domingo, 11 de junho de 2017

De onde vem a energia liberada em uma explosão?

A energia é um assunto de grande importância não apenas nos meios científicos, mas também para a sociedade em geral. Os veículos motorizados, a manufatura de bens, o funcionamento de variados tipos de dispositivos e as atividades humanas dependem da existência de fontes de energia e do conhecimento de como explorá-las. Um exemplo do poderio de energia são os explosivos, muitos deles, inclusive, têm muitas aplicações pacíficas, tais como a abertura de estradas, túneis e minas e a implosão de edifícios. Mas, de onde vem a energia dissipada em uma explosão? Então vamos a explicação:


É possível armazenar quantidade enormes de energia nas ligações. E talvez o melhor exemplo esteja, justamente, na química dos explosivos. Um explosivo é uma substância líquida ou sólida que satisfaz três critérios principais:

# A decomposição deve ser rápida.
# A decomposição deve ser muito exotérmica.
# Os produtos da decomposição devem ser gasosos, assim a reação é acompanhada de um tremendo aumento de pressão exercido por esses gases.

A combinação desses três efeitos leva a uma produção violenta de calor e gases, que geralmente estão associados com as explosões.


Levando isso em conta, quais são os produtos mais adequados em que se deve decompor um explosivo?

Idealmente, para e ter uma reação muito exotérmica, um explosivo deve ter ligações químicas muito fracas e sua decomposição deve produzir substâncias com ligações químicas muito fortes.

Ao analisar as energias de ligação, vemos que as ligações entre N e N e também entre C e O são muito fortes. Não é surpreendente que muitos dos explosivos produzam N2 (g), CO (g) e CO2 (g). Quase sempre vapor de água também é produzido.

Um bom exemplo é a nitroglicerina, um líquido oleoso de calor amarelo-pálido, muito sensível ao impacto. Basta agitá-lo para ocasionar sua decomposição em nitrogênio, dióxido de carbono, água e oxigênio gasosos:

4 C3H5N3O9 (l)     →     6 N2 (g)   +  12 CO2 (g)   +   10 H2O (g)   +  O2 (g)

As elevadas energias de ligação nas moléculas de N2 (944 KJ/mol de moléculas), de CO2 (1.486 HJ/mol de moléculas) e de água (926 KJ/mol de moléculas) fazem essa reação ser muito exotérmica. Com exceção de uma pequena quantidade de O2, os produtos são N2, CO2 e H2O.

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