Nobel e a Dinamite

 

A nitroglicerina, explosivo de alto poder de detonação, apresenta uma grave desvantagem em relação a qualquer outro explosivo: é altamente  instável ao manuseio, ou seja, apresenta a sua manipulação e seu transporte muito dificultosos. Esse problema praticamente impediu o uso da nitroglicerina durante muito tempo, mesmo muitos homens morreram tentando encontrar uma solução. Esse problema fora resolvido pelo químico sueco Alfred Nobel, homenageado no Prêmio Nobel.

Nobel, por muitos anos trabalhava com a nitroglicerina, que na época era unicamente produzida a partir do glicerol e do ácido nítrico. Nessa época já eram muito frequentes os acidentes com o explosivo, incluindo aquele que teria tirado a vida de seu irmão Emil Nobel. As autoridades viriam a suspender todos os testes com a nitroglicerina por não encontrarem formas de manipulação segura.

A solução para esse problema seria encontrada por Nobel em 1864, a experimentar adicionar à nitroglicerina alguns aditivos e substâncias mais diversas, até que um tipo de argila viria a promover a estabilidade necessária à nitroglicerina, transformando um líquido altamente instável em um composto sólido e maleável. Já no ano seguinte Nobel patenteou a sua descoberta com a denominação de dinamite, a qual se assemelha muito à dinamite utilizada atualmente, sobretudo no meio da construção civil.

E essa era a utilização da dinamite prevista por Nobel, única utilização. Mas logo a sua intenção fora ignorada. Na segunda guerra mundial a dinamite foi utilizada como uma arma altamente mortal. Nobel percebeu que seu nome estaria para sempre associado a quem produziu um explosivo extremamente mortal. Para amenizar a situação, criou então um instituto para promover a paz planetária, o qual hoje distribui prêmios àqueles que se destacam em várias áreas. Dessa forma, percebe-se que algumas vezes a intencionalidade inicial não corresponde à execução de uma atividade, o que pode ocorrer na esfera das ciências ou em qualquer outra de nossa sociedade.

Fonte:http://www.infoescola.com/curiosidades/nobel-e-a-dinamite/

Octanitrocubano

 

As características imprescindíveis a todo bom combustível é sua capacidade de decompor-se em um curto intervalo de tempo, em um processo exotérmico, isto é, que irá liberar enorme quantidade de energia. Neste aspecto, um dos mais famosos explosivos é nitroglicerina. Particularmente associada ao poder de detonação da nitroglicerina está a sua alta velocidade de decomposição. Assim, esta rápida decomposição irá liberar uma grande quantidade (volume) de gases em um tempo muito curto, o que acarretará em uma onda de choque supersônica. Apenas 800 gramas desse composto poderão produzir mais de 800 litros de gases após a detonação.

A maioria dos compostos apresenta em sua estrutura um ou mais átomos de nitrogênio, uma vez que sua molécula, quando submetida às condições adequadas, irá liberá-lo, na forma de nitrogênio gasoso, liberando assim grande quantidade de energia no balanço entre a quebra da ligação entre o nitrogênio e a molécula original e a formação da ligação tripla entre os átomos de nitrogênio existentes na molécula de gás nitrogênio (N₂).

No caso da nitroglicerina, estão presentes os grupos nítricos -NO₂, os quais tornam a molécula altamente instável e exotérmica, uma vez que a sua decomposição irá produzir moléculas de gás nitrogênio, muito mais estáveis do que as originais.  Dessa forma, uma marca importante de um explosivo é a presença de nitrogênio, sobretudo na forma (-NO₂) em sua molécula.

Uma molécula já sintetizada, mas muito intrigante, é o cubano, mostrada na Figura 1. Sua fórmula molecular é C₈H₈; trata-se de um hidrocarboneto cúbico com ângulos de ligação tensionados de 90^o, os quais estão consideravelmente distantes daqueles para carbonos de hibridização sp³ (que apenas realizam ligações simples). Embora fora dos padrões teóricos, a molécula de cubano já foi sintetizada, apesar de apresentar grande instabilidade. Inclusive esta molécula é hoje comercializada por um alto valor.

As ligações tensionadas existentes na molécula de cubano apresentam-se como altamente energéticas, o que confere instabilidade à sua estrutura. O que se poderia imaginar ao nitrar-se a molécula? Por exemplo, até chegarmos a uma molécula de octanitrocubano? Esta molécula, um cubano nitrado em todos os seus átomos de carbono, possuiria a instabilidade inerente aos compostos de nitrogênio, além daquela oriunda do anel tensionado. Poderia ser então considerado o mais instável explosivo do mercado, e por isso mais energético. Talvez seja apenas uma questão de tempo, pois moléculas com maior número de carbonos tensionados já foram sintetizadas, e essa prática se torna cada vez mais comum nos meios acadêmicos.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/octanitrocubano/

O Poder Químico de um Explosivo : Nitroglicerina

 

As características imprescindíveis a todo bom combustível é sua capacidade de decompor-se em um curto intervalo de tempo, em um processo exotérmico, isto é, que irá liberar enorme quantidade de energia. Neste aspecto, um dos mais famosos explosivos é nitroglicerina.

A nomenclatura da nitroglicerina deriva de sua estrutura, na qual podem ser vistos três grupos nitros (-NO₂), ligados diretamente a átomos de oxigênio. Sua estrutura deriva da molécula da glicerina, sendo que ocorre a substituição dos grupos hidroxilas existentes nesta pelos grupos nitros; a molécula de glicerina é a base dos triglicerídeos.

No processo de detonação de um explosivo, a sua energia está associada ao fato de que o volume ocupado por um gás é sempre muito superior ao ocupado por um sólido ou um líquido, de modo que o processo de expansão ocorrerá quase que imediatamente. Por exemplo, 1 mol de água pura, em condições normais de temperatura e pressão, ocupará quando líquido um volume de 18 mL, no estado sólido, aproximadamente 19 mL, já no estado gasoso, esse volume poderia facilmente superar 20 litros. E ainda, ao considerarmos condições diferentes às de temperatura ambiente, ao aumentarmos a temperatura, esse volume final poderia ainda ficar muito maior.

“A nitroglicerina é uma substância amarelo-esverdeada, líquida à temperatura ambiente, descoberta pelo italiano Ascanio Sobrero em 1847 - e um dos explosivos químicos mais potentes que existem. Como todos os explosivos químicos, ela tem moléculas muito instáveis, que se decompõem muito rápido após uma ignição, liberando grandes quantidades de gás e calor”².

Particularmente associada ao poder de detonação da nitroglicerina está a sua alta velocidade de decomposição. Assim, esta rápida decomposição irá liberar uma grande quantidade (volume) de gases em um tempo muito curto, o que acarretará em uma onda de choque supersônica. Apenas 800 gramas desse composto poderão produzir mais de 800 litros de gases após a detonação.

Em relação ao trinitrotolueno  (TNT), outro explosivo muito difundido cotidianamente, a nitroglicerina apresenta a vantagem de apenas liberar produtos gasosos, enquanto que este também produz substâncias sólidas, o que a torna mais energética do que o TNT. Entretanto, sua principal desvantagem, e não apenas em relação ao TNT, como a qualquer outro explosivo, é sua alta instabilidade, sendo muito dificultoso seu armazenamento e principalmente o seu transporte. Esse problema praticamente impediu o uso da nitroglicerina durante muito tempo, mesmo muitos homens morreram tentando encontrar uma solução. Esse problema fora resolvido pelo químico sueco Alfred Nobel.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/o-poder-quimico-de-um-explosivo-nitroglicerina/

Explosivos

 

Explosivos são substâncias capazes, por suas reações características a elevada velocidade, de liberar repentinamente enormes pressões, acompanhadas normalmente de forte ruído e de ações mais ou menos destruidoras nos arredores. As classificações dos explosivos químicos compreendem dois tipos principais: os explosivos “baixos” ou “deflagrantes” (chamados também propulsores) e os “altos” ou “detonantes”, que se dividem por sua vez em “primários” e “secundários”.
Os explosivos “baixos” caracterizam-se por uma velocidade de reação que aumenta aproximadamente em proporção direta à pressão (como conseqüência da influência da pressão sobre a temperatura de superfície), porém sempre permanece uma ou duas ordens de grandeza por baixo do tipo detonante.
A pólvora negra (mistura íntima de nitrato de sódio ou potássio, carvão vegetal e enxofre), que durante séculos foi o único explosivo, tanto no campo comercial como no militar, se emprega atualmente só como explosivo rompedor, devido a seu excelente desempenho.
Entretanto, é um explosivo muito perigoso, devido à sua sensibilidade extrema a toda causa de ignição. Em suas aplicações militares mais importantes na atualidade (espoletas e detonadores) aproveita-se sua facilidade de ignição e sua chama quente relativamente prolongada.
As pólvoras sem fumo, propulsoras, outro tipo de explosivo “baixo” usado atualmente, são indispensáveis do ponto de vista militar. Por seu custo, porém, têm pouca aceitação comercial. Existem dois tipos de pólvora sem fumaça: as pólvoras de “base simples”, onde o principal ingrediente é a nitrocelulose, e as pólvoras de “base dupla”, que têm fundamentalmente nitrocelulose e nitroglicerina.
Devido a sua tendência a passar repentinamente à detonação depois de uma reação pré-explosiva de duração muito curta, os explosivos primários são a base dos pistões e espoletas (detonadores militares), empregados para produzir a onda detonante em explosivos secundários menos sensíveis.
Entre os explosivos primários mais importantes se encontram o fulminato de mercúrio, azida de chumbo, diazodinitro-fenol, nitromanita e estifnato de chumbo.
Entre os compostos puros de maior importância comercial e militar figuram o RDX (ciclotrimetilentrinitramina); PETN (tetranitrato de pentaeritritol); NG (nitroglicerina); Tetrilo (trinitrofenil-metilnitramina); TNT (trinitrotolueno); NA (nitrato de amônio), ácido pícrico e picrato e amônio. O RDX e o PETN detacam-se entre os explosivos químicos mais potentes, porém nunca se empregam em estado puro, devido a sua extraordinária sensibilidade.
Antigamente utilizava-se NG líquida, comparável em força ao RDX e PETN, para disparar nos poços de petróleo, mas seu uso motivava explosões acidentais muito devastadoras. Assim mesmo, a NG é o ingrediente básico dos explosivos comerciais detonantes de maior importância: as dinamites.
Existem duas classes gerais de dinamites: as “verdadeiras”, que contêm “preparados compensados”, e as de “amoníaco”, formadas por misturas de NA e combustíveis que estão cuidadosamente “compensados em oxigênio”.
Outro explosivo de grande utilidade militar é a pentolita, que é uma mistura de partes iguais de PETN e TNT. A maior utilidade desse explosivo consiste em seu emprego quando se necessita uma ação rompedora elevada, por exemplo, nas operações de demoliçõesdin militares.
Outro tipo de explosivo militar é o Torpex (RDX, TNT e alumínio), que, não tendo grande força rompedora, está, porém, caracterizado por sua grande energia explosiva disponível.
Os explosivos gasosos ocupam outro vasto campo, com grandes vantagens e inconvenientes. Do ponto de vista de seus inconvenientes, basta recordarem a grande quantidade de explosões domésticas ou industriais, sobretudo as catástrofes mineiras.
A segurança na preparação, manejo, armazenamento e emprego de explosivos de todos os tipos é um problema de grande importância técnica e prática.
O Brasil está praticamente auto-suficiente na produção de explosivos, tendo cessado por completo, há bastante tempo, a importação de pólvora de todos os tipos.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/explosivos/