Кислородный баланс ( OB , OB% или Ω ) — это выражение, которое используется для указания степени, в которой взрывчатое вещество может быть окислено , [1] чтобы определить, содержит ли взрывчатая молекула достаточно кислорода, чтобы полностью окислить другие атомы во взрывчатом веществе. Например, полностью окисленный углерод образует углекислый газ , водород образует воду, сера образует диоксид серы , а металлы образуют оксиды металлов. Говорят, что молекула имеет положительный кислородный баланс, если она содержит больше кислорода, чем необходимо, и отрицательный кислородный баланс, если она содержит меньше кислорода, чем необходимо. [2]
Взрывчатое вещество с отрицательным кислородным балансом приведет к неполному сгоранию , что обычно приводит к образованию оксида углерода , который является токсичным газом. Взрывчатые вещества с отрицательным или положительным кислородным балансом обычно смешиваются с другими энергетическими материалами, которые либо являются положительными, либо отрицательными по кислороду, соответственно, для увеличения мощности взрывчатого вещества. Например, тротил является кислородно-отрицательным взрывчатым веществом и обычно смешивается с кислородно-положительными энергетическими материалами или топливом для увеличения его мощности. [3] [4]
Процедура расчета кислородного баланса в расчете на 100 граммов взрывчатого вещества заключается в определении количества молей кислорода, которые являются избыточными или недостаточными для 100 граммов соединения.
X = число атомов углерода, Y = число атомов водорода, Z = число атомов кислорода и M = число атомов металла (полученного оксида металла).
В случае ТНТ (C 6 H 2 (NO 2 ) 3 CH 3 ),
Молекулярная масса = 227,1
X = 7 (число атомов углерода)
Y = 5 (число атомов водорода)
Z = 6 (число атомов кислорода)
Поэтому,
Примерами материалов с отрицательным кислородным балансом являются нитрометан (−39%), тринитротолуол (−74%), алюминиевый порошок (−89%), сера (−100%) или углерод (−266,7%). Примерами материалов с положительным кислородным балансом являются нитрат аммония (+20%), перхлорат аммония (+34%), хлорат калия (+39,2%), хлорат натрия (+45%), нитрат калия (+47,5%), тетранитрометан (+49%), перхлорат лития (+60%) или нитроглицерин (+3,5%). Этиленгликольдинитрат имеет нулевой кислородный баланс, как и теоретическое соединение тринитротриазин . [ необходима цитата ] [5]
Поскольку чувствительность, бризантность и прочность являются свойствами, возникающими в результате сложной взрывчатой химической реакции, нельзя полагаться на простое соотношение, такое как кислородный баланс, для получения универсально согласованных результатов. При использовании кислородного баланса для прогнозирования свойств одного взрывчатого вещества относительно другого следует ожидать, что тот, у которого кислородный баланс ближе к нулю, будет более бризантным, мощным и чувствительным; однако существует много исключений из этого правила. [ необходима цитата ]
Одной из областей, в которой может применяться кислородный баланс, является обработка смесей взрывчатых веществ. Семейство взрывчатых веществ, называемых аматолами, представляет собой смеси нитрата аммония и тротила . У нитрата аммония кислородный баланс составляет +20%, а у тротила — −74%, поэтому может показаться, что смесь, дающая нулевой кислородный баланс, также будет иметь наилучшие взрывчатые свойства. На практике смесь 80% нитрата аммония и 20% тротила по весу дает кислородный баланс +1%, лучшие свойства из всех смесей и увеличение прочности на 30% по сравнению с тротилом. [ необходима цитата ]
