Főmenü megnyitása

Az oxigénegyenleg egy jelzőszám, amelyet általában robbanóanyagokra illetve azok keverékeire használnak. Megmutatja, hogy a robbanóanyagban mekkora a tényleges oxigénmennyiség a teljes oxidációhoz szükséges oxigénmennyiséghez képest százalékban. Robbanó tulajdonságú szerves vegyületek széntartalma ideális esetben szén-dioxiddá, hidrogén tartalma pedig vízzé oxidálódik. A nitrogéntartalom elemi nitrogénként, míg az esetleges fémtartalom fém-oxid formájában szabadul fel. A valóságban azonban számtalan egyéb vegyület is keletkezik robbanások során, amelyek a robbanóanyagra jellemző „ujjlenyomatot” hagynak hátra. A robbanásra felírt kémiai reakcióegyenletek kivétel nélkül idealizált folyamatok.

Tartalomjegyzék

SzámításaSzerkesztés

Az oxigénegyenleg egy adott kémiai vegyület esetén az alábbi formulával számítható:

 

Ahol:

Mr: a vegyület relatív molekulatömege
C: a molekulánkénti szénatomok száma
H: a molekulánkénti hidrogénatomok száma
M: a molekulánkénti fématomok száma
O: a molekulánkénti oxigénatomok száma

Példa a számításraSzerkesztés

A hexogén összegképlete: C3H6N6O6, relatív molekulatömege (Mr): 222,1.
Ekkor:

C = 3
H = 6
O = 6
 

CsoportosításSzerkesztés

Robbanóanyagokat oxigénegyenlegük alapján három csoportba soroljuk:

NegatívSzerkesztés

Negatív az oxigénegyenleg ha a vegyület vagy keverék nem tartalmaz elegendő oxigént és a fent említett „ideális eset” nem jön létre. Ilyenkor a széntartalom része vagy egésze csupán szén-monoxidig oxidálódik. Szélsőséges esetben elemi szén és hidrogén is felszabadulhat.
A TNT robbanásakor lejátszódó kémiai folyamat:

 

Az egyenletből látható, hogy a TNT robbanásakor szén-monoxid és elemi szén is keletkezik. Vagyis a molekulája oxigénhiányos. Oxigénegyenlege mindössze −74%. Az ilyen robbanóanyagokhoz előszeretettel kevernek pozitív egyenlegű vegyületeket – például ammónium-nitrátot – ezzel növelve a robbanáskor felszabaduló energiát.

NullaSzerkesztés

Nulla az oxigénegyenleg abban az esetben ha a vegyület vagy keverék pontosan annyi oxigént tartalmaz, amely a széntartalmat széndioxiddá és a hidrogéntartalmat vízzé alakítja. Elvileg ez tekinthető a robbanóanyagok legkedvezőbb állapotának. Elméletileg ilyenkor maximális az energia-felszabadulás.
A nitroglikol robbanásakor lejátszódó folyamat:

 

PozitívSzerkesztés

Amennyiben az oxigénegyenleg pozitív, a vegyület vagy keverék fölösleges oxigénnel bír, ami robbanáskor elemi állapotban szabadul fel. Elvileg ez már további energia-felszabadulással nem jár, hiszen már valamennyi szén és hidrogén maximális oxidációs állapotban van. Valójában az enyhén pozitív egyenlegű robbanóanyagok esetén érhető el maximális energiafelszabadulás.
A nitromannit robbanásakor lejátszódó folyamat:

 

TáblázatSzerkesztés

Vegyület neve Oxigénegyenleg
TNT −73,9%
Hexanitro-sztilbén −67,5%
Tetril −47,4%
Pikrinsav −45,4%
Nitrometán −39,3%
Nitro-cellulóz −24,2%
Hexogén −21,6%
Oktogén −21,6%
CL-20 −11,0%
Metil-nitrát −10,4%
Nitropenta −10,1%
Nitroglikol 0%
Hexanitro-benzol 0%
Oktanitro-kubán 0%
Nitroglicerin +3,5%
Nitromannit +7,1%
Ammónium-klorát +15,8%
Ammónium-nitrát +20,0%
Ammónium-perklorát +27,2%
Kálium-klorát +32,6%
Kálium-nitrát +39,6%
Kálium-perklorát +40,4%
Tetranitro-metán +49,0%