Sprāgstvielas

No ''Wikibooks''
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt

Sprāgstvielas ir vielas, kuras spēj strauji ķīmiski noārdīties, sadalīšanās siltumu izdalot ļoti īsā laika periodā. Lielākā daļa sprāgstvielu sastāv no degvielas un oksidētāja. Šie komponenti var atrasties vienas molekulas sastāvā vai arī ir mehāniski samaisītas atsevišķas vielas. Uzsprāgstot sprāgstvielām, parasti veidojas ievērojams daudzums gāzu (to tilpums vairākkārtīgi pārsniedz sākotnējās sprāgstvielas tilpumu), sprādziena siltumefekts paaugstina šo gāzu temperatūru, kas vēl vairāk palielina spiedienu. Sprādzienu, kas norisinās sevišķi īsā laika momentā, dēvē par detonāciju. Detonācijas laikā tuvākā apkārtne tiek pilnīgi saārdīta un to pavada ārkārtīgi spalgs troksnis. Viegli detonētspējīgas vielas (svina azīdu, dzīvsudraba fulminātu) lieto parasto sprāgstvielu ierosināšanai jeb iniciēšanai.

Iedalījums

Iedalījums pēc sastāva

Maisījumi, kur degviela un oksidētājs ir atsevišķas vielas

  • Melnais pulveris - kālija nitrāta, sēra un ogles maisījums.
  • Amonija nitrāta bāzētās sprāgstvielas - tajās oksidētājs ir amonija nitrāts. Tīru amonija nitrātu arī var lietot par sprāgstvielu, bet maisījumi ar kādu degvielu ir jaudīgāki. Ļoti stabilas vielas, vajag spēcīgu detonatoru.
  • Maisījumi uz kālija hlorāta (Bertolē sāls) vai kālija perhlorāta bāzes. Daudz jutīgāki par amonija nitrāta sprāgstvielām. Pie tiem pieder tā saucamais baltais pulveris (cukura un Bertolē sāls maisījums, kuru sevišķi lielās bīstamības dēļ mūsdienās nelieto).

Ķīmiskas vielas, kas oksidētāju un degvielu satur vienā molekulā

Organiskie nitroesteri

Šie te ir vairākvērtīgo spirtu slāpekļskābes esteri (R-ONO2) (var būt arī citi organiskie savienojumi, kas satur daudz hidroksilgrupu).

  • Nitroglicerīns - mazāk stabils nekā trotils. Parasti lieto tikai kopā ar pildvielām (dinamīts).
  • Nitroceluloze - šaujampulveru izejviela.
  • PETN (pentaeritrīta tetranitrāts) - dažreiz lieto detonatoriem.

Organiskie nitrosavienojumi

Šajos savienojumos nitrogrupa ir tieši saistīta ar oglekļa atomu (R-NO2). Plašāk pazīstamajām sprāgstvielām ogļūdeņraža atlikums ir aromātisks (sp2 hibridizēts ogleklis).

  • TNT jeb trotils - stabils un grūti detonējams. Dažreiz var atrast nesprāgušu lādiņu veidā.
  • Pikrīnskābe - relatīvi nestabils, veido sāļus ar daudziem metāliem, kas ir vēl nestabilāki.
  • Stifnīnskābe - līdzīga pikrīnskābei, tikai iegūst no divvērtīgā fenola - rezorcīna. Šo skābi un tās sāļus lieto detonatoriem.

Organiskie nitramīni

Šie savienojumi ir amīni, kuru aminogrupās viens ūdeņradis ir aizvietots ar nitrogrupu (R1R2=N-NO2)

  • Heksogēns jeb RDX - sastopams dažās plastiskajās sprāgstvielās, relatīvi nestabils.
    • Oktogēns - līdzīgs heksogēnam, iegūst no tām pašām izejvielām, tikai citos apstākļos.

Organiskie peroksīdi

Šie ir savienojumi, kas satur peroksīda grupu (-O-O-), kas ir nestabila.

  • Acetona peroksīds - nestabila, nitrātus nesaturoša sprāgstviela, iegūstama no relatīvi pieejamām izejvielām.
  • HMTD - relatīvi stabila peroksīdu bāzēta sprāgstviela (peroksīdu bāzētās sprāgstvielas ir nestabilas)

Citi organiskie savienojumi

  • Tetrils - lietojams galvenokārt detonatoriem. Tetrils satur 4 nitrogrupas, 3 no tām ir tieši piesaistītas benzola gredzenam (kā aromātiskajos nitrosavienojumos) un viena atlikusī ir pie slāpekļa atoma (kā nitramīnos)

Neorganiskie savienojumi

  • Svina azīds - relatīvi populārs detonatoriem, lai arī visi slāpekļūdeņražskābes sāļi un pati slāpekļūdeņražskābe ir sprāgstvielas.
  • Dzīvsudraba fulmināts - agrāk lietoja detonatoriem.
  • Kalija Permanganats(zilie graudi)-2KMnO4

Kimiskas ipasibas Kalija parmanganats ir tumsha kristaliska viela,labi skist udeni. Karsejot kalija permanganatu izdalas skabeklis

[Izmantosana] Kalija Permanganatu izmanto medicina. Kalija permanganats ir labs katalizators spragstvielam,tapet to biezhi izmanto spragstvielas. Kalija permanganata un Aluminija skaidu maisijums ir viegla spragstviela (stipraka par saujampulveri),to ari izmanto militaraja rupnieciba, apzilbinoso granatu razosanai,jo sis maisijums loti energiski uzliesmo.

Iedalījums pēc sadalīšanās (degšanas) ātruma

  • Vielas, kuru degšanas ātrums sasniedz vairākus simtus metru sekundē, sauc par pulveriem (piemēram, melnais pulveris). Šādas vielas (maisījumus) sauc arī par skaldošām jeb ballistiskām sprāgstvielām.
  • Vielas, kuru degšanas (sadalīšanās) ātrums sasniedz vairākus tūkstošus metru sekundē (dinamīts, perhlorāti), sauc par detonējošām vielām. Tās ir ārdošās jeb brizantās sprāgstvielas. Pikrīnskābes detonēšanas ātrums sasniedz pat 8000 m/s.
  • Vidusstāvokli starp ballistiskajām un brizantajām sprāgstvielām ieņem sprāgstvielas uz amonija nitrāta bāzes (to detonēšanas ātrums ir 2000 - 3700 m/s).

Iegūšana

Sprāgstvielas, kur degviela un oksidētājs ir divas dažādas vielas, iegūst šīs vielas (lielākoties tās ir cietvielas) samaisot kopā.

Sprāgstvielas, kur degviela un oksidētājs ir vienā molekulā, iegūst dažādos veidos:

  • lielākā daļa sprāgstvielu ir organisko vielu nitroatvasinājumi (TNT, tetrils, pikrīnskābe, utt) vai slāpekļskābes esteri (nitroglicerīns, PETN). Abos gadījumos attiecīgo organisko izejvielu nitrē ar slāpekļskābes un sērskābes maisījumu. Nitrējošā maisījuma sastāvs un procesa temperatūra ir atkarīga no lietotās vielas.
  • Daļa organisko vielu (ir īpaši heterocikli) ir acidofobas - tās sadalās un/vai polimerizējas skābes iedarbībā, tāpēc to nitrēšanai lieto nitrējošo maisījumu, kas nesatur sērskābi (heksogēnam lieto slāpekļskābes un acetanhidrīda maisījumu).
  • Organiskos peroksīdus iegūst galvenokārt, attiecīgajām organiskajām vielām reaģējot ar ūdeņraža peroksīdu.
  • Neorganisko savienojumu (azīdi, cianāti) ieguvei nav universālu metožu, katrai vielai ir sava metode (azīdus iegūst, nogulsnējot attiecīgo sāli no nātrija azīda šķīduma).