2)-CH(ONO2)-CH2(ONO2)
Masse molaire	227,0865 ± 0,0061 g·mol
Propriétés physiques
T° fusion	13,5 °C (rhombique) 2,8 °C (triclinique)
T° ébullition	160 °C (20 hPa) Décomposition >50 °C Explosion à 218 °C
Solubilité	dans l'eau : faible
Masse volumique	1,5931 à 20 °C
T° d’auto-inflammation	270 °C
Vitesse de détonation	(cylindre de 30 mm) environ 7 500 m·s
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 0,03 Pa
Précautions
Directive 67/548/EEC

T+

E

N

NFPA 704

3 2 4

SGH

Danger H200, H300, H310, H330, H373, H411, Danger H201, H300, H310, H330, H373, H411,

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La nitroglycérine, ester trinitrique du glycérol, trinitroglycérine, trinitrate de glycérol ou trinitrine est un composé chimique liquide dense, incolore, huileux, explosif et hautement toxique, obtenu par nitration du glycérol. Il est utilisé dans la fabrication d'explosifs, et plus particulièrement de la dynamite, dont on se sert dans les industries de la construction et de la démolition. Il peut également avoir un usage médical, comme vasodilatateur. Lors de sa décomposition, la nitroglycérine prend une teinte jaune en raison de l'acidification du milieu.

La nitroglycérine a été découverte par Ascanio Sobrero en 1847, lorsqu'il travaillait avec Théophile-Jules Pelouze à l'université de Turin. Le processus de fabrication industrielle a été élaboré par Alfred Nobel dans les années 1860. Sa société a exporté un mélange de nitroglycérine et de poudre à canon appelé « huile suédoise détonante », qui a été rapidement interdit à la suite d'accidents catastrophiques. Il découvrit également en 1866 qu'on pouvait stabiliser la nitroglycérine en la mélangeant à un sable siliceux d'origine naturelle : le kieselguhr. Par la suite, cela a abouti au développement de la dynamite et des mélanges similaires (dualine et lithofracteur), où l'on ajoute à la nitroglycérine des composés inertes ou des combustibles absorbants (par exemple la nitrocellulose pour fabriquer un gel de couleur jaune, la gélatine explosive).

La nitroglycérine est fabriquée en laboratoire par la nitration de la glycérine (glycérol) obtenue par ajout à un mélange d'acide sulfurique et nitrique.

C₃H₅(OH)₃ + 3HNO₃ → C₃H₅(NO₃)₃ + 3H₂O

La température ne doit pas dépasser les 30 °C lors de la réaction sous risque d'explosion. La nitroglycérine se stabilise et est lavée par l'eau et du carbonate de sodium jusqu'à ce qu'elle devienne neutre. Cette réaction chimique extrêmement dangereuse est réalisée par des professionnels dans des laboratoires spécialement équipés. Emil Nobel, le frère d'Alfred Nobel, en est mort tragiquement.

Voici la méthode utilisée par E. Kopp au XIX siècle. Ce dernier utilise un mélange à part égale d'acide nitrique fumant et d'acide sulfurique à 66°Bé (d=1,83). Le mélange est versé dans un ballon maintenu dans un bac de réfrigérant. On verse dans ce mélange la glycérine (environ la moitié du poids de l'acide nitrique), l'opération doit être faite en agitant constamment lentement et en maintenant le liquide à moins de 20 °C. Le liquide obtenu doit être versé dans une grande quantité d'eau froide. L'éther trinitrique de la glycérine, couramment appelé nitroglycérine, vient se déposer au fond du récipient. La nitroglycérine ainsi obtenue contient des trace d'eau et de ce fait ne peut se conserver. Elle doit donc être purifiée de son eau.

Il va sans dire que cette opération ne doit en aucun cas être réalisée par un particulier. Même refroidie, la trinitroglycérine est extrêmement instable et peut très rapidement se décomposer en une violente explosion. Beaucoup de chimistes amateurs sont morts en essayant d'en fabriquer ou d'en stocker.

C'est une matière très sensible à la friction, aux chocs, aux élévations de température et aux étincelles. Sa sensibilité au choc est cependant relative – et bien moindre que ce que prétend la légende (véhiculée par le cinéma pour son côté spectaculaire, notamment dans le film Le Salaire de la peur). En effet, une goutte de nitroglycérine, lâchée d'une hauteur d'environ un mètre cinquante (c'est-à-dire la taille de l'acteur dans le film cité), ou même de plusieurs dizaines de mètres (au-delà, sa vitesse n'augmente plus à cause de la résistance de l'air) n'a aucune chance d'exploser, l'énergie du choc étant absorbée par sa déformation. Des tests ont démontré qu'un flacon de verre rempli de nitroglycérine, mais totalement exempt de toute trace de produit sur sa paroi externe, pouvait être précipité d'une falaise et se briser sur les rochers sans exploser. Par contre, le même flacon, lâché d'une hauteur de quelques centimètres à peine sur un sol dur (métal, pierre), explosait à coup sûr si le flacon (ou le sol) était recouvert d'une fine couche de nitroglycérine (lors du contact avec le sol, le film externe de nitroglycérine subit une véritable percussion entre deux matières dures, ce qui provoque sa détonation, puis, par un phénomène dit « de sympathie », l'explosion de la nitroglycérine contenue dans le flacon). Des suintements sur les parois des récipients utilisés pour son transport seraient donc à l'origine d'accidents attribués à tort à la grande sensibilité de la nitroglycérine. Toutefois, taper dessus au marteau reste une très mauvaise idée : soumise à un choc énergique et concentré, elle explose selon un premier régime de détonation, situé aux alentours de 2 000 m·s. Si on l'amorce au moyen d'un détonateur convenable, sa vitesse de détonation dépasse alors les 7 000 m·s. Sans que l'on puisse encore en expliquer la raison ni le mécanisme, la nitroglycérine est ainsi le seul explosif connu à posséder deux régimes de détonation.

Dans sa forme pure et à température ambiante, la nitroglycérine est stable et peut être conservée sans limite de temps (un échantillon préparé par Sobrero est ainsi toujours conservé à Turin, dans l'obscurité). En revanche, si elle conserve des traces d'acide de sa fabrication, elle se dégrade en quelques jours en devenant verdâtre (dégagement de gaz nitreux) et devient alors extrêmement dangereuse à manipuler.

On s'est assez vite rendu compte qu'elle pouvait être « désensibilisée » en la refroidissant jusqu'à la solidifier. Malheureusement, le processus de réchauffement nécessaire pour pouvoir ensuite s'en servir était également risqué. La nitroglycérine peut aussi devenir dangereuse à très basses températures (p 75/178 du guide de l'OSCE ).
Une autre manière de la désensibiliser est de la diluer à l'aide d'un solvant, comme l'éthanol ou l'acétone.
Enfin, on peut aussi la faire absorber par des matières inertes (kieselguhr, sciure...) ou actives (nitrates alcalins, nitrocellulose, autres explosifs... ) : on obtient ainsi des dynamites, dites respectivement à base inerte ou active.

Des centaines de formulations existent, permettant la préparation de dynamites aux caractéristiques très précises.

En médecine, la nitroglycérine, appelée dans ce cas trinitrine (ainsi que d'autres nitrates organiques), peut être utilisée à petites doses dans certaines affections cardiaques, comme l'angine de poitrine sous forme de comprimés, de pulvérisations sous la langue (voie sublinguale), de perfusion intraveineuse continue ou de timbres (patch) transdermique.

Le principal effet est la vasodilatation, c'est-à-dire l'élargissement des vaisseaux sanguins, ce qui permet d'augmenter le débit des coronaires et de diminuer la pression artérielle. La nitroglycérine est transformée par le corps en oxyde nitrique par le biais d'une enzyme, l'aldéhyde déshydrogénase mitochondriale (ALDH), qui la dégrade dans les mitochondries. L'oxyde nitrique produit alors l'effet vasodilatateur. L'effet de l'ALDH fut découvert récemment (2002) par Jonathan Stamler et Zohiqiang Chen, de l'université Duke, à Durham, en Caroline du Nord. Il est à noter qu'Alfred Nobel, inventeur de la dynamite qui souffrait d'une cardiopathie, aurait pu être soigné aujourd'hui avec ce produit qu'il employait pour un tout autre usage.