Rovnováha kyslíku - Oxygen balance

tento článek ne uvést žádný Zdroje. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Kyslíková rovnováha“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Února 2007) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Rovnováha kyslíku (OBnebo OB%) je výraz, který se používá k označení stupně oxidace výbušniny. Pokud výbušná molekula obsahuje jen tolik kyslíku, aby mohla vzniknout oxid uhličitý z uhlík, voda z vodík atomy, všechny jeho oxid siřičitý z síra a všechny oxidy kovů z kovů bez přebytku, molekula má a nulová bilance kyslíku. Molekula se říká, že má pozitivní kyslíková bilance pokud obsahuje více kyslíku, než je potřeba, a negativní kyslíková bilance pokud obsahuje méně kyslíku, než je potřeba; spalování pak bude neúplné a bude vypadat velké množství toxických plynů kysličník uhelnatý bude přítomen. Citlivost, síla, a brisance výbušniny jsou do jisté míry závislé na kyslíkové bilanci a mají tendenci se přibližovat svým maximům, když se kyslíková bilance blíží nule.

Kyslíková bilance se počítá z empirického vzorce sloučeniny v procentech kyslíku potřebného pro úplnou přeměnu uhlíku na oxid uhličitý, vodík na vodu a kov na oxid kovu.

Postupem pro výpočet kyslíkové bilance ve smyslu 100 gramů výbušného materiálu je stanovení počtu krtci kyslíku, které jsou přebytečné nebo nedostatečné pro 100 gramů sloučeniny.

${displaystyle OB \% = {frac {-1600} {Mol.wt.ofcompound}} imes (2X + (Y / 2) + M-Z)}$

kde

X = počet atomů uhlíku, Y = počet atomů vodíku, Z = počet atomů kyslíku a M = počet atomů kovu (produkovaný oxid kovu).

V případě TNT (C₆H₂(NE₂)₃CH₃),

Molekulová hmotnost = 227,1

X = 7 (počet atomů uhlíku)

Y = 5 (počet atomů vodíku)

Z = 6 (počet atomů kyslíku)

Proto,

${displaystyle OB \% = {frac {-1600} {227.1}} imes (14 + 2,5-6)}$

OB% = -73,97% pro TNT

Protože citlivost, brisance a síla jsou vlastnosti vyplývající ze složité výbušné chemické reakce, nelze záviset na jednoduchém vztahu, jako je kyslíková bilance, k získání univerzálně konzistentních výsledků. Při použití kyslíkové bilance k předpovídání vlastností jedné výbušniny ve vztahu k druhé se dá očekávat, že ten s kyslíkovou bilancí blížící se k nule bude živější, silnější a citlivější; existuje však mnoho výjimek z tohoto pravidla. Složitější prediktivní výpočty, jako jsou například ty, které jsou popsány v další části dokumentu výbušné materiály článku, výsledkem budou přesnější předpovědi.

Jednou z oblastí, ve které lze použít kyslíkovou bilanci, je zpracování směsí výbušnin. Volala rodina výbušnin amatoly jsou směsi dusičnan amonný a TNT. Dusičnan amonný má kyslíkovou bilanci +20% a TNT má kyslíkovou bilanci -74%, takže se zdá, že směs poskytující nulovou kyslíkovou bilanci by také vedla k nejlepším výbušným vlastnostem. Ve skutečnosti poskytuje směs 80% dusičnanu amonného a 20% hmotnostních TNT kyslíkovou bilanci + 1%, nejlepší vlastnosti všech směsí a zvýšení pevnosti o 30% oproti TNT.

Příklady materiálů se zápornou kyslíkovou bilancí jsou např. trinitrotoluen (−74%), hliník prášek (-89%), síra (-100%) nebo uhlík (−266.7%).

Příklady materiálů s pozitivní kyslíkovou bilancí jsou např. dusičnan amonný (+20%), chloristan amonný (+34%), chlorečnan draselný (+39.2%), chlorečnan sodný (+45%), dusičnan draselný (+47.5%), tetranitromethan (+49%), chloristan lithný (+ 60%) nebo nitroglycerin (+3.5%).

Ethylenglykol dinitrát má nulovou kyslíkovou bilanci, stejně jako teoretická sloučenina trinitrotriazin.

Komerční výbušné materiály by měly mít kyslíkovou bilanci blízkou nule, aby se minimalizovala produkce oxidy dusíku a kysličník uhelnatý; plynné produkty nedokonalého spalování jsou zvláště nebezpečné ve stísněných prostorech, např. uhelné doly.