Esplosivi: caratteristiche, composizione e classificazione
Gli esplosivi rappresentano sistemi chimici in grado di subire una rapida trasformazione, producendo calore e una notevole quantità di prodotti gassosi quando attivati. Questi materiali si contraddistinguono per il loro elevato contenuto energetico, la stabilità chimica, l’autosostentamento della reazione esplosiva e la velocità di reazione.
Il processo di esplosione può essere suddiviso in tre fasi successive, che comprendono l’attivazione dell’esplosivo, la decomposizione della molecola e la ricombinazione degli elementi. Gli esplosivi devono contenere legami tra atomi con elettronegatività simile e elementi capaci di dare legami a debole carattere polare.
Dal punto di vista della composizione, gli esplosivi sono principalmente costituiti da carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto. La reazione esplosiva avviene con la rottura del ponte di azoto, la demolizione totale dell’edificio molecolare e la combinazione diretta dell’ossigeno con gli elementi combustibili mediante legami polari.
Strutturalmente, la molecola di esplosivo comprende una catena di atomi di carbonio e gruppi funzionali noti come esplosofori. La presenza di un esplosoforo e la struttura molecolare nel suo complesso determinano l’appartenenza di una sostanza alla classe degli esplosivi. La valutazione dell’eccessivo squilibrio tra parte combustibile e parte comburente viene effettuata mediante il calcolo del bilancio di ossigeno.
L’azoto è l’elemento più sfruttato nel campo degli esplosivi e le sostanze più comuni sono classificate in nitroesteri, nitroderivati e nitroammine. I nitroesteri sono i meno stabili chimicamente, mentre i nitroderivati mostrano una maggiore resistenza all’idrolisi. Le nitroammine, caratterizzate dal gruppo =N-NO2, presentano un legame covalente particolarmente debole, ma sono supportate da strutture di risonanza che ne permettono l’utilizzo.
In conclusione, la comprensione della classificazione e composizione degli esplosivi è determinante per comprendere le caratteristiche e il funzionamento di questi sistemi chimici.