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Explosivos

Explosivos

Os explosivos e Alfred Nobel     

Quantidades enormes de energia podem ser armazenadas em ligações químicas. Talvez a ilustração mais vívida desse fato seja vista em certas substâncias moleculares usadas como explosivos. A abordagem de entalpias de ligação nos permite examinar mais atentamente algumas das propriedades dessas substâncias explosivas.

Um explosivo deve ter as seguintes características: (1) deve se decompor exotermicamente; (2) os produtos de sua decomposição têm de ser gasosos, para  que uma enorme pressão de gás acompanhe a decomposição; (3) sua decomposição deve ocorrer muito rapidamente; e (4) ele deve ser estável o suficiente para que possa ser denotado com previsibilidade. A combinação dos primeiros três efeitos leva à violenta evolução de calor e gases.

Para apresentar a reação mais exotérmica, um explosivo deve ter ligações químicas fracas e deve decompor-se em moléculas com ligações muito fortes. Ao olharmos para as entalpias de ligação, as ligações N ≡ N, C ≡ O e C ≡ O estão entre as mais fortes. Não causa surpresa o fato de que os explosivos são normalmente projetados para compor os produtos gasosos N2(g), CO(g) e CO2(g). Vapor de água é também quase sempre produzido.

Muitos explosivos comuns são moléculas orgânicas que contêm grupos nitro (NO2) ou nitrato (NO3) ligados a um esqueleto de carbono. As estruturas de dois dos mais conhecidos explosivos, nitroglicerina e trinitrotolueno (TNT), são mostradas aqui. TNT contém o anel de seis membros característico do benzeno.

 

A nitroglicerina é um líquido oleoso de cor amarelo-pálida. É altamente sensível a choque. O simples ato de balançar o líquido pode causar a explosiva decomposição em gases de nitrogênio, dióxido de carbono, água e oxigênio:

4C3H5N3O9(l) → 6N2(g) + 12CO2(g) + 10H2O(g) + O2(g)

As grandes entalpias de ligação das moléculas de N2 (941 kj/mol), de CO2 (2 x 799 kj/mol) e de água (2 x 463 kj/mol) fazem com que essa reação seja enormemente exotérmica. A nitroglicerina é um equilíbrio explosivo quase perfeito: com exceção de uma pequena quantidade de O2(g) produzida, os únicos produtos são N2, CO2 e H2O. Observe também que, diferentemente das reações de combustão, as explosões são inteiramente fechadas. Nenhum outro reagente, como O2(g), é necessário para decomposição do explosivo.
Em virtude de a nitroglicerina ser tão instável, é difícil usá-la como um explosivo controlável. O inventor sueco Alfred Nobel, descobriu que a mistura de nitroglicerina com um material sólido absorvente como terra diatomácea ou celulose resulta em explosivo sólido (dinamite) que é muito mais seguro que a nitroglicerina líquida.

 

Alfred Nobel (1833-1896), sueco, inventor da dinamite. De acordo com a opinião de muitos, a descoberta de Nobel de que a nitroglicerina poderia tornar-se mais estável pela absorção em celulose foi acidental. Essa descoberta fez de Nobel um homem muito rico. Entretanto, ele era também um homem difícil e solitário que nunca se casou; estava sempre doente e sofria de depressão Crônica. Tinha inventado o explosivo militar mais poderoso daqueles tempos, mas firmemente apoiava movimentos de paz mundial. Seu testamento determinava que sua fortuna fosse usada para estabelecer recompensas para premiar aqueles que “conferiam o maior benefício para a raça humana”, incluindo a promoção da paz e “fraternidade entre as nações”. O Prêmio Nobel é provavelmente a mais cobiçada premiação que um cientista, economista, escritor ou defensor da paz pode receber.