[TABLE="class: first"]
[TR="class: tr1"]
[TD="class: td1"][/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу.
Современные взрывчатые вещества представляют собой или
химические соединения (
гексоген, тротил и др.), или
механические смеси (
аммиачно-селитренные и нитроглицериновые ВВ).
Химические соединения получаются обработкой азотной кислотой (нитрованием) различных углеводородов, т. е. введением в молекулу углеводорода таких веществ, как азот и кислород.
Механические смеси изготовляются смешением веществ, богатых кислородом, с веществами, богатыми углеродом.
В обоих случаях кислород находится в связанном состоянии с азотом или хлором (исключение составляют
оксиликвиты, где кислород находится в свободном несвязанном состоянии).
В зависимости от количественного содержания кислорода во взрывчатом веществе окисление горючих элементов в процессе взрывчатого превращения может быть
полным или
неполным, а иногда кислород может даже оставаться в избытке. В соответствии с этим различают взрывчатые вещества с избыточным (положительным), нулевым и недостаточным (отрицательным)
кислородным балансом.
Наиболее выгодными являются взрывчатые вещества, имеющие нулевой кислородный баланс, так как углерод полностью окисляется до СО[SUB]2[/SUB], а водород до Н[SUB]2[/SUB]О, в результате чего выделяется максимально возможное для данного взрывчатого вещества количество тепла. Примером такого взрывчатого вещества может служить
динафталит, представляющий собой смесь аммиачной селитры и динитронафталина:
При
избыточном кислородном балансе остающийся неиспользованным кислород вступает в соединение с азотом, образуя весьма ядовитые окислы азота, которые поглощают часть тепла, что уменьшает количество энергии, выделяемой при взрыве. Примером взрывчатого вещества с избыточным
кислородным балансом является
нитроглицерин:
С другой стороны, при
недостаточном кислородном балансе не весь углерод переходит в углекислый газ; часть его окисляется только до окиси углерода. (СО) которая также ядовита, хотя и в меньшей степени, чем окислы азота. Кроме того, часть углерода может остаться в твердом виде. Оставшийся твердым углерод и неполное его окисление только до СО ведут к уменьшению выделяемой при взрыве энергии.
Действительно, при образовании одной грамм-молекулы окиси углерода выделяется тепла только 26 ккал/моль, тогда как при образовании грамм-молекулы углекислого газа 94 ккал/моль.
Примером взрывчатого вещества с отрицательным кислородным балансом может служить
тротил:
В реальных условиях, когда продукты взрыва совершают механическую работу, происходят дополнительные (вторичные) химические реакции и действительный состав продуктов взрыва несколько отличается от приведенных расчетных схем, а количество ядовитых газов в продуктах взрыва изменяется.
Классификация взрывчатых веществ
[TABLE="class: first"]
[TR="class: tr1"]
[TD="class: td1"][/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Взрывчатые вещества могут находиться в газообразном, жидком и твердом .состоянии или в виде смесей твердых или жидких веществ с твердыми или газообразными веществами.
В настоящее время, когда число различных взрывчатых веществ весьма велико (тысячи наименований), деление их только по физическому состоянию совершенно недостаточно. Такое деление ничего не говорит ни о работоспособности (мощности) взрывчатых веществ, по которой можно было бы судить об области применения того или иного из них, ни о свойствах взрывчатых веществ, по которым можно было бы судить о степени опасности их в обращении и при хранении. Поэтому в настоящее время приняты три другие классификации взрывчатых веществ.
По первой классификации все взрывчатые вещества делятся по их мощности и области применения на:.
1.
Инициирующие взрывчатые вещества(гремучая ртуть, азид свинца, тенерес).
2.
Бризантные взрывчатые вещества
а) повышенной мощности (тэн, гексоген, тетрил);
б) нормальной мощности (тротил, пикриновая кислота, пластиты,' тетритол, скальные аммониты, аммониты, содержащие 50—60% тротила, и студенистые нитроглицериновые ВВ);
в) пониженной мощности (аммиачно-селитренные В В, кроме упомянутых выше, порошкообразные нитроглицериновые ВВ и хлоратиты).
3.
Метательные взрывчатые вещества (дымные пороха и бездымные пироксилиновые и нитроглицериновые пороха).
В этой классификации приведены, конечно, не все наименования взрывчатых веществ, а только те из них, которые преимущественно применяются на взрывных работах. В частности, под общим наименованием аммиачно-селитренных ВВ содержатся десятки различных составов, имеющих каждый свое отдельное название.
Вторая классификация делит взрывчатое вещество по их химическому составу:
1.
Нитросоединения; в веществах этого вида содержатся две — четыре нитрогруппы (NO[SUB]2[/SUB]); к ним относятся тетрил, тротил, гексоген, тетритол, пикриновая кислота и динитронафталин, входящий в составы некоторых аммиачно-селитренных взрывчатых веществ.
2.
Нитроэфиры; в веществах этого вида содержится несколько нитратных групп (ONO[SUB]2[/SUB]). К ним относятся тэн, нитроглицериновые ВВ и бездымные пороха.
3.
Соли азотной кислоты — вещества, содержащие группу NO[SUB]3[/SUB], основным представителем которых является аммиачная (аммонийная) селитра NH[SUB]4[/SUB]NO[SUB]3[/SUB], входящая в состав всех аммиачно-селитренных взрывчатых веществ. К этой группе также относятся калиевая селитра KNO[SUB]3[/SUB] — основа дымных порохов, и натриевая селитра NaNO[SUB]3[/SUB], входящая в состав нитроглицериновых ВВ.
4.
Соли азотистоводородной кислоты (HN[SUB]3[/SUB]), из которых применяется только азид свинца.
5.
Соли гремучей кислоты (HONC), из которых применяется только гремучая ртуть.
6.
Соли хлорноватой кислоты, так называемые хлоратиты и перхлоратиты, — взрывчатые вещества, в которых основным компонентом — носителем кислорода является хлорат или перхлорат калия (КСlO[SUB]3[/SUB] и КСlO[SUB]4[/SUB]); сейчас они применяются очень редко. Обособленно от этой классификации находится взрывчатое вещество, называемое
оксиликвитом.
По химической структуре взрывчатого вещества можно судить и об основных его свойствах:
чувствительности, стойкости, составе продуктов взрыва, следовательно, о мощности вещества, взаимодействии его с другими веществами (например, с материалом оболочки) и ряде других свойств.
От характера связи нитрогрупп с углеродом (в нитросоединениях и нитроэфирах) зависят чувствительность взрывчатого вещества к внешним воздействиям и их стойкость (сохранение взрывчатых свойств) в условиях хранения. Например, нитросоединеиия, в которых азот группы NO[SUB]2[/SUB] связан непосредственно с углеродом (С—NO[SUB]2[/SUB]), менее чувствительны и более стойки, чем нитроэфиры, у которых азот связан с углеродом через один из кислородов группы ONO[SUB]2[/SUB](С—О—NO[SUB]2[/SUB]); такая связь менее прочна и делает ВВ более чувствительным и менее стойким.
Число нитрогрупп, содержащихся в составе ВВ, характеризует мощность последнего, а также степень его чувствительности к внешним воздействиям. Чем больше нитрогрупп в молекуле ВВ, тем оно мощнее и чувствительнее. Так, например,
мононитротолуол (имеющий только одну нитрогруппу) является маслянистой жидкость, не обладающей взрывчатыми свойствами;
динитротолуол, содержащий две нитрогруппы, — уже взрывчатое вещество, но со слабыми взрывчатыми характеристиками; и, наконец,
тринитротолуол (тротил), имеющий три нитрогруппы, представляет собой вполне удовлетворительное по мощности взрывчатое вещество.
Динитросоединения применяются ограниченно; в большинстве современных взрывчатых веществ содержатся три или четыре нитрогруппы.
Присутствие некоторых других групп в составе ВВ также влияет на его свойства. Например, дополнительный азот (N[SUB]3[/SUB]) в гексогене повышает чувствительность последнего. Метильная же группа (СН[SUB]3[/SUB]) в тротиле и тетриле способствует тому, что эти ВВ не взаимодействуют с металлами, тогда как гидроксильная группа (ОН) в пикриновой кислоте является причиной легкого взаимодействия вещества с металлами (кроме олова) и появления так называемых пикратов того или иного металла, которые представляют собой взрывчатые вещества, весьма чувствительные к удару и трению.
Взрывчатые вещества, полученные путем замещения водорода металлом в азотистоводородной или гремучей кислоте, обусловливают крайнюю непрочность внутримолекулярных связей и, следовательно, особую чувствительность этих веществ к механическим и тепловым внешним воздействиям.
На взрывных работах в быту принята третья классификация взрывчатых веществ:—
по допустимости их использования в тех или иных условиях.
По этой классификации различают следующие три основные группы:
1.
ВВ, допущенные для открытых работ.
2.
ВВ, допущенные для подземных работ в условиях, безопасных по возможности взрыва рудничного газа и угольной пыли.
3.
ВВ, допущенные только для условий, опасных по возможности взрыва газа или пыли (предохранительные ВВ).
Критерием отнесения взрывчатого вещества к той или иной группе служат количество выделяющихся при взрыве ядовитых (вредных) газов и температура продуктов взрыва. Так, тротил из-за большого количества образующихся при его взрыве ядовитых газов может применяться только на открытых работах (
строительство и карьерная добыча полезных ископаемых), тогда как аммиачно-селитренные ВВ допускаются и на открытых, и в подземных работах в условиях, неопасных по газу и пыли. Для подземных же работ, где возможно наличие взрывающихся газо- и пылевоздушных смесей, допускаются только ВВ, имеющие пониженную температуру продуктов взрыва.
Только административка светит...
