Тема 1.5 Понятие о кислородном балансе взрывчатых веществ. Газообразные продукты взрыва

Как уже говорилось, в состав ВВ входят горючие компоненты – С (углерод) и Н (водород) и окислитель – О (кислород).

При взрыве происходит окисление горючих компонентов и, очевидно, на это затрачивает определенное количество атомов кислорода.

Разница между количеством кислорода фактически находящимся в составе ВВ и тем его количеством, которое необходимо для полного окисления горючих компонентов, называется кислородным балансом. Если в составе ВВ кислорода ровно столько, сколько необходимо для полного окисления горючих компонентов, то кислородный баланс такого ВВ нулевой (КБ-0); если в составе ВВ кислорода недостаточно для полного окисления горючих компонентов, то кислородный баланс ВВ отрицательный – (-) КБ; а если кислорода больше того количества, которое нужно для полного окисления горючих элементов, то такое ВВ имеет положительный кислородный баланс – (+) КБ.

Лучше всего, когда кислородный баланс нулевой, при этом выделяется максимальное количество энергии и не образуется вредных газов. Если КБ отрицательный, мощность взрыва меньше и образуются вредный газ – окись углерода, если КБ положительный, образуются вредные газы – окислы азота.

Чтобы рассчитать кислородный баланс взрывчатого вещества необходимо знать его химическую формулу и атомную массу С (углерода), Н (водорода), N (азота) и О (кислорода).

Пишем химическую реакцию взрывчатого превращения так, как С (углерод) и Н (водород) были окислены полностью и уравниваем правую часть химической реакции по горючим компонентам

С₇Н₅(NО₂)₃ ® 2,5Н₂О + 7СО₂+ 1,5N₂.

Подсчитываем количество атомов в составе ВВ и в составе взрывчатого превращения и сравниваем их. В составе ВВ 6 атомов Н (кислорода), а в продуктах взрывчатого превращения при полном окислении горючих компонентов (2,5+14=16,5) 16,5 атомов, т.е. для полного окисления С (углерода) и Н (водорода) требуется 16,5 атомов О (кислорода), а в составе ВВ его только 6. Значит это ВВ - С₇Н₅(NО₂)_3­ (тротил) имеет отрицательный кислородный баланс.

Кислородный баланс подсчитывается в % выражении. Для этого подсчитывают молекулярную массу ВВ и принимают ее за 100%. Затем подсчитывают атомную массу избытка или недостатка кислорода и принимают ее за Х%. Составляют пропорцию и находят Х.

Задача.

Необходимо рассчитать кислородный баланс тротила.

С₇Н₅(NО₂)₃ ® 2,5Н₂О + 7СО₂+ 1,5N₂.

Решение:

В составе ВВ только 6 атомов кислорода, необходимо – 16,5.

Находим недостающее количество атомов кислорода

(16,5-6)=10,5.

Находим атомную массу недостающего кислорода

10,5·16=168.

Найдем атомную массу ВВ

7×12+5×1+3×14+6×16=227.

Итак,

М_m­(ВВ)=227; А_m(О)=168.

Составим пропорцию:

Кислородный баланс тротила С₇Н₅(NО₂)₃ = - 74%.

Для подсчета кислородного баланса имеется эмпирическая формула (1.2):

(1.2)

где d – количество атомов кислорода в составе ВВ.

а – количество атомов углерода в составе ВВ;

в – число атомов водорода в составе ВВ;

М_m – молекулярная масса ВВ.

С_аН_вN_сО_d – общая формула промышленного ВВ.

Задача.

Сколько требуется взять частей аммиачной селитры (NН₄NО₃), кислородный баланс которой +20%, и тротила (С₇Н₅(NО₂)₃), кислородный баланс которого -74%, чтобы получить аммонит с нулевым кислородным балансом?

Решение:

Составим уравнение, где Х – количество аммиачной селитры, тогда (100-Х)- количество тротила.

(+20)Х+(-74)(100-Х)=0

20Х-7400+74Х=0

94Х=7400

- количество аммиачной селитры.

Тогда

100-78,4=21,3% - количество тротила.

Газообразные продукты взрыва. При взрыве ВВ образуется до 1000 литров газообразных продуктов на 1 кг ВВ.

Если нулевом кислородный баланс ВВ, образуются пары воды Н₂О, углеродный газ – СО₂ и свободный азот N. Эти газы не вызывают отравления организма, а только удушье, поэтому пострадавшего от этих газов следует поместить в место нормальной атмосферы и сделать искусственное дыхание.

При взрыве ВВ с отрицательным кислородным балансом образуются ядовитые газы – окись углерода – СО. Этот газ без цвета, запаха и вкуса. Он в 1,5 раз тяжелее воздуха, при вдыхании вызывает отек легких и смертельный исход.

Смертельная доза СО – 0,42% по объему, безопасная доза –0,0016% (0,02 мг/л).

Если в составе ВВ или в породах и рудах имеется сера (S), то при взрыве ВВ с отрицательным КБ образуется сероводород (H₂S), вызывающий также отек легких; безопасная доза – 0,00069%.

Если КБ положительный, то образуются ядовитые газы – окислы азота (N₂O, NO, NO₂). Они бурого цвета с резким специфическим запахом. Смертельная доза 0,02%, безопасная доза - 0,00025%.

Если в составе ВВ или в породах или рудах есть сера (S), то при взрыве ВВ с положительным КБ образуется ядовитый сернистый газ (SO₂), безопасная доза – 0,0007%.

Меры безопасности – искусственное или естественное проветривание после взрыва. На поверхности подход к месту взрыва разрешается не раньше чем через 5 минут после взрыва, запрещается наклоняться над скважиной и дышать газами, исходящими из нее.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: