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.
Számítása Az oxigénegyenleg egy adott kémiai vegyület esetén az alábbi formulával számítható:
Ahol: Mr: a vegyület relatív molekulatömegeC: a molekulánkénti szénatomok számaH: a molekulánkénti hidrogénatomok számaM: a molekulánkénti fématomok számaO: a molekulánkénti oxigénatomok száma
Példa a számításra A hexogén összegképlete: C3H6N6O6, relatív molekulatömege (Mr): 222,1.Ekkor: C = 3H = 6O = 6
Csoportosítás Robbanóanyagokat oxigénegyenlegük alapján három csoportba soroljuk: Negatív 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.
Nulla 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:
Pozitív 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:
Táblázat Vegyület neve OxigénegyenlegTNT−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%Nitroglikol0%Hexanitro-benzol0%Oktanitro-kubán0%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%
Kategória:Kémia Kategória:Robbanóanyagok