REFERAT CHIMIE SUBSTANTE EXPLOZIBILE

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu Fluturas
SUBSTANTE EXPLOZIBILECuprinsIntroducere......................................................................2Istoria substantelor explozibile.......................................3Clasificarea substantelor explozibile......8Explozivi primari .........12-Fulminatul de mercur...................................................................12-Fulminatul de argint....................................................................14-Azotura de plumb.........................................................................14-Azotura de argint.........................................................................15Explozivi secundari............... ...16-Trotilul.........................................................................................16-Nitroglicerina ..............................................................................17-Azotatul de amoniu .....................................................................18Pulbere.............................................................................................19-Pulbere negre...............................................................................20-Pulbere coloidale.........................................................................21Compozitii pirotehnice..............................................................22Bibliografie....................................................................................24IntroducereOrice rezultat stiintific este util chiar si atunci cand invalideaza un alt rezultat sau abandoneaza o metoda. Studiul substantelor explozive si al fenomenelor de transformare exploziva a reprezentat Intotdeauna o tentatie asemenea zborului; el s-a configurat ca domeniu distinct mult mai tarziu, datorita mijloacelor costisitoare de experimentare si a multiplelor dificultati In modelare, desi a reprezentat permanent o provocare prin multitudinea aplicatiilor practice.Modelarea efectelor exploziei asupra mediului adiacent sau Inconjurator ocupa un loc important In cadrul programelor de cercetare pe plan mondial pentru modernizarea tehnicilor de utilizare a materialelor explozive. Tendintele Inregistrate se Inscriu pe calea aproximarii cat mai precise a modului de manifestare a efectelor exploziei In scopul anticiparii, Inca din momentul proiectarii, a rezultatelor finale.Dintre toate ramurile industriei chimice, fabricatia substantelor explozive este aceea In care pericolele sunt cele mai mari, deci aici problemele legate de siguranta muncii sunt cele mai profund studiate, datorita faptului ca suntem acele persoane ce lucram cu substante chimice, trebuie sa cunoastem proprietatile explozibile ale substantelor, de aceea am si ales aceasta tema pentru a o studia.Lucrarea data este alcatuita din sase paragrafe ce ne ofera posibilitatea de a lua cunostinta cu istoria, compozitia, proprietatile fizico-chimice a substantelor explozibile, si a compusilor pirotehnici.1 Istoria substantelor explozivePrima Intrebuintare a explozivilor a avut loc In domeniul militar, iarprimul exploziv utilizat a fost pulberea cu fum (pulberea neagra) fabricata dinsalpetru, sulf si carbune. Nu se cunoaste cu exactitate cand si cine a inventatpulberea neagra, dar este cert ca din primul secol al erei noastre, chineziicunosteau amestecurile din salpetru, sulf si carbune. Initial, pulberea neagraera folosita ca mijloc de aprindere, mai tarziu, arabii au descoperit siproprietatile de azvarlire ale gazelor rezultate din arderea pulberilor. In jurulanului 1290, arabii fabricau pulberea neagra dintr-un amestec de 74%salpetru, 10% sulf si 15% carbune, respectiv un dozaj aproape identic cu celde astazi. Urmatorul pas, dupa descoperirea puterii de propulsie a gazelorrezultate din arderea pulberii, a fost inventarea tunurilor. In Europa, tunurile aufost utilizate prima data In batalia de la Crecy (3 tunuri). In secolul al XVI-lea,apare ideea de a construi proiectile gaurite In care sa se introduca pulbereneagra, pentru a mari efectul de distrugere. Aceasta idee a ridicat douaprobleme ce trebuiau rezolvate, respectiv materialul din care sa fie fabricateproiectile pentru a nu se sparge cand se gauresc si modul de initiere aIncarcaturii explozive. Astfel se explica faptul ca bombele si obuzele apar pecampul de lupta doar In secolul al XVII-lea. Odata cu nasterea si dezvoltareachimiei moderne sunt create premizele pentru obtinerea de noi substanteexplozive cu proprietati distructive superioare.In anul 1863 Wilbrand descopera trotilul, dar acesta este folosit la Incarcarea proiectilelor doar Incepand cu anul 1902 In Prusia, dupa punerea la punct a unor metode de nitrare mai economice. Intr-un timp relativ scurt, trotilul a devenit explozivul de baza la Incarcarea proiectilelor de artilerie, lucru explicat printr-o sensibilitate mica la actiunile mecanice, ceea ce elimina pericolul explodarii In timpul tragerii.In anul 1879 Mihler descopera tetrilul, exploziv puternic si brizant, foarte sensibil la amorsare, proprietati care determina ca In prezent sa fie unuldin principalii explozivi folositi la prepararea detonatorilor pentru focoase si capse detonante.Inca de la descoperirea nitroglicerinei, In anul 1846, de catre italianulA. Sobrero, acesteia i-au fost recunoscute proprietatile explozive, ca siposibilitatile de folosire In exploatarile miniere, dar pericolele de fabricatie side utilizare, fiind atat de mari, au facut ca aceasta sa fie putin utilizata pana Inanul 1864, cand A. Nobel breveteaza prepararea sa. Pentru a reducesensibilitatea nitroglicerinei, Nobel o absoarbe Intr-o roca organica -kieselguhr - obtinand astfel dinamita guhr (1867). Pentru a initia dinamita guhr,Nobel pune la punct primul detonator, construit dintr-o anvelopa metalica carecontine fulminatul de mercur. Aceasta descoperire poate fi considerata ca fiindunul din evenimentele cele mai importante din dezvoltarea explozivilor.Datorita neajunsurilor prezentate de pulberile negre, respectivcompozitia pulberii negre care nu furnizeaza o energie utilizabila suficienta sinecesitatea adaptarii granulatiei pulberii, functie de viteza pe care dorim sa oobtinem la o arma, paralel cu obtinerea unor noi explozivi au fost amplificateeforturile pentru descoperirea de noi pulberi. Astfel, dupa descoperireanitrocelulozei si nitroglicerinei, doua substante explozive care nu puteau fifolosite la lansarea proiectilelor din armele de foc, prin prelucrareacorespunzatoare a acestora s-a obtinut o noua clasa de pulberi - pulbericoloidale sau pulberi fara fum. In acest sens Vieille, In anul 1884, a tratatnitroceluloza cu o solutie de alcool-eter, obtinand o substanta coloidala carearde fara ca gazele calde degajate sa o patrunda si astfel sa o dezagrege. DesiNobel realizase dinamita din 1867, ea nu putea fi folosita ca forta de propulsieIntr-o arma de foc. In anul 1875, el obtine dinamita goma, adaugand lanitroglicerina o mica proportie de nitroceluloza (8%). Crescand aceastaproportie pana la 50%, Nobel obtine In 1888, o substanta cornoasa numitabalistica, cu proprietati de combustie total analoage cu cele prezentate depulberea lui Vieille. Aceste pulberi, denumite coloidale, prezinta avantajul ca,datorita gelatinizarii, gazele de combustie nu pot patrunde In suprafata pulberiisi astfel combustia va avea loc In straturi paralele, iar debitul gazelor decombustie poate astfel sa fie reglat prin forma si dimensiunile grauntilor, lucruimposibil In cazul pulberii negre. Alte avantaje ale acestor pulberi constau Inenergia eliberata de unitatea de masa, care este mult mai mare si proprietateaca Intreaga masa a pulberii se gazifica, respectiv producerea de fum esteneglijabila.Aparute In Germania, pulberile cu nitroglicerina s-au impus Inmajoritatea tarilor In intervalul dintre cele doua razboaie mondiale, dardependenta acestor pulberi de o baza deficitara de materii prime si puternicaactiune eroziva asupra materialului gurilor de foc au facut sa se caute unInlocuitor al nitroglicerinei. Astfel au aparut pulberile diglicolice, adica pulbericu dinitroglicol. Dinitroglicolul prezinta o capacitate de gelatinizare mai bunadecat a nitroglicerinei si nitrocelulozei, obtinandu-se o suprafata a elementelorde pulbere mult mai uniforma, ceea ce conduce la o dispersie a vitezelor multmai mica. Alt avantaj al acestor pulberi consta In posibilitatea introducerii Inmasa lor a unor amestecuri mecanice, cum ar fi sulfatul de potasiu sau altesaruri, ce nu prezinta proprietati de gelatinizare, dar produc anihilarea flacariila gura tevii. Aceste pulberi au putere calorifica mai scazuta, fapt pentru carese reduce uzura tevii, dar In acelasi timp scade si viteza lor de deflagratie.Capacitatea de gelatinizare buna a dinitroglicolului a deschis calea realizariiasa numitelor pulberi brizante, prin introducerea de explozivi In masa lor.In ceea ce priveste explozivii de initiere, cu toate neajunsurile sale,fulminatul de mercur a fost un timp Indelungat singurul exploziv de initierefolosit. Abia In 1890, Curtius prepara azotura de plumb, exploziv de initiere cuo mai mare siguranta In manipulare si Intrebuintare decat fulminatul demercur. In perioada celui de al doilea razboi mondial au Inceput sa fie utilizatiInca doi explozivi de initiere, respectiv stifnatul de plumb si tetrazenul.Dupa ce aerul si oxigenul au putut fi lichefiati, s-a propus constituireade explozivi pe baza de oxigen lichid, asociindu-se drept combustibil: carbunepulverizat, petrol absorbit In kieselguhr si negru de fum.Perioada de dupa primul razboi mondial se caracterizeaza prinaparitia unor explozivi de mare brizanta cum ar fi pentrita si hexogenul.Pentrita, cunoscuta din 1894 cand a fost introdusa de germani pentrua usura combustia pulberilor fara fum, este un exploziv puternic cu o maresensibilitate de amorsare, drept urmare poate fi introdus In numeroaseamestecuri ca agent sensibilizant.Hexogenul a fost preparat 1899 de Henning, dar abia in 1922 Hertzevidentiaza proprietatile sale explozive. Hexogenul, cunoscut de americanisub denumirea de ciclonit, numit de englezi RDX iar de italieni T4, este unexploziv brizant, relativ sensibil la soc si la amorsare si foarte inflamabil. Fiindmai putin sensibil la frecare decat pentrita, este de multe ori preferat acesteia.O mare Intrebuintare au capatat-o, In anii ultimului razboi,amestecurile din diferite proportii ale tetrilului, hexogenului si pentritei cutrotilul. Explozivii destinati Incarcaturilor cu efect cumulativ, trebuie sa secaracterizeze printr-o sensibilitate destul de mare pentru a usura initierea siprintr-o viteza mare de detonatie pentru a forma jetul cel mai eficace dedetonatie. Aceste cerinte sunt Indeplinite de pentolita, care reprezinta unamestec de pentrita si trotil, de ciclotol obtinut prin combinarea hexogenului cutrotilul sau de un alt amestec exploziv, cunoscut sub numele de PTX, carerezulta din combinarea hexogenului cu trotilul si tetrilul.Explozivul, care a devenit foarte utilizat datorita procesului defabricatie simplu, sau unor proprietati explozive excelente poseda cea maimare brizanta dintre toti explozivii de sensibilitate comparabila- este haleitasau EDNA (etilen dinitramina) care a fost descoperita In 1877 de Franchimontsi Klobbie, dar ale carui proprietati explozive au fost recunoscute In 1935. Inamestec cu trotilul formeaza ednatolul.In anii de dupa cel de-al doilea razboi, o mare raspandire au capatat-oexplozivii plastici. Problema realizarii de explozivi plastici se reduce la gasireaunei tehnologii datorita careia sa se confere consistenta plastica unui exploziv depotential Inalt, fara a rezulta prin aceasta, o atenuare a caracteristicilor luienergetice si care sa poata suporta mai bine efectele unei solicitari puternice lacare este supus explozivul. Inca de la Inceputul acestui secol, s-au brevetatdiferite tehnologii de plastifiere a trotilului sau a altor explozivi, dar nici una nu adat satisfactia dorita, Intrucat prin aceste tehnologii de plastifiere s-a sacrificat Intromasura prea mare puterea substantelor explozive. Solutia care s-a impus sicare a dus la realizarea de explozivi plastici este cea oferita de obtinerea unuiexploziv coloidal compus dintr-un nitroester si nitroceluloza. In prezent au fostobtinuti explozivi plastici a caror putere este aproape egala cu aceea aexplozivilor moleculari. In plus, explozivii plastici prezinta o remarcabilainsensibilitate la actiunile mecanice, ceea ce face ca atunci cand sunt Incarcati Inproiectile, sa poata rezista la acceleratiile mari si la socurile dinamice ce apar laviteze mari si In special la impactul cu blindajul.Un pas important, dar nu benefic pentru omenire, In marirea forteidistructive a explozivilor, l-a facut fizica prin descoperirile sale In domeniulenergiei atomice. Astfel, Incepand cu deceniul cinci, al acestui secol, a aparutun domeniu nou, alaturi de acela clasic al explozivilor chimici, domeniulexplozivilor nucleari.2 Clasificarea substantelor explozivePrin substante explozive denumite in limbajul uzual si explozivi se Intelege substanta sau amestecul de substante care sub actiunea unui impuls de initiere caloric , mecanic, electric sau chimic - are proprietatea de a se descompune brusc si violent, cu dezvoltare de caldura, lumina si gaz provocInd o crestere mare a presiunii la locul exploziei.Explozia este un proces de transformare fizico-chimica a materiei extrem de rapid , Insotit de o degajare de caldura si de formare unor gaze sau vapori puternic Incalziti care conduc un lucru mecanic de distrugere sau de deplasare. Descompunerea exploziva are la baza reactii chimice de descompunere sau oxidoreducere.Procesul de transformare exploziva este caracterizat de actiunea simultana a urmatorilor factori: viteza mare a transformarii, caracterul exoterm al transformarii si formarea produsilor gazosi.Cel mai caracteristic dintre acesti factori este viteza procesului, care variaza pentru diversi explozivi de la fractiuni de metru pIna la mii de metri pe secunda.In functie de viteza procesului, transformarea exploziva se prezinta sub doua forme principale deosebite: deflagratia si detonatia.Deflagratia se caracterizeaza printr-o viteza relativ mica a transformarii de ordinul milimetrilor sau al metrilor pe secunda.Detonatia se caracterizeaza printr-o viteza mare a transformarii de ordinul miilor de metri pe secunda. Viteza de detonatie reprezinta o constanta a Incarcaturii de exploziv si constituie caracteristica comparativa de baza dintre diversi explozivi. Aceste viteze sunt cuprinse In limitele a 3000-10000m/s, evidentiindu-se explozivii realizati recent cu viteze de detonatie de peste 8 000 m/s.Actiunea cumulativa consta in multiplicarea puterii exploziei prin concentrarea acesteia Intr-o anumita directie concentrarea jetului exploziv pe o directie formInd un jet cumulativ.Viteza de miscare a jetului este de peste 10 000 m/s la o presiunea de 100 000 kgf/cm2; permitind perforarea blindajelor de otel cu grosimi de 400-800mm.Substantele explozive folosite In tehnica militara se pot clasifica In functie de domeniul de utilizare (figura 1) In urmatoarele grupe:Explozivii primari se utilizeaza la amorsarea celorlalti explozivi deoarece initierea lor necesita energii de activare mici. Forma lor specifica de transformare exploziva este detonatia. Sunt utilizati la fabricarea mijloacelor de initiere.Reprezentanti:Fulminatii metalelor grele(fulminatul de mercur fulminatul de argint);Derivatii acidului azotic (azotura de plumb si azotura de argint);Stifnatii si picratii metalelor grele(sifnatul de plumb);Diazodinitrofenolul;Tetrazenul;Explozivi secundari sau brizanti, In stare pura sau In amestec cu alte substante explozive sau neexplozive, se Intrebuinteaza la Incarcarea tuturor tipurilor de munitii(grenade, mine, proectile, bombe), la realizarea fitilelor detonate, ori ca Incarcaturi explozive utilizate la lucrari de puscare, afinare, derocare s.a., in unele tehnologii neconventionale (placare ambutisare stantare mandrinare, durificare) etc.ReprezentatiNitroderivatii din seria aromatica(trotilul, tetrilul, dinitrobenzenul);Nitroderivatii ai aminelor(hexogenul, octogenul);Nitratii sau esterii acidului azotic(nitratul de glicerina nitratul de celuloza si pentrita);Amestecuri explozive (amoniti, amonali, amatoli, dinamite si oxilicviti ).Intre cele doua tipuri prezentate, nu se poate face o delimitare exacta, IntrucIt exista unii, de exemplu pentrite sau tetritul, care au unele proprietati ce Ii situiaza Intre explozivii primari si secundari sau chiar acelasi exploziv In conditii diferite se poate comporta ca exploziv primar sau secundar.Fgura 1. Clasificarea substantelor explozive Pulberile au ca forma principala de transformare exploziva deflagratia combustie rapida ce se desfasoara de obicei fara aportul oxigenului atmosferic, cu viteze sub 200 m/s. Transmiterea reactiei (care de obicei este de oxido-reducere, exoterma, puternic gazogena) de la un strat la altul se face prin conductibilitate termica dInd nastere unui lucru mecanic progresiv, de propulsie sau azvIrlire.Pulberile negre sunt amestecuri mecanice formate in general din trei componenti, oxidant, carburant, liant. Ele au ca forma specifica de transformare exploziva deflagratia - o combustie rapida cu viteze ce pot atinge 500m/s si sunt utilizate pentru operatii de derocari, la fabricarea Incarcaturilor de amplificare a impulsului mijloacelor de initiere, ori a Incarcaturilor de evacuare a subansamblelor din anvelopele metalice, la confectionarea releelor IntIrzietoare si a fitilelor de amorsare, ordinare.Pulberile coloidale reprezinta compusi ai nitrocelulozei, substanta furnizoare de energie - transforma in coloid cu ajutorul gelatinuzatorilor. Daca gelatinizatorul este neutru sub raport energic(ex . amestec alcool-eter)pulberile obtinute sunt monobazice sau pulberi de baza simpla. Daca gelatinizatorul este substanta exploziva(ex .nitroglicerina), atunci pulberea devine multibaza ; numarul de baze este dat de numarul substantelor furnizoare de energie din compunerea pulberii. Ele sunt utilizate la fabricarea Incarcaturilor de azvIrlire (pulberi balistice), la propulsia rachetelor(combustibili omogeni).Compozitiile pirotehnice sunt amestecuri mecanice de cel putin trei componenti oxidant, carburant, liant ce au ca principala forma de transformare exploziva combustia , a carei viteza variaza in functie de efectul pirotehnic pentru care au fost proiectate. Ele se Intrebuinteaza la iluminarea, incendierea, fumizarea, mascarea sau indicarea obiectivelor, la marcarea unor portiuni din traiectoria proiectilelor, la imitarea unor zgomote, la realizarea cordoanelor IntIrzietoare si la mult apreciate focuri de artificii.Toate aceste materiale explozive, indiferent ca sa utilizeaza in domeniul civil sau militar, trebuie sa corespunda unor cerinte:De siguranta In manipulare , transport si exploatareDe efect maximDe ordin economic si strategic 3 Explozivi primariExplozivii primari se utilizeaza pentru initierea transformarii explozive a altor grupe de explozivi. De aceea, explozivii primari se mai numesc si explozivi de initiere. Transformarea exploziva a explozivilor de initiere este determinata de o actiune mecanica sau termica, relativ slaba si se caracterizeaza printr-o perioada scurta de crestere a vitezei procesului pIna la valoarea maxima.Principala lor forma de transformare exploziva este detonatia si In conditii obisnuite, ei pot deflagra numai in cantitati extrem de mici.Sensibilitatea lor foarte mare, comparativ cu ceilalti explozivi chimici, permite sa fie identificati destul de usor. Celelalte caracteristici explozive importante au valori mai mici decIt explozivii secudari; astfel viteza de detonatie este sub 5200m/s, volumul specific mai mic de 500 l/kg, brizanta sug 50% din cea a trotilului, caldura de explozie mai mica de 2000 kJ/kg.Numarul explozivilor primari, din ratiuni economice, practice de utilizare, stabilitate chimica si putere de initiere, este limitat, desi au fost brevetati foarte multi.Dupa ultimul razboi mondial, experienta a demonstrat ca numarul explozivilor de initiere utilizati ramIne aproximativ constant, cei mai des folositi fiind: Fulminatul de mercur , stifnatul de plumb, azotura de plumb, tetrazenul, diazodinitrofenolul si intr-o mica masura sulfocianatul de plumb.Gama explozivilor de initiere cu fabricare industriala difera si de la o tara la alta functie de posibilitatile tehnice si traditia In domeniu.Explozivii de initiere se Intrebuinteaza mai ales pentru Incarcarea capselor de aprindere si capselor detonate.Fulminatul de mercurHg(CNO)2Fulminatul de mercur este cel mai vechi dintre explozivii primari, fiind preparat prima data de Johman von Lowenstren (1630-1703), dar numai in 1799 Edward Howard a descris prepararea si proprietatile sale.El este un exploziv de initiere cu caracteristici interesante, fiind utilizat mult timp in amestecuri cu alti componenti pentru capsele de aprindere si in stare pura In capsele detonate.Gradul de utilizare a crescut datorita principalului sau dezavantaj lipsa de stabilitate chimica la temperatura peste 50C.Proprietatile fulminatului de mercurFulminatul de mercur se prezinta sub forma de cristale de culoare alb-cenusiu. In practica se IntIlnesc doua tipuri de fulminat: alb si gri in functie de concentratia si proportia materiilor prime. Acesti factori pot influenta chiar si marimea cristalelor.Fulminatul de mercur se conserva bine in apa rece In care este insolubil, dar este solubil In alcool, amoniac piridina si solutie de clorura de potasiu. CInd este umezit cu 5% apa explozia nu se propaga, iar cInd contine 25% apa, explozia nu se va mai produce.In stare uscata este periculos datorita sensibilitatii sale excesive, desi In aceasta stare poate fi conservat mult timp fara sa se altereze; In stare umeda fulminatul de mercur se descompune usor.Astazi pe plan mondial, fulminatul de mercur este utilizat din ce In ce mai rar, fiind Inlocuit de azotura de plumb si stifnatul de plumb.Ecuatia de descompunere a fulminatului de mercur este urmatoarea:Hg(ONC)2 -2CO + N2 + HgTemperatura produsilor gazosi dezvoltati la explozie este Inalta si poate sa ajunga la 3560oC, compozitia produsilor de reactie, determinata experimental, fiind urmatoarea: CO2 0.15% , CO- 65.7%, N2 32.28% si Hg 1.87%.Fulminatul de mercur este mai sensibil la impact decIt azotura de plumb si stifnatul de plumb. Fiind la fel de sensibil la impact ca tetrazenul si diazonitrofenolul (DDNF), acesti 3 explozivi sunt cei mai utilizati in armata.Una din cele mai reprezentative caracteristici ale sale este sensibilitatea la percutie. Stabilirea chimica relativ redusa este un alt dezavantaj pentru care se Incearca Inlocuirea sa.Manuirea fulminatului de mercur este o operatie de periculoase din punctul de vedere al toxicitatii. Atmosfera nu trebuie sa contine mai mult de 0.1 mg/m3 , iar contactul cu pielea trebuie evitat.Fulminatul de ArgintAgCNOFulminatul de argint (AgCNO) este un exploziv primar cu proprietari usor superioare fata de compusul mercuric, dar mult mai costisitor si periculos; el cristalizeaza sub forme aciculare albe si lucioase, este putin solubil in apa rece si mai solubil In apa calda; se Inchide la culoare sub actiunea luminii devenind mai sensibil la soc In comparatie cu fulmiatul de mercur.Fulmiatul de argint are o capacitate de initiere superioara fulminatului de mercur; este mai putin hidroscopic si mai stabil, iar la 130oC detuna .Cu toate avantajele prezentate, datorita pretului de cost ridicat s-a utilizat numai in produse speciale in SUA si ItaliaAzotura de plumbPb(N3)2Acidul azothidric si sarurile sale de plumb, argint, mercur au fost preparate pentru prima data de Curtius in 1890. Fabricarea si utilizarea sa a Inceput Insa dupa primul razboi mondial, mai Intai In Germania , Inlocuind in anumite mijloace de initiere fulminatul de mercur.Azotura este practic insolubila In apa (in 100 ml apa aflata la 18oC se dizolva doar 0.023g, cantitate care creste la 0.5g daca temperatura devine 100oC), nu se dizolva In alcool etilic, se dizolva In amoniac, acid azotic diluat si acid sulfuric si este solubila In acetat de sodiu si de plumb.Datorita temperaturii de inflamare relativ ridicate (327oC), pentru marirea sensibilitatii la temperatura a azidei, se adauga Intotdeauna, In proportii de circa 60% stifnat de plumb, care scade valoarea temperaturii la 288oC.Sub actiunea flacarii, azida detuna, dar ea este relativ insensibila la acest tip de impuls initial. Daca se Incalzeste la 250oC, se descompune in azot si plumb fara explozie.Sensibilitatea la frecare a azoturii pure este cea mai mare dintre toti explozivii primari, fiind cuprinsa intre 0.1 si 1 N. Sensibilitatea la soc si frecare mai este In functie si de marimea si forma cristalelor.Un adaos de 5% de apa nu se scade sensibilitatea la actiuni mecanice, iar experienta a demonstrat ca produsul detuna chiar sub apa. Sensibilitatea la scIntei electrostatice este relativ mica (7 mJ); de aceea pentru Imbunatatirea ei se amesteca cu stifnat de plumb.In stare uscata azotura are densitatea reala de 4.71 g/cm3, iar cea gravimetrica de 1.5g/cm3, nu reactioneaza sau corodeaza otelul, fierul, nichelul, aluminiu, plumbul, zincul, staniu, cupru.Azotura de plumb devie inactiva si neexploziva daca este suficient de tratata c-o solutie de 5% acid azotic sau dizolvata Intr-o solutie apoasa de acetat de amoniu 10%.Comparativ cu alti explozivi de initiere azotura prezinta dezavantajul unei relative insensibilitati la flacara.Obtinerea azoturii de plumb se desfasoara in trei trepte:1.2Na + 2NH3 ==> 2NaNH2 + H22.NaNH2 + N2O ==> NaN3 + H2O3.2NaN3 + Pb(CH3COO)2 ==>Pb(N3)2 + 2CH3COONaAzotura de argintAgN3Azotura de argint (AgN3) este un exploziv primar putin utilizat, fiind mult mai costisitor decIt azotura de plumb; s-a folosit in Italia In detonetori speciali.Azotura se prezinta sub forma unor cristale aciculare, albe, apte sa initieze trotilul (0.05). Comparativ cu azotura de plumb, este mai sensibila la frecare si mai insensibila la soc si are avantajul ca temperatura de decrepitatie este mai redusa, deci nu trebuie amestecata cu stifnatul de plumb; temperatura sa de topire este de 251oC, iar la 273oC detuna puternic.Prezenta impuritatilor si a defectelor de natura amorfa Ingreuneaza Incarcarea(apar dilatari la compresiune). Substanta este insolubila in apa, alcool, eter si acetona, dar solubila In acizii concentrati, acid azotic diluat si amoniac.4 Explozivi secundariExplozivii secundari sunt acei explozivi care se initiaza prin intermediu celor primari, sunt substantele sau amestecurile ca cea mai mare Intrebuintare din punct de vedere cantitativ, In momentul de fata. Pe baza lor se obtine o gama larga de amestecuri explozive cu destinatie militara sau civila dar, desi au caracteristici diferite (sensibilitate, densitate, viteza de detonatie, brizanta), toate se folosesc in scopul obtinerii unui efect mecanic dorit, perfect reproductibil , cu cheltuieli minime.Primii explozivi de baza utilizati la Incarcarea munitiilor au fost compusii nitroaromatici in stare pura sau amestec cu azotat de amoniu.In prezent cunoastem urmatorii explozivi secundari cum sunt: trotilul, pentrita, hexogenul, octogenul, tetrilul, nitroglicerina, azotatul de amoniu.Trotilul ( C7H5(NO2)3 este cel mai reprezentativ si ramIne Inca cel mai utilizat din lume; el are un pret de cost redus, se Incarca usor si prin turnare, mai ales ca are punctul de topire sub temperatura de fierbere a apei.IncepInd cu al doilea razboi mondial a aparut o noua generatie de baza, ca pentrita, utilizata In capse si fitile detonate, explozivi plastici, dar mai ales hexogenul, mult mai performant explozivul standart, Insa prezinta dificultati la Incarcare si utilizare datorita sensibilitatii mari, fapt ce impune flegmatizarea sa. Hexogenul a devenit astfel de important ca trotilul. In scopul cresterii permanente s-au cautat explozivi cu densitati si viteze de detonatie ridicate, octogenul. Acest produs atinge viteze de detonatie de D= 9150m/s la -0= 2.01g/cm3.TrotilTrotilul face parte din grupa nitroderivatilor si a fost preparat pentru prima data de Hausserman In 1891. A Inceput sa fie utilizat la Inceputul secolului nostru, devenind treptat cel mai Intrebuintat si totodata explozivul standart.Aceasta proprietate de substanta de referinta demonstreaza o data In plus faptul ca o buna perioada a fost singurul exploziv folosit la Incarcarea munitiilor, ca pe baza lui s-a executat o gama foarte larga de testari privind efectele prin suflu, schije etc.Trotilul pur, 2,4,6 trinitrotoluen, este solid cristalizat In sistem romboedric, incolor.Produsul este practic insolubil in apa, 0,15% la 100oC si 0,01% la 0 oC, dar se dizolva bine In solventi organici, cum ar fi benzen , toluen, eter, etanol s.a.Molecula compusului chimic este puternic suboxigenata, chiar supracarburata (In urma descompunerii apare depozit de carbon), balanta de oxigen BOCO2= -74%, fapt ce influenteaza negativ volumul specific, V0= 6201 l/kg si caldura de explozie, Qe= 5060J/g.Datorita materiilor prime uzuale si relativ ieftine a proceselor tehnologice destul de simple, trotilul reprezinta substantta de baza pentru multe Incarcaturi ce destinatie militara si civila.NitroglicerinaTri-nitroglicerina a fost descoperita In anul 1846 de catre chimistul italianA. Sobrero.Nitroglicerina este un lichid uleios exploziv deosebit de puternic si de instabil, are punctul de topire p.t = +13,2 oC , partial solubil in apa. In cantitate mica arde In aer. Incalzita la 40 oC Incepe sa degaje un miros caracteristic, temperatura ce marcheaza si o crestere a sensibilitatii, la 145 oC fierbe, iar volatilitatea la 60 oC este de 0,11mg/cm2/ora. Prin Incalzire rapida la 180 oC, explodeaza. Este foarte sensibil la lovire si frecare.Nitroglicerina este totodata unul dintre cei mai puternici explozivi secundari cu balanta de oxigen pozitiva BOCO2 = +3,5% , cu volum important de gaze V0= 782 l/kg ce degaja la explozie, o substantiala cantitate de caldura Qe=6310 kJ/kg.Explozia se datoreaza unei oxidari intramoleculare a atomilor de carbon si hidrogen pe socoteala oxigenului din grupele de acid azotic.2 C3H5(ONO2)3 6CO2 + 5H2O + 3N2 + 1 O2Sub impulsul unui mijloc de initiere detuna cu o viteza de D= 7600 m/s.Nitroglicerina se Intrebuinteaza la producerea unei game largi de explozivi, de pulberi, precum si In industria farmaceutica.Azotatul de amoniuAzotura de amoniu NH4NO3, este o sare incolora, formInd cristale rombice hidroscopice. Este foarte solubil In apa; 100g apa dizolva 119 g la 0 oC, 214g la 25 oC si 870g la 100 oC. Se utilizeaza ca IngrasamInt agricol si la fabricarea anumitor explozivi industriali (pentru mine, cariere, tuneluri etc.), de obicei amestecat cu explozivi organici (trotil, nitroglicerina). Incalzit slab, pe la 170 oC azotatul de amoniu se descompune In protozit de azot si vapori de apa. La temperatura mai Inalta, reactia ia un curs diferit si forma unei deflagratii, decurgInd cu flacara galbena:2NH4NO3N2 + 2NO + 4H2OSub actiunea unei capse de fulminat de mercur se produce o detonatie:2NH4NO32 N2 +4H2O + O2La explozia azotatului de amoniu, ca si la explozivii organici nu se formeaza substante solide(fum).5 PulberiPrima Intrebuintare a explozivilor a avut loc In domeniul militar, iarprimul exploziv utilizat a fost pulberea cu fum (pulberea neagra) fabricata dinsalpetru, sulf si carbune. Nu se cunoaste cu exactitate cand si cine a inventatpulberea neagra, dar este cert ca din primul secol al erei noastre, chineziicunosteau amestecurile din salpetru, sulf si carbune. Initial, pulberea neagraera folosita ca mijloc de aprindere, mai tarziu, arabii au descoperit siproprietatile de azvarlire ale gazelor rezultate din arderea pulberilor. In jurulanului 1290, arabii fabricau pulberea neagra dintr-un amestec de 74%salpetru, 10% sulf si 15% carbune, respectiv un dozaj aproape identic cu celde astazi.Pulberile sunt substantele care In urma unei reactii exoterme pot furniza energia necesara miscarii proectilului In gura de foc si pe traiectorie, sau pentru propulsia rachetelor. Ele se folosesc si la realizarea unor dispozitive pirotehnice.Pulberile se aprind relativ usor, iar In volum Inchis ard uniform, viteza de ardere fiind proportionala cu presiunea.In domeniu militar cele mai Intrebuintate sunt pulberile coloidale, care au o gama larga de culori. In general ele nu se topesc, sunt higroscopice decIt explozivii primari si secundari, nu reactioneaza cu metalele si se gasesc sub forma de tuburi unu sau mai multe canale, benzi, lamele, tiruri.Substantele ce intra In aceasta grupa sunt mai insensibile la socuri mecanice decIt explozivii, dar cu temperatura durepitatie mai mica decIt acestea, ea fiind, In general, Intre 160oC si 200oC . Pentru a-si indeplini destinatia, pulberile trebuie sa aiba un volum mare de gaze ( V0= 750 l/kg), caldura ce apare deflagratie sa fie importanta (Qe=3500 kJ/kg), dar sa nu produca deteriorarea prematura a interiorului tevii, sa dezvolte forte In jur de 1000 kJ/kg.O problema deosebita ea pulberilor coloidale reprezinta stabilitatea, deoarece In componenta lor intra substante care se descompun In timp si pot da nastere autoaprinderi.Pulberi negre (pulberi cu fum)Pulberile negre sunt amestecuri eterogene, solide, de azotat de potasiu sau uneori de azotat de sodiu, de sulf si carbune, materiile prime fiind maruntite fin si amestecate intim.Optimul proprietatilor explozive se pare ca se gaseste pentru compozitii in jur de 75% azotat de potasiu 15% carbune si 10% sulf. Pentru pulberile ce ard foarte lent, continutul de sulf poate fi majorat pIna la 20%, iar cel de carbune pIna la 18%, proportia de KNO3 scazind pIna la 62%.In tabelul 2 sunt prezentate unele retele curent utilizate:CompozitiaP r o p r i e t a t iKNO3SCDens. gravimetricaViteza de ardere%%%g/cm3m/sPb. de vinat. 16022180,9 0,94344 364Pb. de vInat. 25824180,9 0,94340 360Pb. de vInat. 37515100,99 1,033400 420Pb. fina lenta5230180,900 0,925320 340Pb. uz militar7810120,86 0,99364 384Pulberea neagra se inflameaza usor, dar combustia sa nu tranziteaza niciodata In detonatie, chiar sub confinarea cea mai puternica sau la initierea acestea cu un detonator.Deflagratia pulberii negre se efectuiaza totusi cu viteza ridicata ( pIna la 500-900m/s ) si se manifesta deci prin transformari explozive violente a caror efecte sunt asemanatoare cu cele ale unei detonatii. Din aceste motive pulberea neagra din punctul de vedere a reglementarilor internationale de transport, este clasificata ca un exploziv si nu ca o pulbere.O posibila ecuatie de descompunere a pulberii negre va fi urmatoarea:20KNO3+32C+8S5K2CO3+K2SO4+K2S2O3+3K2S+11CO2+16CO + 10N2Sensibilitatea pulberii negre la flacara este mai mare In comparatie cu sensibilitatea la soc si frecare.Utilizarea pulberii negreDesi a fost utilizata pe scara larga atIt in domeniu militar, cIt si In cel civil pIna in secolul trecut, fiind singura substanta exploziva de propulsie sau distrugere, In zilele noastre ea nu mai este des utilizata.Pulberea neagra sub diferite forme mai este utilizata si la releele Intarzietoare din focoasa, sigurante pirotehnice si altele. Utilizarea ei In domeniul militar necesita granulometrie controlata, conditii de compozitie chimica si densitate foarte stricta.In domeniul civil se utilizeaza la confectionarea fitilelor de amorsare, ca Incarcatura de azvarlire la unele cartuse de vInatoare, In minerit sau industria materialelor de constructii, ca Incarcatura de distrugere. Nu In ultimul rInd pulberea neagra, este mult utilizata In focurile de artificii ca Incarcatura de azvIrlire, propulsie si amortizare.Pulberi coloidale (pulberi fara fum)Pulberile coloidale reprezinta compusi ai nitrocelulozei (NC) substanta furnizoare de energie transforma In coloid cu ajutorul gelatinizatorilor. Daca gelatinizatorul este negru sub raport energetic (exemplu amestec alcool-eter ) pulberile obtinute sunt monobazice, sau pulbere cu baza simpla. Daca gelatinizatorul este substanta exploziva (exemplu trinitroglicerina) atunci pulberea devine multibaza. Ele sunt utilizate la fabricarea Incarcaturilor de azvIrlire, la propulsia rachetelor.Pulberele fara fum sunt coloizi solizi, la exterior prezentIndu-se ca niste substante cornoase, semitransparente In placi subtuiri. Culoarea lor variaza de la galben, la verde Inchis, bruna sau chiar neagra, In raport de compozitia si procedeul de preparare a masei de pulbere.6 Compozitii pirotehniceCompozitiile pirotehnice sunt amestecuri de doi sau mai multi componenti, de regula oxidant, carburant si alte adaosuri, ce dau prin ardere sau combustie efecte luminoase, termice, fumigene, acustice, sau de alta natura.Exista o multime de compozitii pirotehnice iar Incercarea de a clasifica si indica tipul si natura componentilor acestora este Intotdeauna subiectiva. In general se poate afirma ca Intr-o compozitie pirotehnica se pot IntIlni urmatorii componenti:-Oxidanti-Carburanti-Lianti-Alte adaosuriOxidantii au rolul de a furniza agentul carburant necesar reactiei de oxido-reducere cu substanta carburanta. In unele compozitii rolul acestuia este preluat de oxigenul din aer.Ca oxidanti se utilizeaza urmatoarele substante:-Nitrati KNO3 , NaNO3 , Ba(NO3)2 , Sr(NO3)2-Clorati KClO3 , Ba(ClO3)2-Perclorati KClO4 , NaClO4-Peroxizi - BaO2-Oxizi Fe3O4 , Fe2O3 , MnO4 , Pb3O4-Sulfati Na2SO4 , BaSO4Carburantul este elementul indispensabil unei compozitii pirotehnice, caldura eliberata In cadrul proceselor fizico chimice ale combustiei sau arderii acestuia, dar si natura produselor de reactie rezultate determina In mare masura efectul pirotehnic.Ca carburant se pot folosi urmatoarele substante:-Metale: Al, Mg, Ba, Zn-Metaloizi: P, S, C.-Sulfuri: P2S3, (NH4)2S, Fe2S3.-Siliciuri: Ca2S-Hidrocarburi: petrol, benzina, titei, terebentita, benzen.-Hidrati de carbon: amidon, lactoza, zaharoza.Compozitiile pirotehnice se pot clasifica In patru grupe :1.Compozitii de iluminare2.Compozitii calorice3.Compozitii fumigene4.Compozitii sonoreBibliografie:Popa Calin, Chimia substantelor Chimice, Editura Academiei Militare, Bucuresti 1999