STRUKE:

eksploziv

eksploziv (franc. explosif, od lat. explodere: raspasti se), kemijski spoj ili smjesa spojeva u kojima se djelovanjem vanjskog impulsa u obliku topline, udara, trenja i dr. može izazvati ekstremno brza kemijska reakcija (eksplozija) praćena oslobađanjem velike količine topline i nastajanjem zagrijanih plinovitih produkata pod tlakom mnogo većim od tlaka okoline. Zbog te razlike u tlaku plinovi se brzo šire, pri čemu se dio energije pretvara u rad, što rezultira rušenjem i razaranjem. Učinci mogu biti golemi zbog trenutačnosti reakcije. Najjači eksplozivi razvijaju po kilogramu mase oko 7000 kJ, dok 1 kg ugljena antracita daje toplinu oko 35 500 kJ. Prema tome, kada bi antracit mogao izgorjeti odjednom, djelovao bi oko pet puta jače od najjačeg eksploziva. Kod gotovo svih eksploziva eksplozija je zapravo vrlo brza ili trenutačna oksidacija, a samo manji broj eksploziva (bakreni acetilid, azidi) raspada se izravno na sastavne dijelove. Neke vrste eksploziva, npr. acetilidi (→ karbidi), ne razvijaju plinove, nego tlak prilikom eksplozije nastaje od finih, čvrstih čestica ugljika. Eksplozivnost kemijskih spojeva uzrokuju nestabilne atomske skupine u njihovim molekulama, kao što su O–O u peroksidima i ozonidima, O–Cl u kloratima i perkloratima, NO2 u nitro-spojevima i nitratima, N≡N u azidima i diazo-spojevima, N≡C u fulminatima, C≡C u acetilenima i acetilidima. Za eksplozije koje nastaju trenutačnom oksidacijom, potreban kisik nalazi se u molekulama samog eksploziva. Tako sumpor i ugljen u crnom barutu izgaraju zahvaljujući kisiku iz salitre (KNO3), i to mnogo brže nego u zraku, a prilikom eksplozije glicerol-trinitrata (nitroglicerina) potreban kisik daju atomske skupine –ONO2.

Eksploziv se upotrebljava u različite svrhe, npr. u građevinarstvu i u rudarstvu, ali najvažniju i najširu primjenu ima u ratnoj tehnici. Prema načinu djelovanja i namjeni, pojedine vrste eksploziva svrstavaju se u tri glavne skupine: barut, brizantni i inicijalni eksploziv. Izdvojenu skupinu čine pirotehničke smjese.

Barut služi za izbacivanje taneta iz vatrenog oružja i artiljerijskog oruđa. Od svih vrsta eksploziva barut reagira najsporije, pa plinovi nastali eksplozijom ne uzrokuju rasprsnuće čahure i cijevi, nego potiskuju i izbacuju tane.

Brizantni eksplozivi odlikuju se velikom brzinom detonacije, što uzrokuje snažna razaranja. Zato se upotrebljavaju za miniranje u građevinarstvu i rudarstvu, za punjenje topovske tanadi, mina, bombi, torpeda i dr. Među najvažnijima su dinamit, praskava želatina, trinitrotoluen (TNT), pikrinska kiselina, pentrit, heksogen (→ ciklonit), oktogen, oksilikvit, amonit, celulozni nitrat (nitroceluloza) i tetril. Plastični eksploziv sadrži sitnozrnate kristale brizantnog eksploziva (oktogen, heksogen, pentrit) u smjesi s nekim polimernim materijalom, tako da je na običnoj temperaturi savitljiv i može se lako oblikovati.

Inicijalni su eksplozivi najosjetljiviji; služe za punjenje kapsula i detonatora koji eksplodiraju na udarac ili koji drugi način te uzrokuju eksploziju naboja. U tu svrhu služe ponajprije praskava živa i olovni azid.

Barut i pirotehničke smjese pretvaraju se u plinovite produkte ponajprije izgaranjem, a brizantni i inicijalni eksplozivi detonacijom. Brzina izgaranja eksploziva određuje se vremenom koje je potrebno za izgaranje uzorka eksploziva određenih izmjera. Ona varira između nekoliko milimetara u sekundi (nitrocelulozni barut) i 400 m/s (crni barut) i ovisi o tlaku pod kojim se izgaranje odvija. Detonacija je proces širenja kemijske reakcije unutar eksplozivne tvari nadzvučnom brzinom. Detonacijska brzina varira između 2800 m/s (amonit) i 9200 m/s (oktogen) i povećava se s porastom gustoće eksploziva. Osjetljivost eksploziva na udarac također je različita: glicerol-trinitrat i praskava živa (živin fulminat) eksplodirat će ako na njih padne teret od 2 kg s 4 cm visine, a amonit (amonijev nitrat) ako isti teret padne s visine od 105 cm. Ni temperatura koja uzrokuje spontano paljenje eksploziva nije jednaka: praskava živa eksplodira na 180 do 200 °C, a crni barut na 310 °C. Crni barut razvija prilikom eksplozije tlak od 281 MPa, a praskava želatina (kolodijski pamuk) tlak od 1342 MPa.

Među navedenim vrstama eksploziva nema oštrih granica. Nekada je crni barut bio univerzalni eksploziv. Želatiniranjem visokobrizantnoga celuloznog nitrata brzina detonacije toliko se smanjuje da on može služiti kao barut. Sredstva koja smanjuju brzinu detonacije nazivaju se flegmatizatorima (voda, voskovi, vazelin), a ona koja povećavaju osjetljivost zovu se senzibilizatori, npr. aluminijski prah.

Povijest. U Kini su već u VIII. i IX. st. upotrebljavali smjese slične crnomu barutu. Prvi povijesni zapis o upotrebi baruta u Kini potječe iz 1232., a u Europi se prvi put spominje u XIV. st. Sve do XIX. st. barut je bio jedini poznati eksploziv. S razvojem kemije započinje novo doba u proizvodnji eksploziva. Pojavljuju se mnogobrojne vrste eksploziva koje svojim svojstvima nadmašuju crni barut. Oko 1830. pripravljena je praskava živa, 1847. Ch. F. Schönbein pripravio je celulozni nitrat, od kojega se 1869. počeo proizvoditi malodimni barut. Talijanski kemičar Ascanio Sobrero pripravio je 1846. glicerol-trinitrat (nitroglicerin), a 1863. upotrijebio ga je A. B. Nobel za pripravu dinamita. Od glicerol-trinitrata i celuloznoga nitrata (kolodijskog pamuka) Nobel je proizveo praskavu želatinu, još jači eksploziv nego što je dinamit. Slijedila su otkrića eksploziva na bazi amonijeva nitrata, pikrinska kiselina (osobito opasna jer s metalima stvara vrlo nestabilne spojeve), smjesa klorata ili perklorata s raznim tvarima (šedit, 1897), trinitrotoluen (1902), olovni azid (1910). U II. svjetskom ratu upotrebljavao se i heksanitrodifenilamin, koji eksplodira velikom žestinom, uzrokuje požar i vrlo je otrovan, zatim tetril ili pironit, snažniji i osjetljiviji od trinitrotoluena. Potkraj II. svjetskog rata upotrijebljen je prvi put i nuklearni eksploziv (→ nuklearno oružje). Nakon 1955. razvijene su smjese amonijeva nitrata i loživih ulja (tzv. ANFO-eksplozivi) i vodeni gelovi s amonijevim nitratom kao osnovom (uz trinitrotoluen, želatinizirajuće agense i boraks).

eksploziv. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 11.12.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17436>.