chimie

28
DESCOMPUNEREA MATERIILOR EXPLOZIVE ŞI IMPACTUL FENOMENULUI ASUPRA MEDIULUI Introducere Explozia, ca proces de degajare a unei mari cantităţi de energie, întrun timp extrem de scurt, este un fenomen fizic şi, de aceea, studiul fenomenelor explozive, atât prin obiectul de studiu, cât şi prin tehnicile experimentale la care face apel, formează un capitol de sine stătător al fizicii aplicate, respectiv fizica explozivilor. Prima întrebuinţare a explozivilor a avut loc în domeniul militar, iar primul exploziv utilizat a fost pulberea cu fum (pulberea neagră) fabricată din salpetru, sulf şi cărbune. Nu se cunoaşte cu exactitate când şi cine a inventat pulberea neagră, dar este cert că din primul secol al erei noastre, chinezii cunoşteau amestecurile din salpetru, sulf şi cărbune. Iniţial, pulberea neagră era folosită ca mijloc de aprindere, mai târziu, arabii au descoperit şi proprietăţile de azvârlire ale gazelor rezultate din arderea pulberilor. În jurul anului 1290, arabii fabricau pulberea neagră dintr-un amestec de 74% salpetru, 10% sulf şi 15% cărbune, respectiv un dozaj aproape identic cu cel de astăzi. Următorul pas, după descoperirea puterii de propulsie a gazelor rezultate din arderea pulberii, a fost inventarea tunurilor. În Europa, tunurile au

Upload: ruxeln

Post on 04-Aug-2015

72 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: chimie

DESCOMPUNEREA MATERIILOR EXPLOZIVE ŞI

IMPACTUL FENOMENULUI ASUPRA MEDIULUI

IntroducereExplozia, ca proces de degajare a unei mari cantităţi de energie, întruntimp extrem de scurt, este un fenomen fizic şi, de aceea, studiulfenomenelor explozive, atât prin obiectul de studiu, cât şi prin tehnicileexperimentale la care face apel, formează un capitol de sine stătător al fiziciiaplicate, respectiv fizica explozivilor.Prima întrebuinţare a explozivilor a avut loc în domeniul militar, iarprimul exploziv utilizat a fost pulberea cu fum (pulberea neagră) fabricată dinsalpetru, sulf şi cărbune. Nu se cunoaşte cu exactitate când şi cine a inventatpulberea neagră, dar este cert că din primul secol al erei noastre, chineziicunoşteau amestecurile din salpetru, sulf şi cărbune. Iniţial, pulberea neagrăera folosită ca mijloc de aprindere, mai târziu, arabii au descoperit şiproprietăţile de azvârlire ale gazelor rezultate din arderea pulberilor. În jurulanului 1290, arabii fabricau pulberea neagră dintr-un amestec de 74%salpetru, 10% sulf şi 15% cărbune, respectiv un dozaj aproape identic cu celde astăzi. Următorul pas, după descoperirea puterii de propulsie a gazelorrezultate din arderea pulberii, a fost inventarea tunurilor. În Europa, tunurile aufost utilizate prima dată în bătălia de la Crecy (3 tunuri). În secolul al XVI-lea,apare ideea de a construi proiectile găurite în care să se introducă pulbereneagră, pentru a mări efectul de distrugere. Această idee a ridicat douăprobleme ce trebuiau rezolvate, respectiv materialul din care să fie fabricateproiectile pentru a nu se sparge când se găuresc şi modul de iniţiere aîncărcăturii explozive. Astfel se explică faptul că bombele şi obuzele apar pecâmpul de luptă doar în secolul al XVII-lea. Odată cu naşterea şi dezvoltareachimiei moderne sunt create premizele pentru obţinerea de noi substanţeexplozive cu proprietăţi distructive superioare.În anul 1863 Wilbrand descoperă trotilul, dar acesta este folosit laîncărcarea proiectilelor doar începând cu anul 1902 în Prusia, după punereala punct a unor metode de nitrare mai economice. Într-un timp relativ scurt,trotilul a devenit explozivul de bază la încărcarea proiectilelor de artilerie, lucruexplicat printr-o sensibilitate mică la acţiunile mecanice, ceea ce eliminapericolul explodării în timpul tragerii.În anul 1879 Mihler descoperă tetrilul, exploziv puternic şi brizant,foarte sensibil la amorsare, proprietăţi care determină ca în prezent să fie unuldin principalii explozivi folosiţi la prepararea detonatorilor pentru focoase şicapse detonante.Încă de la descoperirea nitroglicerinei, în anul 1846, de către italianulA. Sobrero, acesteia i-au fost recunoscute proprietăţile explozive, ca şi

Page 2: chimie

posibilităţile de folosire în exploatările miniere, dar pericolele de fabricaţie şide utilizare, fiind atât de mari, au făcut ca aceasta să fie puţin utilizată pană înanul 1864, când A. Nobel brevetează prepararea sa. Pentru a reducesensibilitatea nitroglicerinei, Nobel o absoarbe într-o rocă organică -kieselguhr - obţinând astfel dinamita guhr (1867). Pentru a iniţia dinamita guhr,Nobel pune la punct primul detonator, construit dintr-o anvelopă metalică careconţine fulminatul de mercur. Această descoperire poate fi considerată ca fiindunul din evenimentele cele mai importante din dezvoltarea explozivilor.Datorită neajunsurilor prezentate de pulberile negre, respectivcompoziţia pulberii negre care nu furnizează o energie utilizabilă suficientă şinecesitatea adaptării granulaţiei pulberii, funcţie de viteza pe care dorim să oobţinem la o armă, paralel cu obţinerea unor noi explozivi au fost amplificateeforturile pentru descoperirea de noi pulberi. Astfel, după descoperireanitrocelulozei şi nitroglicerinei, două substanţe explozive care nu puteau fifolosite la lansarea proiectilelor din armele de foc, prin prelucrareacorespunzătoare a acestora s-a obţinut o noua clasa de pulberi - pulbericoloidale sau pulberi fără fum. In acest sens Vieille, în anul 1884, a tratatnitroceluloza cu o soluţie de alcool-eter, obţinând o substanţă coloidala carearde fără ca gazele calde degajate să o pătrundă şi astfel să o dezagrege. DeşiNobel realizase dinamita din 1867, ea nu putea fi folosită ca forţă de propulsieîntr-o armă de foc. În anul 1875, el obţine dinamita goma, adăugând lanitroglicerină o mică proporţie de nitroceluloză (8%). Crescând aceastăproporţie până la 50%, Nobel obţine în 1888, o substanţă cornoasă numitabalistica, cu proprietăţi de combustie total analoage cu cele prezentate depulberea lui Vieille. Aceste pulberi, denumite coloidale, prezintă avantajul că,datorită gelatinizării, gazele de combustie nu pot pătrunde în suprafaţa pulberiişi astfel combustia va avea loc în straturi paralele, iar debitul gazelor decombustie poate astfel să fie reglat prin forma şi dimensiunile grăunţilor, lucruimposibil în cazul pulberii negre. Alte avantaje ale acestor pulberi constau înenergia eliberată de unitatea de masă, care este mult mai mare şi proprietateacă întreaga masă a pulberii se gazeifică, respectiv producerea de fum esteneglijabilă.Apărute în Germania, pulberile cu nitroglicerină s-au impus înmajoritatea ţărilor în intervalul dintre cele doua războaie mondiale, dardependenţa acestor pulberi de o bază deficitară de materii prime şi puternicaacţiune erozivă asupra materialului gurilor de foc au făcut să se caute unînlocuitor al nitroglicerinei. Astfel au apărut pulberile diglicolice, adică pulbericu dinitroglicol. Dinitroglicolul prezintă o capacitate de gelatinizare mai bunădecât a nitroglicerinei şi nitrocelulozei, obţinându-se o suprafaţă a elementelorde pulbere mult mai uniformă, ceea ce conduce la o dispersie a vitezelor multmai mică. Alt avantaj al acestor pulberi constă în posibilitatea introducerii înmasa lor a unor amestecuri mecanice, cum ar fi sulfatul de potasiu sau altesăruri, ce nu prezintă proprietăţi de gelatinizare, dar produc anihilarea flăcăriila gura ţevii. Aceste pulberi au putere calorifică mai scăzută, fapt pentru carese reduce uzura ţevii, dar în acelaşi timp scade şi viteza lor de deflagraţie.Capacitatea de gelatinizare bună a dinitroglicolului a deschis calea realizăriiaşa numitelor pulberi brizante, prin introducerea de explozivi în masa lor.În ceea ce priveşte explozivii de iniţiere, cu toate neajunsurile sale,fulminatul de mercur a fost un timp îndelungat singurul exploziv de iniţierefolosit. Abia în 1890, Curtius prepara azotura de plumb, exploziv de iniţiere cuo mai mare siguranţă în manipulare şi întrebuinţare decât fulminatul de

Page 3: chimie

mercur. În perioada celui de al doilea război mondial au început să fie utilizaţiîncă doi explozivi de iniţiere, respectiv stifnatul de plumb şi tetrazenul.După ce aerul şi oxigenul au putut fi lichefiaţi, s-a propus constituireade explozivi pe bază de oxigen lichid, asociindu-se drept combustibil: cărbunepulverizat, petrol absorbit în kieselguhr şi negru de fum.Perioada de după primul război mondial se caracterizează prinapariţia unor explozivi de mare brizanţă cum ar fi pentrita şi hexogenul.Pentrita, cunoscută din 1894 când a fost introdusă de germani pentrua uşura combustia pulberilor fără fum, este un exploziv puternic cu o maresensibilitate de amorsare, drept urmare poate fi introdus în numeroaseamestecuri ca agent sensibilizant.Hexogenul a fost preparat 1899 de Henning, dar abia in 1922 Hertzevidenţiază proprietăţile sale explozive. Hexogenul, cunoscut de americanisub denumirea de ciclonit, numit de englezi RDX iar de italieni T4, este unexploziv brizant, relativ sensibil la şoc şi la amorsare şi foarte inflamabil. Fiindmai puţin sensibil la frecare decât pentrita, este de multe ori preferat acesteia.O mare întrebuinţare au căpătat-o, în anii ultimului război,amestecurile din diferite proporţii ale tetrilului, hexogenului şi pentritei cutrotilul. Explozivii destinaţi încărcăturilor cu efect cumulativ, trebuie să secaracterizeze printr-o sensibilitate destul de mare pentru a uşura iniţierea şiprintr-o viteză mare de detonaţie pentru a forma jetul cel mai eficace dedetonaţie. Aceste cerinţe sunt îndeplinite de pentolită, care reprezintă unamestec de pentrită şi trotil, de ciclotol obţinut prin combinarea hexogenului cutrotilul sau de un alt amestec exploziv, cunoscut sub numele de PTX, carerezulta din combinarea hexogenului cu trotilul şi tetrilul.Explozivul, care a devenit foarte utilizat datorita procesului defabricaţie simplu, sau unor proprietăţi explozive excelente – posedă cea maimare brizantă dintre toţi explozivii de sensibilitate comparabilă- este haleitasau EDNA (etilen dinitramina) care a fost descoperită în 1877 de Franchimontşi Klobbie, dar ale cărui proprietăţi explozive au fost recunoscute în 1935. Înamestec cu trotilul formează ednatolul.În anii de după cel de-al doilea război, o mare răspândire au căpătat-oexplozivii plastici. Problema realizării de explozivi plastici se reduce la găsireaunei tehnologii datorită căreia să se confere consistenţă plastică unui exploziv depotenţial înalt, fără a rezulta prin aceasta, o atenuare a caracteristicilor luienergetice şi care să poată suporta mai bine efectele unei solicitări puternice lacare este supus explozivul. Încă de la începutul acestui secol, s-au brevetatdiferite tehnologii de plastifiere a trotilului sau a altor explozivi, dar nici una nu adat satisfacţia dorită, întrucât prin aceste tehnologii de plastifiere s-a sacrificat întromăsură prea mare puterea substanţelor explozive. Soluţia care s-a impus şicare a dus la realizarea de explozivi plastici este cea oferita de obţinerea unuiexploziv coloidal compus dintr-un nitroester şi nitroceluloză. În prezent au fostobţinuţi explozivi plastici a căror putere este aproape egală cu aceea aexplozivilor moleculari. În plus, explozivii plastici prezintă o remarcabilăinsensibilitate la acţiunile mecanice, ceea ce face ca atunci când sunt încărcaţi înproiectile, să poată rezista la acceleraţiile mari şi la şocurile dinamice ce apar laviteze mari şi în special la impactul cu blindajul.Un pas important, dar nu benefic pentru omenire, în mărirea forţeidistructive a explozivilor, l-a făcut fizica prin descoperirile sale în domeniulenergiei atomice. Astfel, începând cu deceniul cinci, al acestui secol, a apărutun domeniu nou, alături de acela clasic al explozivilor chimici, domeniu explozivilor nucleari.

Page 4: chimie

Clasificarea substanţelor exploziveSubstanţele explozive se clasifică folosind mai multe criterii şi anume:A. Criteriul grupei funcţionale;B. Criteriul modului de descompunere;C. Criteriul utilizărilor;A. Criteriul grupei funcţionaleConform acestei clasificări există grupări caracteristice, careintroduse în moleculă, conferă acesteia un caracter exploziv. Fiecărei grupăriîi corespunde o clasă de substanţe. În continuare, se prezintă succint doarcele mai semnificative clase:– nitroderivaţii – se obţin prin substituirea unuia sau mai multor atomide hidrogen dintr-o moleculă aromatică sau alifatică, cu una sau mai multegrupări nitro NO2;– esterii nitrici – se obţin prin înlocuirea uneia sau mai multor grupăriOH, din moleculele alcoolilor, cu una sau mai multe grupări O-NO2;– nitraminele – se obţin prin substituirea atomului de hidrogen legatde cel de azot cu o grupare NO2, având ca rezultat radicalul nitramina N-NO2;– cloraţii şi percloraţii – sunt săruri ale acidului cloric HClO3 şi aciduluipercloric HClO4;– compuşii cu legătura -N=N- şi -N≡N- acestei clase îi aparţin derivaţiidiazoici, compuşii care conţin radicalul azidă N3 şi substanţele care conţin unlanţ de 3- 4 atomi de azot;– cloramidele – se obţin prin substituirea unuia sau mai multor atomi dehidrogen legaţi direct de atomul de azot cu atomi de clor, rezultând grupări N-Cl;– compuşi cu legături C=N şi C≡N- din acestă clasă fac partefulminaţii, săruri ale acidului fulmic C≡N-OH, dintre care cel mai răspândit estefulminatul de mercur (C≡N-O)2Hg;– compuşi ce conţin mai multe grupări explozofore.B. Criteriul modului de descompunereDupă acest criteriu avem:Explozivi sau High Explosives – sunt acele substanţe explozive careîşi eliberează cantitatea de energie, în timpul descompunerii, prin detonaţie;Pulberi şi propergoli sau explozivi slabi, Low Explosives – sunt acelesubstanţe explozive care îşi eliberează cantitatea de energie, în timpuldescompunerii, prin deflagraţie;Compoziţii pirotehnice – sunt acele substanţe explozive a cărortransformare specifică este combustia.Între deflagraţie şi combustie nu există diferenţe fundamentale,ambele procese se propagă cu viteze subsonice, singura deosebire constă înfaptul că presiunea la care se produce combustia este presiunea atmosferică.Acest criteriu de clasificare este relativ, întrucât modul de transformare a uneisubstanţe explozive depinde în mare măsură de impulsul iniţial cedeclanşează procesul de descompunere şi de cantitatea de substanţăconsiderată. Clasificarea unui compus în exploziv sau pulbere se bazează peutilizarea cea mai frecventă, deşi schimbări accidentale ale tipului de excitaţiepot conduce la modificarea tipului de transformare explozivă, astfel un procesde deflagraţie a unei pulberi poate trece în detonaţie. Un alt exemplu ilustrativ,în sprijinul acestei idei, îl constituie faptul că dacă masa depăşeşte o anumităvaloare critică este posibil ca deflagraţia să devină atât de rapidă încât să setransforme în detonaţie. Masa critică variază cu explozivul, astfel pentru

Page 5: chimie

azotura de plumb este prea mică pentru a fi măsurată, în timp ce pentru trotil,ea este de ordinul unei tone. Totuşi trebuie remarcat faptul că, în cazul unuiexploziv brizant, fenomenul de trecere de la detonaţie la deflagraţie esteimposibil. C. Criteriul utilizărilorConform acestui criteriu explozivii se clasifică astfel: Explozivi de iniţiere – care se folosesc pentru amorsarea transformăriiexplozive a altor grupe de explozivi, deoarece iniţierea lor necesită cantităţimici de energie. De aceea, explozivii de iniţiere se mai numesc şi exploziviprimari. Transformarea explozivă a explozivilor de iniţiere este determinată deo acţiune mecanică, termică sau electrică. Principala lor formă detransformare explozivă este detonaţia dar, în condiţii normale, în cantităţiextrem de mici pot produce şi deflagraţia. Cei mai importanţi explozivi dinaceastă grupă sunt:– fulminaţii metalelor grele: fulminatul de mercur şi de argint;– derivaţii acidului azothidric: azotura de plumb şi azotura de argint;– stifnaţi şi picraţii metalelor grele: stifnatul de plumb şi tetrazenul. Explozivii brizanţi – care se utilizează pentru realizarea încărcăturilorde explozie în diferite muniţii şi mijloace explozive sau pentru fărâmiţarea,spargerea, distrugerea sau perforarea obiectelor înconjurătoare. Forma lorpredominantă de transformare explozivă este detonaţia, determinată de oputernică acţiune exterioară care, de obicei, se realizează cu ajutorulexplozivilor de iniţiere. Din această cauză explozivii brizanţi se mai numesc şiexplozivi secundari. Dintre explozivii brizanţi cei mai semnificativi sunt:– nitroderivaţii din seria aromatica: trotilul, acidul picric, tetrilul,dinitrobenzenul şi o serie de nitroderivaţi ai aminelor cum ar fi hexogenul;– nitraţii sau esterii acidului azotic: nitroglicerina, nitraţii de celuloză şipentrita;– amestecurile explozive: amonali, amatoli şi dinamite.Între cele două categorii, explozivi primari şi secundari, nu se poateface totdeauna o delimitare clară, deoarece există unele substanţe explozive,cum ar fi pentrita sau tetrilul, care funcţie de condiţiile date se pot comporta fieca explozivi de iniţiere fi ca explozivi secundari. Pulberi – se utilizează în special ca încărcături de azvârlire pentrudiferite guri de foc sau ca încărcături de propulsie pentru rachete. Aşa cum amprecizat anterior, forma lor predominantă de transformare este deflagraţia, darîn condiţiile utilizării unui detonator puternic, se poate ajunge la detonaţie.Pulberile se împart în pulberi negre, pulberi coloidale şi pulberi compozite. Compoziţii pirotehnice – sunt amestecuri mecanice de cel puţin treicomponenţi carburant, oxidant şi liant, ce au ca principală formă detransformare explozivă combustia, a cărei viteză variază funcţie de efectulpirotehnic pentru care au fost proiectate. Ele se întrebuinţează la iluminarea,incendierea, fumizarea, mascarea, imitarea obiectivelor, la marcarea unorporţiuni din traiectoria proiectilelor, la imitarea unor zgomote, la realizareacordoanelor interzicătoare, la jocuri de artificii şi la alte diverse efecte speciale.

Caracterizarea generală a sistemelor exploziveUtilizarea în conflictele militare a diferitelor categorii de muniţii se face

Page 6: chimie

cu scopul aruncării în aer a diferitelor obiective, a neutralizării sau distrugeriiforţei vii prin acţiunea schijelor sau prin efectul fugas. Pentru realizareaacestor scopuri se folosesc explozivii. Prin exploziv înţelegem o substanţă sauun amestec de substanţe, capabile de a suferi instantaneu sub acţiunea unuiimpuls de iniţiere – căldură, impact sau fricţiune – o transformare chimicăfoarte rapidă.După Sarrau, numim exploziv orice corp capabil de a se transformarapid în gaze la temperaturi înalte; corpul putând fi un compus definit sau unamestec mai mult sau mai puţin complex. Într-un alt mod, explozivul sedefineşte ca fiind o substanţă care se transformă brusc, din starea sa iniţială,în stare gazoasă, prin aplicarea unui impuls cloric, prin frecare sau prin lovire;această trecere fiind însoţită şi de degajare de căldură. Explozia este otransformare foarte rapidă a unui sistem material cu formarea de gaze subpresiune. Explozia, în sensul larg al cuvântului, reprezintă o modificare fizicăsau chimică extrem de rapidă a substanţei, însoţită de o transformare tot atâtde rapidă a energiei potenţiale a acesteia în lucru mecanic de mişcare sau dedistrugere a mediului înconjurător. Cauza directă a acţiunii mecanice aexploziei o constituie destinderea gazelor, de aceea putem considera gazeleca agentul fizic al exploziei.În afară de efectele mecanice, explozia este însoţită şi de efecteacustice. Un efect sonor, mai mult sau mai puţin pronunţat, constituie unindiciu al exploziei şi este datorat vibraţiilor mediului înconjurător şi aparticulelor rezultate din transformarea explozivă.Berthelot definea, în 1883, explozia ca expansiunea subită a gazelorsub un volum mult mai mare decât volumul iniţial, însoţită de zgomot şi de alteefecte mecanice violente. Zgomotul reprezintă simpla înregistrare fiziologică aundei de şoc care însoţeşte explozia.Alte efecte ce pot însoţi explozia sunt cele luminoase, electrice şi deionizare. Definiţia generală dată exploziei îmbrăţişează atât fenomene cucaracter fizic, cât şi chimic, pentru a putea include şi alte feluri de explozii,cum ar fi de exemplu: explozia cazanelor cu aburi, explozia buteliilor cu gazecomprimate sau lichefiate.Alături de fenomenul de explozie se utilizează şi termenul deimplozie. Iniţial, acest termen a fost folosit pentru a desemna procesele dedetentă brutală, care au loc în momentul ruperii unui recipient în care se aflăconţinute gaze lichefiate sau comprimate. Brieger dă acestui cuvânt un sensdiferit şi înţelege prin el fenomenul invers al unei explozii, numind implozie unproces foarte rapid însoţit de o scădere bruscă a volumului de gaz. Un astfelde fenomen are loc de exemplu, când se pune în contact amoniacul cu apa,diluţia amoniacului este atât de rapidă încât poate provoca ruperea pereţilorrecipientului care conţine gazul. În momentul de faţă, prin implozie înţelegemacţiunea unor încărcături explozive dispuse în aşa fel încât, efectul lor săconcentreze către acelaşi punct. În măsura în care putem distinge fenomenelefizice şi fenomenele chimice, putem spune că există explozii de origine fizicăşi explozii de origine chimică.Dintre exploziile fizice cele mai importante sunt cele pneumatice,produse de către un gaz comprimat al cărui recipient cedează instantaneu. Înacest tip de explozie poate fi inclusă şi explozia pe care o suferă un gazîncălzit într-un timp extrem de scurt, prin trecerea scânteii electrice. Se poateproduce de asemenea o explozie electrică prin descărcarea unui condensator,printr-un fir metalic subţire, unde se produce o degajare foarte mare şi rapidă

Page 7: chimie

de căldură ce volatilizează metalul într-un timp foarte scurt.Exploziile de origine chimică sunt rezultatul unei reacţii chimiceexoterme, foarte rapide, într-un sistem pe care l-am numit exploziv sausubstanţă explozivă. Indiferent de originea exploziilor, efectele acestora suntasemănătoare. Cel mai des, pentru o greutate egală de substanţă supusătransformării, exploziile chimice au în general efecte mult mai intense decâtcele fizice. Aceasta se explică uşor dacă se compară energiile puse înlibertate: energia pneumatică a unei butelii de gaz comprimat sub 200 atm.,este de ordinul câtorva procente din energia chimică a unui proiectil deaceeaşi capacitate încărcat cu trinitrotoluen.A treia categorie de explozii, care conferă puteri mult mai mari decâtexploziile convenţionale, o reprezintă exploziile nucleare.Condiţiile ce trebuie îndeplinite de reacţia transformăriisubstanţei explozive, pentru a putea folosi această substanţă explozivăîn scop militar sau civilReacţia de transformare explozivă trebuie să se producă numaivoit, deci ca urmare a unei forme oarecare de impuls de iniţiere: frecare,percuţie, căldură, şoc etc. Existenţa unor transformări instantanee, ar excludeposibilitatea de depozitare a explozivului şi ar face ca acesta să nu fieacceptat ca exploziv militar sau civil.Reacţia trebuie să fie extrem de rapidă, această proprietate fiinduna din cele mai importante caracteristici ale procesului şi este exprimată prinviteza procesului care poate varia între limite foarte largi, de exemplu vitezade deflagraţie a pulberii în ţeava tunului este de circa 30 cm/s iar viteza dedetonaţie a pentritei ajunge la 8400 m/s. Viteza transformării, determinăputerea extrem de mare a explozivilor, deoarece nu cantitatea mare deenergie care se degajă în timpul transformării este importantă, ci timpulextrem de scurt în care se degajă această energie. Durata transformăriiexplozive se măsoară în fracţiuni de secunde, miimi sau chiar microsecunde.La explozia unui kilogram de trotil se degajă 950 kcal. Admiţând cădestinderea produşilor gazoşi se face adiabatic iar randamentul este 0,1,lucrul mecanic produs va fi egal cu 0,1x950x427 = 410.000 J. Considerânddurata exploziei egală cu 10 μs determinăm puterea exploziei egală cu410x108 W, evident o putere pe care nu o poate realiza nici o maşină termică.Reacţia trebuie să conducă la o transformare cât mai completă înproduşi gazoşi. Formarea produşilor gazoşi constituie o condiţie necesarăpentru a imprima procesului un caracter exploziv. Produşii gazoşi puternicîncălziţi, care se dilată repede, constituie agenţii fizici care transformă energiatermică în lucru mecanic.Reacţia trebuie să fie exotermă. Dacă pentru transformarea uneisubstanţe este necesară o cantitate de căldură din exterior, atunci o astfel desubstanţă nu va prezenta proprietăţi explozive chiar şi atunci când suntasigurate celelalte condiţii.Reacţia trebuie să aibă proprietatea de a se autopropaga.Transformarea explozivă, apare de regulă într-o porţiune limitată a substanţeiexplozive, sub acţiunea unei anumite forme de iniţiere. Pentru a avea caracterexploziv, trebuie ca reacţia chimică odată iniţiată să se propage liber în toatămasa substanţei. Această condiţie apare ca o consecinţă firească a vitezeitransformării explozive şi exotermicităţii procesului.Moduri de explozieConsiderăm o substanţă explozivă şi analizăm modul de propagare a

Page 8: chimie

exploziei. Numim zonă de reacţie, zona care separă în fiecare momentregiunea I constituită din explozivul în starea iniţială şi regiunea II constituitădin produşii finali ai descompunerii. Atunci când zona de reacţie sedeplasează în mediul iniţial prin conductibilitate termică, din aproape înaproape, fără a se înregistra o discontinuitate a mărimilor caracteristice, avemfenomenul de deflagraţie. În acest caz volumul, presiunea, temperatura şiviteza mediului variază în mod continuu, atât la trecerea în regiunea II, cât şiîn interiorul zonei de reacţie.Dacă zona de reacţie se deplasează în mediul iniţial – zona I- prinintermediul unei unde de şoc ne aflăm în prezenţa fenomenului de detonaţie.La traversarea acestei unde de detonaţie volumul, presiunea, temperatura şiviteza mediului suferă o discontinuitate.Parametrul fundamental care permite împărţirea fenomenelorexplozive în deflagraţii şi detonaţii este viteza liniară cu care se propagătransformarea explozivă, respectiv grosimea stratului de substanţă care a fostdescompus prin explozie în unitatea de timp. Se vorbeşte adesea despreviteza de combustie deoarece în cea mai mare parte a cazurilor deflagraţiareprezintă o descompunere a moleculei de exploziv, urmată de o combustie aatomilor de carbon şi hidrogen conţinuţi în molecula de exploziv.Deflagraţia reprezintă fenomenul de transformare chimică asubstanţei explozive, cu viteze cuprinse de câţiva milimetri pe secundă pânăla câţiva zeci de metri pe secundă. Această valoare a vitezei depinde în maremăsură de condiţiile exterioare şi în special de presiune. În aer liber –lapresiune atmosferică- acest proces decurge lent şi nu este însoţit de un efectsonor prea mare. Într-un spaţiu închis, de exemplu în camera de încărcare agurii de foc, procesul se desfăşoară mult mai rapid. Prin deflagraţie se vaînţelege procesul arderii pulberilor în spaţiu închis, iar termenul de combustiefiind întrebuinţat pentru a desemna procesul de ardere al pulberii în aer liber.În cazul deflagraţiei, avem de-a face cu o creştere rapidă însă continuă apresiunii gazelor, care produce un lucru mecanic de deplasare sau deazvârlire. Viteza de deflagraţie este mult mai mică decât viteza sunetului înmasa explozivului.Explozia este fenomenul de transformare chimică a substanţei cuviteze ce variază între sute şi mii de metrii pe secundă. Viteza procesului detransformare explozivă este mai mare decât viteza sunetului în masaexplozivului. Când viteza procesului de explozie devine constantă şi arevaloarea maximă în condiţiile date, explozia se numeşte detonaţie. Detonaţiaeste forma cea mai convenabilă de transformare explozivă folosită în scopuride distrugere. Dacă considerăm un exploziv iniţiat la un capăt, acesta estedescompus datorită transformărilor fizico-chimice rapide, în timp ce unda dedetonaţie se depărtează de punctul de iniţiere. Produsele detonaţiei sedeplasează şi ele în acelaşi sens, astfel încât există o tendinţă de a se crea ozonă de depresiune în spatele undei, concomitent cu suprapresiunea creatăde unda însăşi. Acestui fenomen i se datorează faptul că la detonaţia unorcantităţi mari de exploziv, depresiunea creată poate cauza tot atâtea distrugericât şi efectul direct al suflului. În cazul pulberilor, sensul transformării este totdinspre punctul de iniţiere, însă compuşii de descompunere se pot deplasa înorice direcţie faţă de suprafaţa de iniţiere şi nu se mai creează o depresiuneca în cazul detonaţiei.Trecerea de la un regim de deflagraţie stabil la un regim stabil dedetonaţie şi invers sunt cu totul posibile în anumite cazuri. Pentru a explica

Page 9: chimie

tranziţia de la deflagraţie la detonaţie a fost elaborată de către Kistiakovsky oschema calitativă bazată pe noţiunea de combustie prin grăunţi, introdusă deEyring, care asimilează explozivul cu un agregat de grăunţi care ard în straturiparalele. Dacă aceşti grăunţi sunt cu mult mai depărtaţi unii de alţii şi auporozitate mare, sau dacă există fisuri la suprafaţa încărcăturii, deflagraţiaprodusă local se va accelera rapid, ca urmare a unei creşteri a suprafeţei dereacţie. În aceste condiţii presiunea şi debitul produşilor gazoşi aidescompunerii nu mai sunt parametrii staţionari. Emisia reînnoită şi acceleratăa gazelor dă naştere unui tren de unde de compresiune. Acest fenomen poatefi asemănat cu acela ce se petrece cu un gaz conţinut într-un tub şi care estesupus compresiunii prin deplasarea unui piston şi în care deplasareapistonului dă naştere unui tren de unde de compresiune care, în anumitecondiţii pot da naştere unei unde de şoc.În felul acesta, în masa substanţei poate lua naştere o undă de şoc, iardacă şocul este destul de intens şi dacă substanţa se găseşte într-o astfel destare fizică încât detonaţia să se poată propaga, deflagraţia iniţială se poatetransforma într-o detonaţie stabilă. Acest mecanism permite să se înţeleagă că,pentru o substanţă explozivă dată, există o „masă critică „ sub a cărei valoareeste imposibil ca deflagraţia să se transforme în detonaţie. În cazul uneisubstanţe aflate în aer liber, această masă este de câteva mg. pentru un explozivprimar, de câteva tone pentru un exploziv secundar şi de sute de tone pentruasemenea explozivi cum ar fi azotatul de amoniu in stare pură.Modelul propus de Kistiakovsky arată că, în esenţă, trecerea de ladeflagraţie la un regim stabil de detonaţie este datorat unei creşteri depresiune, ceea ce reflectă importanţa pierderilor laterale. Rezultă de aici că,valoarea masei critice depinde în mod esenţial de forma geometrică şi degradul de confinare al explozivului. O încărcătură de formă cubică, de masădată se poate descompune mai uşor prin detonaţie decât aceeaşi masădispusă într-un strat de grosime mică, deoarece pierderile laterale sunt multmai mari în ultimul caz.

Compoziţii (amestecuri) explozive civileExplozivii civili sau industriali sunt utilizaţi în general la excavaţiamineralelor, a cărbunelui în mine, cariere, lucrări de construcţie a drumurilor şicăilor ferate, amenajărilor hidrotehnice, diverselor fundaţii, explorări şi exploatăripetroliere, ambutisarea sau placarea metalelor etc.Din punct de vedere istoric, pulberea neagră a fost primul explozivindustrial şi în acelaşi timp şi încărcătură de azvârlire; în prezent ea nu mai esteutilizată decât în cazul extracţiei materialelor fragile, cum ar fi marmura sauardezia. În astfel de cazuri, deflagraţia pulberii este mai puţin brutală decât odetonaţie şi acest lucru favorizează extragerea de blocuri voluminoase.„Domesticirea” nitroglicerinei de către Nobel, prin absorbţie înkieselguhr (1865) apoi gelatinizarea ei cu nitroceluloză a fost o primă revoluţieîn utilizarea industrială a explozivilor.După puţin timp de la apariţia dinamitelor în 1886, în Franţa, Faviercerceta un produs mai puţin periculos, descoperind explozivii nitraţi,amestecuri de azotat de amoniu (AN) (sau radiu) cu diverşi combustibili, cumar fi făina de lemn (rumeguşul) sau mononitronaftalina (MNN). Aceşti compuşisunt mai puţin puternici decât precedenţii însă mai siguri şi s-au utilizat chiar laîncărcarea proiectilelor în perioada 1914–1918, purtând denumirea descheineiderită (AN+MNN).

Page 10: chimie

Pentru ameliorarea continuă a securităţii atât în exploatare, cât şi înfabricare, depozitare şi transport au fost puse la punct noi tipuri de exploziviindustriali, cum ar fi cei „fierţi” şi gelurile explozive.

DinamiteleDinamita guhr compusă din 75% nitroglicerină absorbită în 25%Psieselguhr (diatonit) este cea mai veche formă solidă şi pulverulentă adinamitei. Ea nu mai prezintă decât interes istoric. Deoarece absorbantul erainert şi nu participa la reacţie, el a fost înlocuit rapid cu un amestec de azotatde sodiu şi făină de lemn, obţinându-se astfel o dinamită „pură", pulverulentăcu brizanţă bună, dar marea sa sensibilitate la şoc şi frecare îi limiteazăîntrebuinţarea.Invenţia ulterioară descoperirilor lui Nobel, dinamita gome, esteobţinută prin gelatinizarea nitrocelulozei cu 12% azot, cu nitroglicerină sauamestec de nitroglicerină cu nitroglicol (DNG). Reţeta mai nouă recomandănumai amestec de nitroglicerină şi DNG, acesta din urmă putând fi între 50 şi100% din explozivi, funcţie de temperatura medie a zonei unde va fi folosit.Gelatinizarea, dacă este bine executată, scade sensibilitatea la şoc şifrecare la valori acceptabile.Dinamita goma se prezintă sub forma unei mase plastice, iarproporţia mare de explozivi lichizi 93% îi dă o putere şi brizanţă ridicată laρo = 1,55 g/cm3, obţinute pe baza unei călduri de explozie mari Qe = 6470kJ/kg şi a unei viteze de detonaţie deloc neglijabilă D = 7500 m/s;diametrul critic este de circa 1 mm.Dinamitele pulverulente sunt mult mai sigure ca cele descriseanterior, dar cu performanţe întrucâtva diminuate, deşi unele conţindinitrotoluen sau pulbere de aluminiu pentru mărirea efectului prin suflu.În fabricarea, transportul, depozitarea şi întrebuinţarea dinamitelortrebuie să se ţină seama de acţiunea nocivă a nitroglicerinei şi nitroglicoluluiasupra organismului uman. În reglementările americane şi francezeconcentraţia maximă admisibilă în aer este de 2 mg/m3.

Explozivii azotaţi (nitraţi, tip N) Azotatul de amoniu este un produs cu largă întrebuinţare în industriaîngrăşămintelor chimice. În stare perfect pură el nu detună într-un incendiu,dar adăugarea de peste 0,2% substanţe combustibile conduce la apariţiacaracterului exploziv. Supus unei amorsări puternice, cu o confinarecorespunzătoare (dcr = 100 mm) detună uşor.Produsul, foarte higroscopic, se prezintă sub mai multe formecristaline, ceea ce explică creşterea volumului la 32,2 0C - primul punct detranziţie; solubilitatea în apă este mare şi creşte o dată cu temperatura (214%la 20 0C şi 871% la 100 0C), iar la variaţii de temperatură apare tendinţa deaglomerare ce se poate preîntâmpina prin evitarea şocurilor termice sau printratarea cu o serie de aditivi (stearaţi, silicaţi) ori tensioactivi. Explozivii nitraţi au densităţi mici ρo= 1,0 - 1,2 g/cm3, viteze dedetonaţie în jur de 4000 m/s, diametrul critic în jur de 4-6 mm. Compoziţiile pe bază de această sare de amoniu prezintă o serie deavantaje, cum ar fi gazeificarea totală a produşilor de reacţie care sunt,aproape în totalitate, produşi de combustie completă, putere relativ ridicată,securitate mare în exploatare datorită insensibilităţii la şocuri şi frecări,inflamabilitate relativ redusă (de aceea se numesc explozivi de siguranţă).

Page 11: chimie

Cu toate acestea au o rezistenţă mică la umiditate, sunt mai puţinsensibili la amorsă şi mai puţin performanţi decât dinamitele.Procesul tehnologic de fabricaţie este simplu şi constă doar înmărunţire, amestecare, încartuşare şi ambalare.

Amestecurile tip ANFOCaracteristic pentru ele este faptul că reprezintă un amestec întreazotatul de amoniu şi un combustibil lichid (hidrocarburi) sub 10%, că datoritădiametrului critic foarte mare viteza de detonaţie se modifică mult cu diametrulde mină şi de tipul de confinare, că au densităţi subunitare, că sunt produsefoarte performante, sigure (sensibilitatea la şoc este de peste 50 J), darmanifestă o higroscopicitate mare şi necesită pentru iniţiere sigură un cartuşde dinamită sau de exploziv secundar (sensibilitate la amorsă deosebit deredusă).Diametrul critic la aceste amestecuri este cuprins între 36 şi 45 mm,funcţie de cantitatea de combustibil conţinută.Cele mai multe compoziţii conţin 6% hidrocarburi, însă optimulconform echilibrului stoichiometric al reacţiei chimice se situează la 5,6%:3NH4NO3 + (CH2)n → 3N2 + 7H2O + CO2 + 428,8 kJ/kgÎn scopul obţinerii unui compus performant, materiile prime necesită obună pregătire. Azotatul trebuie să fie suficient de poros, să aibă o suprafaţăspecifică în jur de 6%, pentru a putea absorbi uşor combustibilul. Este de doritca porozitatea să fie de 10% sau chiar mai mare, în scopul îmbunătăţiriisensibilităţii la amorsă, însă acest lucru duce la creşterea preţului de cost.Carburantul nu trebuie să se evaporare în condiţii normale dedepozitare; dacă temperatura sa este prea scăzută, securitatea pe timpulexploatării şi manipulării devine redusă, iar dacă este prea ridicat, sediminuează mult sensibilitatea la amorsă. Cel mai utilizat carburant estemotorina.Procedeul de fabricaţie este total diferit de cel al explozivilor nitraţi.Azotatul este dispus pe o bandă transportoare şi printr-un set de duze seinjectează combustibilul într-o manieră omogenă, urmărindu-se un debitconstant şi perfect controlabil funcţie de grosimea stratului de pe bandă şi deviteza de deplasare. Apoi produsul este ambalat şi depozitat.

Explozivii „fierţi” şi gelurileExplozivii fierţi au apărut relativ recent (1958), ca urmare a necesităţiide a produce explozivi care să poată fi încărcaţi în vrac, mai siguri la transportşi în utilizare, mai puternici dacă este posibil; ulterior ei au fost completaţi degelurile explozive, încartuşate.Aceste amestecuri sunt pe bază de azotat de amoniu care conţine 10– 15% apă, procent care nu afectează performanţele explozive. În plus, în elese mai pot găsi:− un sensibilizator activ (trotil, pentolită, bescolită, dinitrotoluen,azotat de hidrazină), sau inert (hexametilentetranitramină);− un combustibil (zahărul, melana, sulful, cărbunele de lemn, ureeasau chiar aluminiul);− azotat de sodiu sau calciu (facilitează fixarea produsului în gaurade mină);− un agent reticular (bicromatul de potasiu spre exemplu, pentru acontrola mai bine vâscozitatea);

Page 12: chimie

− glicerină, glicol sau chiar metanol (permit utilizarea la temperaturijoase);− coloizi hidrofili (evită difuzia apei în exteriorul emulsiei şiîmbunătăţeşte stabilitatea);− microbile de sticlă ori plastic sau microbule de aer (îmbunătăţescstabilitatea);− un gelatinizator sau agent de îngroşare (nu permite apariţiafenomenului de segregare şi dă amestecului consistenţa unui gel).

Trinitrotoluenul (abreviat TNT) este un compus chimic folosit frecvent ca exploziv. Este fabricat prin nitrarea totală a toluenului și are formula C6H2(N O 2)3C H 3. Denumirea sa științifică corectă este 2,4,6-trinitrotoluen. În practica mai este cunoscut și sub numele de trotil. Spre deosebire de nitroglicerină, trinitrotoluenul rafinat este destul de stabil și nu explodează la șocuri ușoare. Pentru a fi folosit ca explozibil este nevoie de un detonator.

Când este aprins arde, fară explozie. Nu atacă recipientele metalice de transport, fiind neutru.

Având acest avantaj al stabilitații, trinitrotoluenul este unul dintre cei mai folosiți explozibili atât in sfera civilă cât și în cea militara.

trinitrotoluen

Realizat pentru prima oara in laborator in anul 1863 de chimistul german Joseph Wilbrand, potentialul TNT-ului a “iesit la suprafata” abia peste cativa ani, deoarece era un explozibil greu de detonat si era mai pitin puternic decat alti compusi organici de acelasi tip. Printre avantajele trinitrotoluenului se numara, insa, si faptul ca poate fi topit in siguranta folosind aburul sau apa fierbinte, si astfel turnat in obuze.

TNT-ul a fost cercetat mai amanuntit in timpul celor doua Razboaie Mondiale. Pentru fabricarea sa, erau nevoie de cantitati mari de acid azotic, insa faptul ca pentru explozia produsul se folosea un detonator, astfel incat utilizarea sa se facea dintr-un loc sigur, ferit de energia exploziei, a facut ca

Page 13: chimie

fortele armate germane sa adopte TNT-ul ca explozibil pentru obuze in 1902. Productia la scara larga a trinitrotoluenului a fost posibila datorita muncii a 2 tineri chimisti germani: Fritz Haber, care in 1908 a determinat o serie de conditii , in urma carora rezulta o cantitate mare de amoniu in urma reactiei dintre azot si hidorgen si Carl Bosch, care in 1913 a creat un mecanism capabil de producerea amoniului la scara industriala. Amoniul produs a fost vital pentru germani in timpul primului Razboi Mondial, oferidu-le avantajul ca obuzele cu TNT explodau abia dupa ce penetrau vasele britanicilor, in timp ce explozibilul folosit de britanici, lyddite, exploda aproape concomitent cu lovirea obuzului de vasele germane, aproape toata energia rezultata consumandu-se in afara vasului.

TNT are denumirea de 2,4,6 trinitrotoluen(IUPAC) si formula: CH3C6H2(NO2)3, fiind o hidrocarbura aromatica, preparata prin nitrarea toluenului(C6H5CH3) cu punctul de topire la 81°C(354° K ; 178° F). In stare pura, TNT are densitatea de 1.654 g/cm3.Datorita nevoii mari de TNT in timpul Razboaielor Mondiale, acesta era deseori amestecat cu 40-80% nitrat de amoniu, producand un explozibil numit amatol. Amatolul este aproape la fel de puternic ca si TNT-ul, dar spre diferenta de acesta, avea dezavantajul de a fi un compus higroscopic(retinea umezeala din mediu).TNT-ul este un compus stabil din punct de vedere chimic, care nu reactioneaza cu metalele si nu absoarbe apa(poate fi folosit la obuze si poate fi depozitat in siguranta pentru multi ani), insensibil la frecare sau socuri, fiind nevoie de un detonator pentru a declansa explozia sa (de exemplu, Pb(N3)2, care explodeaza la contactul cu o descarcare electrica). TNT-ul are nevoie de o cantitate substantiala de O2 (3/4 g O2 pentru 1 g TNT) pentru combustai completa, de aceea TNT-ul este adesea amestecat cu compusi care au in continut o cantitate mai ridicata de O2 (ex: nitroglicerina sau nitratul de amoniu).De asemenea, TNT este un explozibil important, deoarece isi poate schimba foarte repede starea de agregare, de la solid la gaze fierbinti, care se imprastie in jur. Doi moli de TNT se schimba aproape imediat in 15 moli de gaze fierinti.

TNT este explozibil din doua motive : in primul rand, contine carbon, oxigen si azot, ceea ce inseamna ca arderea materialului produce substante foarte stabile din punct de vedere chimic (CO, CO2 si N2), cu legaturi puternice, prin urmare elimina o cantitate foarte mare de energie. In al doilea rand, TNT este explozibil deoarece este instabil din punct de vedere chimic, nefiing nevoie de o foarte mare forta pentru a desface legaturile dintre molecule.

Structură

Caractere generale

Nume Trinitrotoluen

alte denumiri

1-Methyl-2,4,6-Trinitrobenzen,TNT, Trotyl, AN, Tol, Tolite,Tritol, Trisol, Tutol, Trinitrotoluen

formula chimică C7H5N3O6

nr. CAS 118-96-7

AspectCristale aciculare de culoaregalben deschisă

Proprietăți

masa molară 227,13 g·mol−1

stare de agregare

solid

densitate 1,65 g·cm−3

punct de topire 80,35 °C

punct de fierbere

300 °C

solubilitatebună în eter, acetonă, benzen,piridină, slabă în apă

Exploziv - Toxic - Dăunător mediului

Page 14: chimie

Toxicitatea:

Unele zone militare de testare sunt contaminate cu TNT. Apa reziduala de la aceste teste este colorata in roz, ca rezultat al contaminarii cu TNT si RDX. O astfel de contaminare este scumpa si dificil de remediat.

TNT-ul este destul de toxic. El poate fi absorbit pana si prin piele, cauzand iritatii si pete de culoare galben deschis. In timpul Primului Razboi Mondial, muncitorii care lucrau cu acest compuserau numiti canari satorita culorii pielii. De asemenea, parul castaniu-roscat capata coloratii verzi.

Un studiu facut de guvern in anul 1916 in fabrica de arsenal Woolwich a relevat faptul ca 37% dintre muncitoare aveau dureri severe datorita pierderii poftei de mancare, ameteli si constipatie ; 25% sufereau de dermatita si 34% au avut schimbari in menstruatie.

Oamenii expusi la TNT pentru o perioada indelungata tind sa sufere de anemie si functionari anormale ale ficatului ; substanta avand efecte si asupra sangelui si cauzand marirea splinei, avand dealtfel efecte nocive si asupra sistemului imunitar.

Explozibili

Un explozibil sau o substanță explozivă este o substanță care din punct de vedere chimic este un amestec, care în anumite condiții (sub acțiunea căldurii sau a unui factor mecanic) reacționează rapid se descompune brusc și violent, cu dezvoltare de căldură, lumină și gaze, provocând o creștere mare a presiunii. Această energie rezultă în urma unei arderi rapide cu formarea într-un timp scurt a unei cantități de gaze care produc o undă de șoc mecanică și sonoră numită detonație.

Printre primele substanțe explosive sintetice a fost trinitratul de glicerină (1847) și nitratul de celuloză (1846) cunoscut sub numele de nitroglicerină. Deoarece nitroglicerina era foarte sensibilă la scuturăturile din timpul manipulării cauzând o serie de accidente. In 1862 Alfred Nobel descoperă dinamita care este un amestec de nitroglicerină cu pământ de Kieselgur. In anul 1875 Nobel realizează obținerea unui exploziv mai puternic printr-un amestec de nitrat de glicerină cu 6 - 8 % nitrat de celuloză.

Cei mai vechi explozivi folosit de tehnica militară era acidul picric și trinitrocrezolul, dezavantajul lor era faptul că corodau metalul grenadei, din care cauză cămașa interioară a grenadelor era lăcuită. Acești explozivi vor fi înlocuiți de trinitrotoluen.

Printre substanțele pe care se bazează explozivii moderni se pot aminti Hexogen, Nitropenta, Octogen.

Page 15: chimie

Explozibili chimici

Explozibilii sunt clasificați ca slabi sau puternici în funcție de descompunerea lor: explozibilii slabi ard rapid, în timp ce cei puternici sunt supuși detonării. Nu există deosebiri mari între explozibilii slabi și cei puternici, datorită dificultăților întâmpinate la observarea și măsurarea lor precisă, în timpul descompunerii rapide.

Descompunerea chimică a unui explozibil poate dura ani, zile, ore sau o fracțiune de secundă. Cel mai greu proces de descompunere are loc în locul în care se depozitează, interesul fiind asupra stabilității sale. Mai interesante sunt două forme rapide de descompunere, deflagrația și detonarea.

Termenul de "descompunere" este folosit pentru a descrie un fenomen de explozie, unde descompunerea este propagată de unde de șoc expozibile traversând materialul exploziv. Unda de șoc frontală este capabilă de a trece de materialul explozibil cu viteze mari, de obicei mii de metri pe secundă.

Explozibilii au de obicei putere energetică mai mică decât combustibilii pe bază de petrol, dar puterea energetică produsă creează un suflu puternic.

Forța explozibilor este eliberată direct perpendicular față de suprafața explodată. Dacă suprafața este tăiată sau modelată, forța explozibilului poate fi orientată spre a produce un efect local mai mare, acesta fiind cunoscut sub numele de încărcătură modelată.

La exploziile mici, descompunerea este propagată printr-o flacără frontală care traversează mai greu materialul exploziv.

Proprietățile unui exploziv ne indică clasa din care face parte. În unele cazuri explozibilul poate fi clasat în altă grupă datorită condițiilor de inițiere. De exemplu explozibilii slabi cât și cei puternici se pot diferienția atât după clasa de transport cât și cea de depozitare.

Explozibili slabi

Un explozibil slab este de obicei un amestec de o substanță care este combustibilul și un oxidant care se descompune rapid(deflagrație). În condiții normale, explozibilii slabi produc o deflagrație foarte variată de la câțiva centimetri pe secundă la aproximativ 400 m/s. Totuși deflagrația poate să fie foarte rapidă astfel încât să producă un efect similar unei detonări. Ca explozibili slabi pot fi considerați praful de pușcă, rachetele de semnalizare.

Explozibili puternici

Explozibilii puternici sunt folosiți de obicei în activități precum mineritul, demolările și activități militare. Suflul detonării atinge viteze între 1.000 și 9.000 m/s. Explozibilii puternici sunt împărțiți în două clase diferențiate de sensibilitate:

Page 16: chimie

Explozibili primari care sunt sensibili la șoc, la căldură fapt căruia va urma detonarea rapidă a acestuia

Explozibili secundari, care mai sunt denumiți și explozibili de bază, care nu sunt sensibili la șoc și căldură. Pot arde când sunt expuși la căldură și flăcări mici, în cantități neînsemnate, dar detonarea poate apărea. Ca si combustibili secundari sunt Dinamita, TNT, RDX, PETN, HMX.

Unele definiții includ și o a treia categorie:

Eplozibilii terțiari, așa numiții agenți de distrugere, care sunt insensibili la șoc, încât au nevoie de un declanșator exploziv la un explozibil secundar.