Oxigénegyenleg
Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye. |
Az oxigénegyenleg egy jelzőszám, amelyet általában robbanóanyagokra illetve azok keverékeire használnak. Megmutatja, hogy a robbanóanyagban mekkora a tényleges oxigénmennyiség a teljes oxidációhoz szükséges oxigénmennyiséghez képest százalékban. Robbanó tulajdonságú szerves vegyületek széntartalma ideális esetben szén-dioxiddá, hidrogén tartalma pedig vízzé oxidálódik. A nitrogéntartalom elemi nitrogénként, míg az esetleges fémtartalom fém-oxid formájában szabadul fel. A valóságban azonban számtalan egyéb vegyület is keletkezik robbanások során, amelyek a robbanóanyagra jellemző „ujjlenyomatot” hagynak hátra. A robbanásra felírt kémiai reakcióegyenletek kivétel nélkül idealizált folyamatok.
Számítása
[szerkesztés]Az oxigénegyenleg egy adott kémiai vegyület esetén az alábbi formulával számítható:
Ahol:
- Mr: a vegyület relatív molekulatömege
C: a molekulánkénti szénatomok száma
H: a molekulánkénti hidrogénatomok száma
M: a molekulánkénti fématomok száma
O: a molekulánkénti oxigénatomok száma
Példa a számításra
[szerkesztés]A hexogén összegképlete: C3H6N6O6, relatív molekulatömege (Mr): 222,1.
Ekkor:
- C = 3
H = 6
O = 6
Csoportosítás
[szerkesztés]Robbanóanyagokat oxigénegyenlegük alapján három csoportba soroljuk:
Negatív
[szerkesztés]Negatív az oxigénegyenleg ha a vegyület vagy keverék nem tartalmaz elegendő oxigént és a fent említett „ideális eset” nem jön létre. Ilyenkor a széntartalom része vagy egésze csupán szén-monoxidig oxidálódik. Szélsőséges esetben elemi szén és hidrogén is felszabadulhat.
A TNT robbanásakor lejátszódó kémiai folyamat:
Az egyenletből látható, hogy a TNT robbanásakor szén-monoxid és elemi szén is keletkezik. Vagyis a molekulája oxigénhiányos. Oxigénegyenlege mindössze −74%. Az ilyen robbanóanyagokhoz előszeretettel kevernek pozitív egyenlegű vegyületeket – például ammónium-nitrátot – ezzel növelve a robbanáskor felszabaduló energiát.
Nulla
[szerkesztés]Nulla az oxigénegyenleg abban az esetben ha a vegyület vagy keverék pontosan annyi oxigént tartalmaz, amely a széntartalmat széndioxiddá és a hidrogéntartalmat vízzé alakítja. Elvileg ez tekinthető a robbanóanyagok legkedvezőbb állapotának. Elméletileg ilyenkor maximális az energia-felszabadulás.
A nitroglikol robbanásakor lejátszódó folyamat:
Pozitív
[szerkesztés]Amennyiben az oxigénegyenleg pozitív, a vegyület vagy keverék fölösleges oxigénnel bír, ami robbanáskor elemi állapotban szabadul fel. Elvileg ez már további energia-felszabadulással nem jár, hiszen már valamennyi szén és hidrogén maximális oxidációs állapotban van. Valójában az enyhén pozitív egyenlegű robbanóanyagok esetén érhető el maximális energiafelszabadulás.
A nitromannit robbanásakor lejátszódó folyamat:
Táblázat
[szerkesztés]Vegyület neve | Oxigénegyenleg |
---|---|
TNT | −73,9% |
Hexanitro-sztilbén | −67,5% |
Tetril | −47,4% |
Pikrinsav | −45,4% |
Nitrometán | −39,3% |
Nitro-cellulóz | −24,2% |
Hexogén | −21,6% |
Oktogén | −21,6% |
CL-20 | −11,0% |
Metil-nitrát | −10,4% |
Nitropenta | −10,1% |
Nitroglikol | 0% |
Hexanitro-benzol | 0% |
Oktanitro-kubán | 0% |
Nitroglicerin | +3,5% |
Nitromannit | +7,1% |
Ammónium-klorát | +15,8% |
Ammónium-nitrát | +20,0% |
Ammónium-perklorát | +27,2% |
Kálium-klorát | +32,6% |
Kálium-nitrát | +39,6% |
Kálium-perklorát | +40,4% |
Tetranitro-metán | +49,0% |