Pytanie:
Dlaczego kwas pikrynowy jest bardziej wybuchowy niż TNT?
Hritik Narayan
2015-05-15 19:29:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niedawno przeczytałem, że trinitrofenol (kwas pikrynowy - względny współczynnik skuteczności 1,20 USD) jest bardziej wybuchowy niż trinitrotoluen (TNT - względny współczynnik skuteczności 1,00 USD).

Osobiście uważam, że efekt mezomeryczny samotnych par tlenu w kwasie pikrynowym powinno utrzymywać „szczęśliwe” grupy nitrowe ze względu na wzrost gęstości elektronów na nich. Powinno to zwiększyć ogólną stabilność cząsteczki i zmniejszyć względny współczynnik skuteczności. Jednak tak nie jest. Dlaczego to? Domyślam się, że w jakiś sposób powoduje to wychwytywanie elektronów przez tlen.

Myślę, że za dużo się nad tym zastanawiasz. Jeśli chodzi o materiały wybuchowe, zwykle liczy się po prostu stosunek atomowy węgla, azotu, wodoru i tlenu w cząsteczce lub mieszaninie. Z reguły im więcej tlenu i azotu, tym silniejszy materiał wybuchowy.
@NicolauSakerNeto Odnosi się to do materiałów wybuchowych ubogich w tlen, takich jak kwas pikrynowy i trotyl, ale nie we wszystkich przypadkach: najpotężniejsze materiały wybuchowe mają zrównoważoną mieszankę węgla / wodoru i tlenu. Na przykład azotan amonu NH4NO3 jest bogaty w tlen, rozkładający się do N2 + 2H2O + 0,5O2. Zmiel go i wymieszaj z olejem napędowym, a stanie się o wiele mocniejszy. Ogólnie masz rację: nawet niesławna nitrogliceryna C3H5N3O6 jest bardzo uboga w tlen: produkty spalania (2 równoważniki) 3N2 + 5H2O + 5CO + CO2.
Jeden odpowiedź:
Nicolau Saker Neto
2015-05-16 05:14:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Próbujesz zdefiniować silniejszy materiał wybuchowy, porównując odczynniki, ale w tym przypadku porównanie produktów jest o wiele ważniejsze.

Trinitrotoluen jest raczej materiałem wybuchowym ubogim w tlen, do tego stopnia, że ​​kiedy zdetonowana jako czysta substancja wytwarza sadzę węglową i wodór gazowy:

$$ \ ce {2C7H5N3O6 -> 3N2 + 5H2 + 12CO + 2C} $$

Produkcja $ \ ce {CO} $, $ \ ce {CO2} $ i $ \ ce {H2O} $ są silnie egzotermiczne, więc można by uzyskać dużo dodatkowej energii, gdyby było więcej tlenu do spalania sadzy i wodoru. Jednak w przypadku detonacji nie ma wystarczająco dużo czasu, aby tlen atmosferyczny mógł w znacznym stopniu uczestniczyć w reakcji. Oznacza to, że znaczna część potencjału wybuchowego trotylu jest marnowana, zmniejszając jego wydajność detonacji na gram substancji. Jednym ze sposobów zrekompensowania tej utraty wydajności materiałów wybuchowych ubogich w tlen jest zmieszanie ich z utleniaczem, zwykle substancją bogatą w tlen, taką jak $ \ ce {KClO3} $.

A teraz do kwasu pikrynowego. Struktura i masa molowa są bardzo podobne do TNT, ale zastąpienie grupy metylowej grupą hydroksylową oznacza wyższą zawartość tlenu w kwasie pikrynowym. Chociaż nadal jest ogólnie uboga w tlen, detonacja przebiega z mniejszą emisją sadzy i wodoru, co oznacza pełniejsze spalanie, większe uwalnianie energii, a co za tym idzie większą wydajność materiałów wybuchowych.

$$ \ ce {2C6H3N3O7 - > 3N2 + H2 + 2H2O + 12 CO} $$

W rzeczywistości reakcje rozkładu są bardziej złożone. Powyższe zrównoważone równania są zgodne z praktyczną regułą przedstawioną tutaj. Jednak dokładniejsza analiza powinna zgadzać się z tym uproszczonym wynikiem.



ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...