Explosivos !!!! BBBUUUUMMMM

A química dos explosivos!

Das clínicas para os campos de batalha. O explosivo preferido dos filmes de ação nasceu em um laboratório de química: a nitração de uma droga utilizada contra infecções urinárias trouxe duas substâncias que estão entre os explosivos mais potentes já preparados pelo homem.

Durante a Segunda Guerra Mundial, a hexametilenetetramina (HA), um composto comumente empregado em casos de infecções urinárias, serviu como reagente de partida para a preparação de dois explosivos: o RDX e o HMX – ciclometilenotrinitramina e ciclotetrametilentetranitramina, respectivamente.

As siglas são uma apologia acrônima ao seu poder: Royal Demolition eXplosive, RDX, e Her Majesty’s eXplosive, HMX. O HMX é um dos explosivos com a maior velocidade de detonação conhecida: mais de 9 kilômtros por segundo, ou seja, quase 33 mil kilômetros por hora!

nitração do HA

Além de serem extremamente potentes, esta nova classe de explosivos possuem qualidades invejáveis aos demais: estabilidade, maleabilidade e resitência ao calor. Os explosivos podem ser moldados e aquecidos sem perigo de uma detonação indesejada. Mas basta um pulso elétrico para que tudo vá pelos ares: tanto o RDX como o HMX são capazes de derrubar paredes de concreto ou mesmo de aço. O dinamite militar é uma mistura de 75% RDX, 15% TNT e 10% de aditivos estabilizantes e plastificantes. A mistura plástica explosiva conhecido como C4 (o campeão de vendas entre os terroristas) é composta por 91% RDX e 9% de aditivos plastificantes. O poder de detonação do C4 é suficiente, por exemplo, para gerar ondas de compressão capazes de iniciar a fissão nuclear de uma bomba de urânio-235.

Em 1987, o laboratório do US Naval Air Warfare Center Weapons Division sintetizou uma outra nitroamina cíclica: a hexanitrohexaazaisowurtzitana, designada como CL-20. Assim como o HDX e RDX, o CL-20 é estável e maleável, mas cerca de 20% mais poderoso. Em um teste do exército americano, uma bala de 30mm foi detonada em um cartucho carregado com CL-20, e foi capaz de penetrar em 7 placas de 1 polegada de aço inox.

Alfred Nobel e a Nitroglicerina

A nitroglicerina é uma substância líquida, incolor e oleosa, mas também altamente instável e explosiva. Basta um simples toque para que ocorra uma detonação espontânea. Como a molécula contém átomos de oxigênio, hidrogênio e carbono, quando ela explode libera novas moléculas (como O2, N2, H2 e CO2), mais estáveis, e com uma grande energia cinética (há uma conversão entre a energia de ligação para energia cinética!). Esta substância também foi utilizada como vaso-dilatador, nos ataques cardíacos e anginas.

1,2,3-pentanotriol
glicerina
Nitroglicerina
nitroglicerina
TNT
trinitrotoluneno (TNT)

O nome nitroglicerina vem de sua estrutura: ela é derivada da molécula glicerina (uma molécula biológica comum. serve de base para os triglicerídeos) onde os grupos -OH são substituidos por -NO2. O poder dos explosivos deve-se ao fato de que o volume ocupado por um gás é muito maior do que o ocupado por um sólido ou por um líquido. Veja a água, por exemplo. Enquanto que 1 mol de água no estado líquido, a temperatura ambiente, ocupa um volume de apenas 0,018 litros, esta mesma quantidade de água, no estado gasoso, ocuparia um espaço de mais de 20 litros! E, quanto maior for a temperatura, maior será o volume do gás.

nitroglicerina explodindo!!!
                                        reação de decomposição da nitroglicerina sólida

É justamente a velocidade de sua reação de decomposição que faz com a nitroglicerina seja tão explosiva: a rápida expansão dos gases quentes produzidos provoca uma onda de choque supersônica. Pela estequeometria da reação acima, 4 moles de nitroglicerina (cerca de 900 gramas) são capazes de gerar 35 moles de gases quentes (quase 800 litros de gases, nas CNTP). Uma vantagem da nitroglicerina em relação aos outros explosivos, como o TNT (trinitrotolueno), é que, ao contrário deste, nenhuma forma sólida de carbono é formada, produzindo uma explosão sem fumaça – propriedade muito útil para a artilharia. Assim, após o disparo, o soldado não ficaria com a visão obscurecida por uma cortina de fumaça.

A nitroglicerina tem, entretanto, uma grande desvantagem: é muito, mas muito mesmo, instável. É praticamente impossível manusear ou transportar a substância. Muitas pessoas perderam a vida tentando, até o problema ter sido resolvido pelo químico suéco Alfred Nobel.
Alfred NobelNobel estivera trabalhando em Stockholm, por vários anos, com a nitroglicerina, que era preparada pela mistura de glicerol é os ácidos sulfúrico e nítrico. Foram vários os acidentes explosivos no laboratório, incluindo um em que seu irmão, Emil Nobel e outras pessoas morreram. As autoridades de Stockholm proibiram, então, experimentos com nitroglicerina nos limites da cidade. Nobel mudou o seu laboratório para Lake Malaren e, em 1864, encontrou a solução. Nobel experimentou misturar nitroglicerina com vários aditivos, numa tentativa de torná-la estável. Ele logo descobriu que a mistura da nitroglicerina com um certo tipo de argila, chamado kieselguhr, era muito eficaz: tornava o líquido instável em uma pasta sólida estável e maleável. No ano seguinte, em 1867, ele patenteou a mistura com o nome “Dynamite“. Atualmente, a dinamite é feita com nitroglicerina, nitrato de amônio e nitrato de sódio (2 outros explosivos), polpa de madeira e um pouco de carbonato de cálcio para neutralisar os excessos de ácidos que podem estar presentes.

Os propósito da dinamite era, segundo Nobel, auxiliar na construção civil. Mas na primeira guerra mundial, foi logo adotada como uma arma extremamente mortal. Logo após o fim da guerra, um jornal publicou, erroneamente, o obituário de Alfred Nobel, sem este ter realmente morrido. Nobel percebeu que seria lembrado como o homem que criou o explosivo e causou tantas mortes. Para limpar sua consciência e seu nome, criou um instituto, que anualmente distribui prêmios para trabalhos relevantes em medicina, ciência e paz.


                                                        cubano

Ainda mais explosivo !

Uma molécula intrigante é o cubano. Sua fórmula molecular é C8H8: um hidrocarboneto cúbico com ângulos de ligação de 90o, desviando consideravelmetne do ângulo para carbonos com hibridização sp3: 109,5o. Embora “surrealista“, a molécula é estável, e vendida por várias empresas (a um custuo bem alto!). Estas ligações “tensionadas” são extremamente energéticas. Por isto seria muito grande o poder explosivo de um octanitrocubano (um cubano completamente nitrado): possuindo as instáveis ligações nitro mais a energia torsional presente no cubano! Seria, provavelmente, o mais potente explosivo do mercado. Aguardem… tanto os penta– como os hexanitrocubanos já foram sintetizados!

home -> QMCWEB.org

Revista eletrônica do Departamento de Química – UFSC







FLORIANÓPOLIS | QuímicaUFSC | QMCWEB: Ano 4

Publicado em 20/07/2012, em Conceitos Químicos. Adicione o link aos favoritos. 1 comentário.

  1. Muito bom artigo! Parabéns!

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