Kontakt z materiałem wybuchowym - Contact explosive
Wybuchowy styk jest substancją chemiczną, która wybucha gwałtownie, gdy jest on narażony na stosunkowo małą ilość energii (tarcie, ciśnienie dźwięku, światło). Chociaż różne substancje mają różną wrażliwość na energię, wszystkie są znacznie bardziej wrażliwe w porównaniu z innymi materiałami wybuchowymi. Kontaktowe materiały wybuchowe należą do grupy materiałów wybuchowych zwanych materiałami wybuchowymi pierwotnymi, które są również bardzo wrażliwe na bodźce, ale nie na stopień kontaktowych materiałów wybuchowych. Ekstremalna wrażliwość kontaktowych materiałów wybuchowych wynika z ich składu, wiązań lub struktury.
Rodzaje
Oto kilka typowych materiałów wybuchowych kontaktowych.
| Pogarszać | Wrażliwość | Wrażliwy na | Rodzaj wybuchu |
|---|---|---|---|
| Nadtlenek acetonu | Wysoka | Ciepło, płomień, wstrząs, tarcie | Entropiczny |
| Azydek chloru | Skrajny | Tarcie, wstrząsy, chemikalia | Energia, entropia |
| Azydek miedzi(II) | Skrajny | Wstrząs, statyczny | Energia |
| Piorunuje | Bardzo wysoko | Tarcie, statyczne, ciepło, płomień, wstrząs | Energia |
| Azydek ołowiu(II) | Bardzo wysoko | Wstrząs, statyczny | Energia |
| Trijodek azotu | Skrajny | Wstrząs, promieniowanie alfa | Energia, entropia |
| Nitrogliceryna | Bardzo wysoko | Wstrząs, tarcie | Energia, entropia |
| Kwas pikrynowy (suchy) | Wysoka | Wstrząs, tarcie | Energia |
| Tetrasiarczek tetraazotek | Umiarkowany | Wstrząs, tarcie | Energia, entropia |
| Błyszczący proszek jak mikstura Armstronga | Wysoka | Statyczny, płomień, tarcie | Energia, światło |
| Azotek srebra | Skrajny | Zaszokować | Energia |
Przyczyny niestabilności
Kompozycja
Obecność azotu
Materiały wybuchowe na bazie azotu są niezwykle lotne ze względu na stabilność azotu w jego stanie dwuatomowym, N 2 . Większość organicznych materiałów wybuchowych jest wybuchowa, ponieważ zawierają azot. Są one definiowane jako związki nitrowe .
Związki nitrowe są wybuchowe ponieważ chociaż dwuatomowy postaci azotu jest bardzo stabilny - to znaczy, że wiązanie potrójne , która posiada N 2 razem jest bardzo silny, i dlatego też wiele energii wiązania - związki nitrowe same są nietrwałe, jak wiązań między atomami azotu i innymi atomami w związkach nitrowych są w porównaniu słabe. Zatem niewielka ilość energii jest wymagana do pokonania tych słabych wiązań, ale dużo energii jest uwalniane w procesie egzotermicznym, w których silne wiązania potrójne w N 2 są formowane. Szybkość reakcji, ze względu na słabość wiązań w związkach nitrowych, oraz duża ilość uwolnionej energii ogólnej, ze względu na znacznie większą siłę wiązań potrójnych, zapewniają wybuchowe właściwości tych związków.
Utleniacz i paliwo
Niektóre kontaktowe materiały wybuchowe zawierają w swoim składzie utleniacz i paliwo . Substancje chemiczne, takie jak benzyna , paliwo, palą się zamiast wybuchać, ponieważ muszą wchodzić w kontakt z tlenem w reakcji spalania . Jednakże, jeśli związek zawiera już zarówno utleniacz, jak i paliwo, powoduje znacznie szybszą i gwałtowną reakcję.
Obligacje i struktura
Struktury i wiązania tworzące kontaktowy materiał wybuchowy przyczyniają się do jego niestabilności. Związki kowalencyjne, które mają duży nierówny udział elektronów, mają zdolność bardzo łatwego i wybuchowego rozpadu. Doskonałym przykładem tej właściwości jest trójjodek azotu. Trzy ogromne atomy jodu próbują związać się z jednym małym jonem azotu, co oznacza, że atomy trzymają się bardzo słabe wiązanie. Słabe wiązanie między każdym atomem jest jak nić, która tylko czeka, by się zerwać. Dlatego każda niewielka ilość zastosowanej energii przecina tę nić i uwalnia atomy jodu i azotu, aby zareagowały z paliwem, umożliwiając szybkie zajście reakcji i uwolnienie dużej ilości energii.
Wpływ na jej niestabilność ma również kształt kontaktowego materiału wybuchowego. Używając ponownie trijodku azotu jako przykładu, jego piramidalny kształt wymusza, aby trzy atomy jodu znajdowały się niewiarygodnie blisko siebie. Kształt dodatkowo obciąża i tak już słabe wiązania, które spajają tę cząsteczkę.
| Pogarszać | Przyczyna niestabilności |
|---|---|
| Nadtlenek acetonu | Skład pozwala na reakcję inicjacji |
| Azydek chloru | Azot |
| Azydek miedzi(II) | Azot |
| Piorunuje | Niestabilność jonów piorunujących |
| Azydek ołowiu(II) | Azot |
| Trijodek azotu | Niestabilne wiązania wewnątrzcząsteczkowe |
| Nitrogliceryna | Azot, utleniacz i paliwo |
| Kwas pikrynowy (suchy) | Azot |
| Tetrasiarczek tetraazotek | Azot, niestabilne wiązania wewnątrzcząsteczkowe |
| Błysk w proszku | Utleniacz i paliwo metaliczne |
| Azotek srebra | Niestabilne wiązania wewnątrzcząsteczkowe |
Zastosowania
Kontaktowe materiały wybuchowe są używane w różnych dziedzinach.
Wojskowy
W walce wojskowi używają różnych kontaktowych materiałów wybuchowych. Niektóre można przerobić na różnego rodzaju bomby, granaty taktyczne, a nawet pociski wybuchowe. Suchy kwas pikrynowy, który jest silniejszy niż TNT, był używany w ładunkach wybuchowych i pociskach artyleryjskich. W detonatorach stosuje się wiele kontaktowych materiałów wybuchowych. W przypadku materiałów wybuchowych, które używają wtórnych materiałów wybuchowych , w detonatorach stosuje się kontaktowe materiały wybuchowe , aby wywołać reakcję łańcucha energetycznego, która ostatecznie uruchomi wtórny materiał wybuchowy.
Związki takie jak azydek ołowiu są używane do produkcji pocisków, które po uderzeniu eksplodują w odłamki.
Proszki błyskowe są stosowane w różnych wojskowych i policyjnych pirotechnice taktycznej. Granaty ogłuszające , huki błyskowe i flary wykorzystują proszek błyskowy do tworzenia jasnych, migających świateł i głośnego hałasu, który dezorientuje wroga.
Z drugiej strony wiele z tych tanich, lotnych materiałów wybuchowych jest również wykorzystywanych w improwizowanych urządzeniach wybuchowych (IED) stworzonych przez terrorystów i zamachowców-samobójców. Na przykład nadtlenek acetonu przechodzi przez detektory wybuchowe i jest niesamowicie potężny, niestabilny i zabójczy. Dowodem na niestabilność tych IED są liczne raporty o przedwczesnych lub bezprawnych eksplozjach IED. Jednak gdy te materiały wybuchowe są używane prawidłowo, mają katastrofalne konsekwencje. 7 lipca 2005 r., zamachy bombowe w Londynie, ataki w Paryżu w 2015 r. i zamachy bombowe w Brukseli w 2016 r. - wszystkie wykorzystywały materiały wybuchowe zawierające nadtlenek acetonu.
Medycyna
Angina pectoris , objaw choroby niedokrwiennej serca , leczy się nitrogliceryną. Nitrogliceryna jest znana jako środek rozszerzający naczynia krwionośne . Środki rozszerzające naczynia działają poprzez rozluźnienie naczyń krwionośnych serca, więc serce nie musi pracować tak ciężko. Kwas pikrynowy został specjalnie użyty do leczenia oparzeń i jako środek antyseptyczny .
Teatr/fajerwerki
Ten sam proszek błyskowy, który jest używany w wojskowej pirotechnice taktycznej, może być również użyty do kilku teatralnych efektów specjalnych. Służą do wytwarzania głośnych, jasnych błysków światła w celu uzyskania efektu. Chociaż niektóre proszki błyskowe są zbyt lotne i niebezpieczne, aby można je było bezpiecznie stosować, istnieją łagodniejsze związki, które są nadal stosowane w dzisiejszych występach.
Silver Fulminate jest używany do robienia hałasu, małych pocisków kontaktowych i kilku innych nowatorskich fajerwerków. Jest najczęściej używany w zatrzaskach . W tych małych materiałach wybuchowych maleńka ilość piorunianu srebra jest zamknięta w żwirze i bibułce papierosowej. Nawet przy tej niewielkiej ilości piorunowanego srebra wydaje głośny, ostry huk.