¿Por qué tantos explosivos contienen compuestos de N?

Answer 1

Principalmente porque el N2 es tan ridículamente estable, en comparación con casi cualquier otra cosa que el nitrógeno pueda hacer. Incluso si es difícil comenzar el proceso (explosivos “estables” como C4 que requieren un detonador), obtienes mucha energía una vez que sucede.

Podemos obtener nitrógeno unido de manera bastante estable al carbono e hidrógeno mediante enlaces simples (amoníaco y aminas). Incluso las iminas orgánicas (enlaces dobles C = N) son bastante estables.

Cuando comienza a unir nitrógeno al oxígeno (nitroglicerina o trinitrotolueno o ácido pícrico) o, lo que es peor, a sí mismo por enlaces simples o dobles (hidrazina o azobenceno o azida sódica o, lo peor de todo, diazometano) puede llegar rápidamente a la zona de peligro.

Para anticipar una pregunta “¿Por qué no explota el ácido nítrico?”, La respuesta es, que yo sepa, el hecho de que el ácido nítrico “concentrado” es aproximadamente 50% en peso (en comparación con el ácido sulfúrico industrial, 98%) . Diluir el material con agua ayuda a mantenerlo estable, y la dilución también ayuda a estabilizar otros compuestos explosivos de nitrógeno.

La nitroglicerina, por ejemplo, es tan sensible a los golpes que la primera planta de nitroglicerina de Alfred Nobel estaba detrás de una berma pesada, y usó canales sin costura para hacer fluir las cosas de un lugar a otro. Las precauciones que ves en las películas occidentales, donde las botellas de nitro están empaquetadas en algodón en la espalda de mula, ¡nunca en un carro lleno de baches! – son, en todo caso, subestimados.

Pero si mezclas nitroglicerina con un sólido inerte como la celita, obtienes dinamita; esas cosas requieren mucho calor o un choque de un detonador para estallar.

La otra complicación con el ácido nítrico, por cierto, es que comienza a obtener vapores de NO2 cuando la concentración de ácido nítrico es superior a aproximadamente 50% o 55%.

Answer 2

Buenas respuestas sobre la termodinámica, pero los explosivos también tienen que ser “lábiles”, es decir, reaccionar muy rápido. Se puede encontrar una buena explicación en la sección de Antecedentes de este libro:

http: // archivo: /// C: /Users/mark/Downloads/organic-chemistry-of-explosives2007.pdf

“Los explosivos, propulsores y pirotecnia pertenecen a un amplio grupo de compuestos y composiciones conocidos como materiales energéticos. Muchos explosivos orgánicos consisten en un núcleo de carbono que incorpora grupos oxidantes unidos covalentemente como nitro, nitramina, éster de nitrato, etc. Estos grupos, que contienen enlaces como NN y NO, tienen dos o más átomos unidos covalentemente con electrones no unidos presentes en los orbitales p . Esto crea repulsión electrostática entre los átomos y, en consecuencia, muchos explosivos tienen un calor positivo de formación. En la explosión, se produce una reacción redox interna donde estos enlaces se rompen y forman productos gaseosos, como N2 y CO2, donde los electrones que no se unen se atan en enlaces π estables “.

Answer 3

La razón por la que muchos explosivos contienen compuestos de nitrógeno es por la naturaleza trivalente del nitrógeno. Los nitratos se han utilizado en mezclas de pólvora durante cientos de años. El oxígeno combinado libremente con nitrógeno en el ion nitrato
NO [math] _3 ^ – [/ math] está fácilmente disponible para su liberación como oxidante en mezclas de pólvora que contienen azufre y carbono y otras sustancias combustibles rápidas.

Sin embargo, los explosivos modernos son más sofisticados que la pólvora, aunque usan la misma propiedad del nitrógeno. ¡En TNT (trinitrotolueno) el nitrógeno une íntimamente el oxígeno requerido al material combustible en la misma molécula!

De esta manera, la nitroglicerina no es tan diferente. Es solo un poco más inestable.
Pero, el oxígeno disponible por átomo de nitrógeno es la mitad nuevamente.

Cosas valientes, es nitroglicerina.