질소는 폭발성 반응을 일으키는 핵심 성분이기 때문에 폭발물에 사용됩니다. 반응의 빠른 특성은 열과 빛의 형태로 에너지의 파열을 일으키며, 이는 사람, 나무 및 자동차를 그와 함께 바로 청소할 수있을 정도로 강력합니다.
질소 가스 분자 (N2)는 우리가 발견 한 가장 안정적인 결합 중 하나를 나타 내기 때문에 폭발성에서 질소의 사용은 아이러니합니다. 질소가 폭발적이라면 왜 대기가 아니 었는가, 대부분 질소 인 분위기가 없어져 폭발적인 폭발에 굴복 했는가?
그럼에도 불구하고 질소가 아니라면 TNT 또는 다이너마이트는 치즈 나 모래만큼 폭발적 일 것입니다. 그렇다면 질소를 마법 성분으로 만드는 것은 무엇입니까?
사진 크레디트 :Wikipedia
폭발물은 어떻게 작동합니까?
폭발물의 중심에는 화학 물질이 발열 산화 환원 또는 환원 산화 반응에 참여하는 완벽한 비율로 혼합 된 화학 물질이 있습니다. 산화 환원 반응은 반응물이 전자를 교환하기 위해 필요한 화학 반응 유형입니다. 전자를 잃는 반응물은 '산화 된'것으로 알려져 있으며, 이러한 전자를 얻는 반응물은 '감소'라고합니다. 폭발물의 경우,이 거래는 발열이므로 완료시 열이 방출됩니다.
예를 들어, 완벽한 비율의 질산 칼륨, 탄소 및 황의 혼합물은 화약으로 널리 알려진 것을 구성합니다. 혼합물이 열이나 단순한 스파크에 노출 될 때 화학 반응이 유발됩니다. 산화 된 종은 탄소와 황이며, 질산 칼륨은 감소합니다. 발열 인 반응은 또한 열과 빛의 형태로 에너지의 파열을 방출합니다.
Gunpwder 폭발. 사진 크레디트 :Wikimedia Commons 저자 :Mike Slee
그러나 발열 반응이 폭발을 보장하지는 않습니다. 철의 녹슬은 또한 발열 산화 환원 반응으로 인해 발생하지만, 부식 된 손톱이 갑자기 폭발하는 것을 아직 보지 못했습니다. 폭발을 일으키는 열쇠는 발열 반응뿐만 아니라 매우 빠른 반응입니다. 녹이는 철도가 극도로 느리고 연장 된 과정이기 때문에 철분이 폭발하지 않습니다.
폭발기가 물리적, 화학적 또는 전자적으로 반응을 트리거 할 때, 혼합물은 고체 또는 액체에서 가스 로의 위상 전이를 겪는다. 반응에서 방출 된 열은이 가스의 온도를 증가시킨다. 그러나이 반응의 빠른 특성은이 가스의 전이와 결과가 엄청나게 빠르다는 것을 의미합니다.
사진 크레디트 :Wikimedia Commons 저자 :D.R. 리치몬드/미 육군
TNT의 단일 그램은 초에 거의 1 리터의 가스를 생성하며, 이는 부피가 천 배 증가합니다! 따라서 거의 순간적으로 방출되는 에너지와 압력은 사람들, 나무 및 자동차를 바로 쓸 수있을 정도로 강력한 신속한 충격파로 바깥쪽으로 전파됩니다.
거대한 안정성
질소는 불안정한 화합물이 유혹 할 때 엄청나게 안정적인 화합물 인 질소 가스로 빠르게 분해 될 것이기 때문에 폭발성의 중요한 구성 요소입니다. 그러나 왜 불안정한 화합물로부터 안정적인 화합물의 생산이 그러한 엄청난 양의 에너지를 방출해야합니까?
글쎄, 니트로 글리세린, 다이너마이트의 주요 성분, 또는 이니셜 TNT에 의해 널리 알려진 트리 니트로 톨루엔과 같은 질소 화합물을 합성하기 전에 먼저 질소 화합물을 개별 질소 원자로 분해해야합니다. 질소와 같은 안정적인 화합물을 구성 요소로 분리하는 것은 함께 붙어있는 두 개의 젖은 페이지를 분리하는 것과 같습니다. 그렇게 할 많은 에너지. 따라서, 공정이 반대로 발생하면, 즉, 원자가 재조합하여 질소 가스를 형성 할 때, 동일한 양의 에너지가 생성된다. .
따라서, 반응은 더 안정적인 화합물을 생성 할 때 더 발열 적이다. 그렇기 때문에 산소는 연소에 분명히 필요하지만, 질소와 같은 화합물은 똑같이 안정적인 분자 인 산소 분자를 형성하기 위해 빠르게 분해되기 때문에 폭발물이 가득 차게됩니다. 또 다른 폭발적인 가장 좋아하는 것이 탄소입니다.
이러한 요소를 촉진하는 가솔린은 TNT보다 더 많은 잠재적 에너지를 자랑하지만, 우선, 에너지와 가스가 방출되는 높은 속도 때문에 반응의 속도로 인해 언급 된 바와 같이, 우선, 우선, 반응의 속도로 인해 언급 된 바와 같이 두 번째는 폭발합니다.
.사실, 질소의 분노를 목격하려면 병에 액체 질소를 붓고 실온에 적용하십시오. 엄청나게 조밀하고 불안정한 화합물은 질소 가스로 빠르게 전환됩니다. 이 확장을 억압하기에 충분히 강하지 않은 병은 쉽게 분리 될 것입니다. 그러나 폭발을 억압하기에 충분히 강한 병은 실제로 압력을 가해서 불타는 것을 설정합니다. 겉보기에 무해한 행동은 결국 갑자기 kaboom! 에 절정에이를 것입니다.
