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Constituição Química e História dos Explosivos

Os explosivos são aquelas substâncias que se decompõem rapidamente, com expansão súbita de gases e grande liberação de energia.

Por exemplo, a nitroglicerina é um explosivo cuja decomposição pode ser descrita da seguinte forma:

H2C ─ O ─ NO2
   │
4 H2C ─ O ─ NO2   → 10 H2O +  6 N2 + O2 + 12 CO2
   │
  H2C ─ O ─ NO2

  nitroglicerina

Observe que nessa reação 4 mol de nitroglicerina (o que corresponde a cerca de 900 g) liberam rapidamente cerca de 29 mol de gases quentes. O volume ocupado por esses gases, sob pressão atmosférica de 1,0 atm, é maior que 800 L.

Assim como a nitroglicerina, a grande maioria dos explosivos atuais contém em sua composição o elemento nitrogênio.

Porém, a nitroglicerina não foi o primeiro explosivo a ser produzido e sim a pólvora. Ela foi inventada no século IX pelos chineses, que misturaram cerca de 65 % de salitre (NaNO3), 20% de carvão e 15% de enxofre em massa. Os italianos e alemães, na Idade Média, aprenderam a adicionar compostos metálicos na pólvora, obtendo chamas com variada gama de cores e efeitos. Por isso, inicialmente a pólvora era usada apenas em fogos de artifícios.

O alemão Berthold Scwars (1310-1384) inventou o canhão e, com isso, a pólvora passou a ser utilizada também nas guerras.

Com a invensão do canhão, a pólvora passou a ser usada para fins bélicos

Em 1425, a pólvora pulverulenta foi substituída pela pólvora granulada, sendo usada em diversos tipos de armamentos bélicos. Por muitos séculos, a pólvora foi considerada o único explosivo eficiente da humanidade.

Imagem de pólora granulada

Com o avanço da Química Orgânica, no século XIX, novos explosivos foram descobertos. O primeiro deles foi no ano de 1846, quando o químico alemão Christian Schönbein descobriu que a nitrocelulose (polímero natural, cuja estrutura de repetição é C6H10O5) pode reagir com o ácido nítrico, originando vários tipos de celuloses trinitradas, que quanto mais nitrogênios possuem, mais explosivas são.

A nitroglicerina foi inventada um ano depois pelo químico italiano Ascanio Sobrera. Ele a preparou por meio da reação entre a glicerina e uma mistura concentrada de ácido sulfúrico e ácido nítrico. No entanto, como ela era líquida e muito reativa, o seu simples manuseio causava acidentes gravíssimos. Assim, por muito tempo, ela não foi utilizada.

Um grande avanço no campo dos explosivos aconteceu por meio dos estudos de Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), o criador do prêmio Nobel. Um acidente trágico que matou 5 pessoas em uma de suas fábricas, incluindo seu irmão caçula, fez com que Nobel se tornasse obcecado em descobrir uma forma segura de produzir a nitroglicerina em escala industrial e utilizá-la com menos riscos de explosões acidentais.

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Foto de Alfred Nobel a mais de cem anos
Foto de Alfred Nobel a mais de cem anos

Depois de muitas tentativas, em 1867, ele conseguiu esse feito, quando inventou a dinamite, que na época era uma mistura de 75% de nitroglicerina e 25% de terra diatomácea (farinha fóssil chamada de kieselguhr; é um pó vindo de algas unicelulares providas de paredes silicosas). Essa mistura tornou a nitroglicerina menos sensível a choques e passou a ser usado um detonador para explodi-la no momento desejado.

Atualmente, a composição da dinamite é uma mistura de nitroglicerina e nitrato de sódio finamente pulverizado, um absorvente combustível, como o pó de madeira, e 0,5% de carbonato de cálcio anidro, para neutralizar os ácidos formados na armazenagem.

A dinamite tornou possível o uso da nitroglicerina como explosivo

Visto que o sistema ferroviário estava se expandindo na época, a nitroglicerina, que era superior à pólvora negra, passou a ser usada para abrir túneis nas montanhas e se espalhou por todo o mundo. Ela trouxe uma imensa economia de tempo e dinheiro.

Nobel inventou também outro explosivo ainda mais potente, chamado de gelatina explosiva, uma mistura de nitroglicerina com colódio (solução de nitrocelulose dissolvida numa mistura de álcool e éter).

Em 1888, Nobel patenteou a balistite, uma mistura de nitroglicerina, nitrocelulose e cânfora, que era adaptado para a propulsão de projéteis em armas de fogo. Em 1889, ele inventou a pólvora sem fumaça, uma combinação entre a nitroglicerina, a nitrocelulose, solventes e geleia de petróleo.

No início do século XX, principalmente devido à Primeira Guerra Mundial, foram inventados outros explosivos mais poderosos, como o TNT (2-metil-1,3,5-trinitrobenzeno ou 2,4,6-trinitrotolueno), que foi usado como estopim para desencadear a reação de explosão da bomba atômica de plutônio. Hoje em dia, ele é mais utilizado para demolir construções ou por empresas de mineração.

Fórmula estrutural do TNT

Outros explosivos poderosos são o tretil e o RDX:

Estruturas de explosivos Tretil e RDX

A potência dos explosivos foi evoluindo com o avanço da Química Orgânica
A potência dos explosivos foi evoluindo com o avanço da Química Orgânica
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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