Eksplozivi su jedinjenja ili smese koji mogu za vrlo kratko vreme da razviju veliku zapreminu gasova na visokoj temperaturi. Proces veoma brzog stvaranja toplotne i mehaničke energije uz oslobađanje gasova naziva se eksplozija.

Eksploziju prate zvuk, svetlost, mehaničko dejstvo i slične pojave, koje ostavljaju snažan utisak na čoveka. Sagorevanjem 1 kg petroleuma oslobađa 46000 KJ, ako se sagorevanje vrši na primer u lampi ova energija se postepeno prenosi u okolinu, bez ikakvog mehaničkog dejstva. Međutim, ako se pomeša 1 kg petroleuma sa dovoljnom količinom tečnog kiseonika i paljenje izvrši inicijalnom kapislom, nastaće velika eksplozija u kojoj se trenutno (hiljaditi deo sekunde) oslobađa oko 46.000 KJ, temperature dostiže i do 4.000 °C, izaziva se i pritisak od oko 100 tona po kvadratnom centimetru (podrazumeva se da udarni talas ima razorno dejstvo).

Osnovna razlika eksploziva od ostalih zapaljivih materija je u tome sto se kiseonik potreban za sagorevanje nalazi u molekulima u vidu nitro ili hitratne, hloratne ili perhloratne grupe, pri čemu treba znati da prisustvo internih gasova smanjuje broj kalorija oslobođenih pri eksploziji.

• 1190. p. n. e. – Trojanske trupe koristile su zapaljiva sredstva protiv grčke mornarice.
• 500-470. p. n. e. – u taktici kineza Fau Li Jena opisana je upotreba kamenih kugli i zapaljivih lopti prilikom opsade gradova.
• 160-122. p. n. e. – Kinezi pronašli crni barut, smesu 76,2% kalijum-nitrata, 15,4% drvenog uglja i 8,4% sumpora.
• 222 god. – Rimljani počeli da koriste u pomorskim bitkama, zapaljivu smesu izrađenu od negašenog kreča i asfalta koja se palila u dodiru sa vodom.
• Sredinom VII veka Grk Kalinikos je usavršio rimsku zapaljivu smesu i pronašao “grčku vatru” koja se sastoji od nafte, sumpora, smole i negašenog kreča.
• 1073. – Mađari su pri opsadi Beograda prvi koristili crni barut u Evropi.
• 1250. – Kaluđer R. Bacon dao je sledeći sastav crnog baruta: 41,2% kalijumnitrat, 29,4% sumpora i 19,4% drvenog uglja.
• 1326. – U Veneciji su izrađeni metalni topovi koji su izbacivali đulad pod pritiskom gasova nastalih sagorevanjem baruta.
• 1627. – K. Viendl (Wiendl) prvi je koristio crni barut za otkopavanje ruda.
• 1654. – J. R. Kluber (Clauber) pronašao je amonijum-nitrat (koji se koristi kao oksidans u privrednim eksplozivima).
• krajem XVII veka J. Lovstern (Lowestern) pronašao je živin-fulminat.
• 1780. – C. L. Bertholet (Berthollet) pronašao je kalijum-hlorat.
• 1845. – Otkrivena nitroceluloza, a A. Soborero (Soborero) pronašao nitroglicerin.
• 1853. – Austrija zamenjuje crni barut nitroceluloznim barutom koji stavljaju u baterije topova
• 1867. – Alfred Nobel je pronašao dinamit
• 1873. – Pronađen plastični eksploziv (nitroceluloza + nitroglicerin)
• 1884. – Pronađen dvobazni barut
• 1870. – Dobijen je trinitrotroluen (TNT)
• 1891. – T. Kurtis (Curtis) pronašao olovo-azid
• 1894. – Proizveden je pentrit.
• U toku Drugog svetskog rata napravljeno je mnogo novih eksplozivnih smesa.
• 1944. – Počela je proizvodnja livenih dvobaznih baruta za pogon raketnih projektila.

Prema poreklu toplote koja se oslobađa eksplozivi se dele na:

• eksplozive sa endotermnim molekulima
• eksplozive sa egzotermnim molekulima

Molekul eksploziva je endoterman onda kada nastaje iz elemenata uz vezivanje toplote. Ovakvi eksplozivi obično ne sadrže kiseonik, a toplota se oslobađa isključivo raspadanjem molekula na svoje elemente.

Pri ovom procesu se za svaki molekul azota oslobađa 447 KJ energije.

Molekul eksploziva je egzoterman kada se stvara iz elemenata uz oslobađanje toplote. Molekul sadrži kiseonične grupe, NO₂ i O, i do oslobađanja energije dolazi sagorevanjem samog molekula, odnosno reakcijom vodonika i ugljenika sa jedne i kiseoničnih grupa sa druge strane. Pri tome nastaju ugljen-dioksid, ugljen-monoksid i voda. Takođe je potrebno da kiseonik u molekulu nije direktno vezan za ugljenik da bi jedinjenje bilo eksplozivno. U ovu grupu eksploziva ulaze i eksplozivne smese koje se uvek sastoje iz jednog tela koje potpomaže sagorevanje (nitrati, hlorati, kiseonik itd.) i jednog sagorljivog tela (ugalj, ugljovodonici, nitro derivati itd.). U ovu grupu spada većina eksploziva.

Eksplozivi se prema načinu dejstva dela na:

• inicijalne (primarni) i
• brizantne (sekundarni) eksplozive

Inicijalne eksplozivne materije imaju veoma malu energiju aktiviranja i veoma su osetljive na udar, varnice, trenje, toplotu, jer mogu izazvati njihovo razlaganje. U ovu grupu eksploziva spadaju: živin-fulminat Hg(OCN)₂, olovo-trinitrorezorcilat, srebro-fuliminat AgONC, srebro-azid AgN₃, olovo-azid NaN₃, dinitrodiazo-fenol i peroksidi (H₂O₂, ROOH, ROOR).

Brizantne eksplozivne materije su manje osetljive na mehaničke i toplotne uticaje i eksplodiraju pod dejstvom udarnog talasa inicijalnih eksploziva. U ovu grupu spadaju nitro jedinjenja koja sadrže C-NO₂ vezu, kao što su dinitrobenzen, dinitrotluen, heksanitro-stilben, triaminonitrobenzen, trinitrotoluen (TNT), i druga, zatim nitratni estri koji sadrže C-O-NO₂ grupu, kao što su nitroceluloza i pentaeritit-tetranitrit (pentrit, PETN). Takođe se u ovu grupu svrstavaju i nitroamini koji imaju C-N-NO₂ grupu, kao sto su ciklotetraametilen-tetraamin (oktogen), ciklotrimetil-triamin (heksogen), nitroguanidin.

Postoji velika mogućnost kombinovanja raznih eksplozivnih jedinjenja, aditiva i pripremanja eksplozivnih smesa za različite namene. Od posebnog značaja su takozvani privredni eksplozivi. To su uglavnom eksplozivne smese koje sadrže nekoliko komponenti, a pripremaju se za specijalne namene i miniranja u rudarstvu i građevini. Najpoznatiji su granulisani eksplozivi, kao na primer, smesa koja sadrži amonijum-nitrat (90%), ugljenu prašinu (7%), karboksimetil-celulozu (1%) i dizel gorivo (2%) ili eksplozivna smesa koja sadrži amonijum-nitrat (87,9%), trinitrotoluen (5,5%), drveno brašno (4,5%) i dizel gorivo (2,5%). Ova vrsta eksploziva koristi se za miniranje srednje tvrdih i mekih stena i ruda.

Postoje i kašasti – vodoplastični eksplozivi koji imaju kašasto – plastičnu konzistenciju. Odlikuju se visokom gustinom i dobrom vodootpornošću. Ova vrsta eksploziva sačinjena je od smese amonijum-nitrata (40%), natrijum-nitrata (20%), aluminijuma u prahu (15%), trinitrotoluena (15%), vode (10%) i sredstva za zgrušavanje (0,5-2%). Ovi privredni eksplozivi koriste se u rudarstvu za miniranje u uslovima gde je potrebna vodootpornost i za direktno ubrizgavanje u bušotine.

Baruti su eksplozivne materije u kojima se hemijsko razlaganje vrši isključivo termičkom provodljivošću, pri čemu sagorevanje može da bude različite brzine, od nekoliko milimetara do nekoliko centimetara u sekundi. Pri takvim brzinama moguće je iskorišćavanje gasova, proizvoda sagorevanja, za pokretanje projektila u cevi oružja, ili raketnog projektila.

Postoje:

• koloidni (homogeni) i

• kompozitni baruti.

Koloidni baruti se dobijaju želatiniziranjem molekula nitroceluloze rastvorene u nekom organskom rastvaraču i nekog drugog eksplozivnog jedinjenja. U zavisnosti od broja osnovnih aktivnih materija postoje jednobazni koloidni baruti koji su izgrađeni samo iz nitroceluloze, ali u ovu grupu spadaju i baruti koji sadrže i dinitrotoluen. Dvobazni koloidni baruti su izgrađeni od nitroceluloze i nitroglicerina, pri čemu nitroglicerina ima između 12% i 45%. U ovu grupu baruta svrstavaju se i novi sastavi koji sadrže oktogen, heksogen i pentrit radi povećavanja specificnog impulsa. Trobazni koloidni baruti sadrže tri eksplozivne komponente: nitrocelulozu, nitroglicerin i nitroguanidin.

U kompozitne barute svrstava se crni barut koji se dobija mešanjem sumpora, ugljenika i kalijum-nitrata. Pored crnog baruta, u ovu grupu ulaze kompozitna raketna goriva koja se sastoje od oksidansa (uglavnom amonijum-hlorata, 60-80%), veziva koje obezbeđuje koheziju i homogenost oksidansa i goriva, formiraju se od prepolimera (polibutadien), umreživača (toliuendiizocijanat), adhezivnih agenasa (trietanolamin), plastifikatora (diizooktil-azelat), katalizatora umreživača (feri-acetonilacetonat, olovo-hromat), zatim od reduktansa (aluminijum, oko 25%), ubrzivača sagorevanja (feri-oksid, ferocen), usporivača sagorevanja (nitroguanidin, amonijum-nitrat), konzervansa (antioksidansi na bazi fenola i amina) i stabilizatora sagorevanja (acetilenska čađ, aluminijum u prahu).

Od ostalih eksplozivnih materija i smesa treba pomenuti eksplozivne naprave na bazi smese goriva i vazduha. To su takozvane aerosolne eksplozivne smese. Prve aerosolne avionske bombe proizvedene su 1960. godine. Osnovni princip u funkcionisanju ove vrste bombi je rasprašivanje lako isparljivih ugljovodonika ili metalnih prahova u vazduhu, pri čemu nastaje eksplozivna gasna smesa u vidu oblaka, koja se naknadno pali pomoću centralno postavljenog punjenja visoko bizantnog eksploziva. Posle odabranog uparenja, koje omogućava mešanje goriva i vazduha, smesa se pali i nastaje velika eksplozija. Kao goriva u aerosolnim bombama koriste se razna jedinjenja koja sa vazduhom u određenim koncetracijama grade eksplozivnu smesu. Udarni talas aerosolnih bombi ruši sve prepreke u prečniku od 500 m, a ubija na rastojanju od 1.000 m. Sekundarno dejstvo ovih bombi je oduzimanje kiseonika iz okoline, što izaziva gušenje živih organizama. Bombe su težine do 7 tona. Kao gorivo najčešće se koristi kerozin sa dodatkom heptana i aditiva, kao što su: propilen-oksid, propil-nitrat i butil-nitrat.

Treba još pomenuti i takozvane pirotehničke smese, koje predstavljaju smesu eksplozivnih jedinjenja i oksidansa. Pirotehničke smese reaguju egzotermno tako što proizvode specifične efekte: dim, plamen, udarni talas, svetlost, gasove, zvuk ili toplotu. Prema nameni ili željenim efektima koje proizvode, pirotehničke smese mogu da budu:

• pripalne,
• inicijalne,
• osvetljavajuće,
• dimne,
• zapaljive i
• sa zvučnim signalima.

Za dobijanje obojenih svetlosnih efekata dodaju se razni aditivi, kao što su bakar(II)-oksid za plavu boju, soli barijuma i borne kiseline daju zelenu boju, soli natrijuma žutu, soli silicijuma daju crvenu svetlost, a magnezijumove soli daju blještavo plavu boju.

Eksplozivi i baruti imaju veoma dugu istoriju i našli su primenu u raznim obalastima ljudske delatnosti, pre svega kao oružje, zatim u privredi (rudarstvu, kamenolomima i sl.), kao gorivo u raketnim motorima i kao lekovi.

• Znanje

Eksploziv na Wikimedijinoj ostavi