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為何火藥都是硝基化合物?
化合物有數百萬種, 但是為何火藥都是硝基化合物?現有的各種火藥, 都要有硝基在內, 第一次世界大戰, 德國被限制硝石的進口就不能做出火藥, 直到哈柏研究出以高壓法製氨, 再以氨延伸製成硝酸, 才能作出火藥. 可見得沒有硝酸(硝基的來源),就沒辦法作出火藥.為何只有硝基化合物才能成為火藥, 其他類型的化合物都不行. 這是什麼原理及機制?
或許是我的問題不夠清楚, 補充一些細節. 請參考這份資料: http://www.stc.tid.gov.hk/textonly/tc_chi/checkpro...
其中提到爆裂藥的部分, 都屬於硝基化合物,為何只有硝基化合物具有爆裂及快速生成氣體的作用. 請不必提供火藥爆發作用機制, 這個我很清楚. 推進藥及氧化藥也不需提供.
關於強活性化學物質的種類很多, 例如說CO或是亞銅及亞鐵, 但是諸多的強活性化學物質的反應多為劇烈氧化, 會引發燃燒作用, 卻不會引發爆炸. 即使以氣體生成的理論解釋, 對於為何只有硝基化合物會引發激烈爆發, 我仍是百思不得其解,請求高手回答.
再舉例說明得更清楚一點. 比如說醋酸纖維素與硝酸纖維素, 含氮量13%以上的硝酸纖維素具有強烈的爆發性, 可作為推進藥(強火棉), 但是醋酸纖維素不論其氫含量多高都很安定. 為何只差個硝基就相差這麼多.
4 個解答
- 匿名7 年前
>這家不錯lｖ3３3。ｃC買幾次啦真的一樣
倚劯啄傼卑
- 阿泥Lv 52 十年前
不介意的話，先來複習一下什麼是放熱反應：
放熱性分解反應由微觀的分子行為來看，乃是不安定官能基(如過氧基[-O-O-]、硝基[-NO2]、環氧基等)的原子受熱後，同時進行分解與結合，當所形成的產物的鍵能大於分解時所需的鍵能時，多餘的焓變化便以放熱現象呈現出來。
好，那回歸原本的題目來看，為何火藥成分都是硝基化合物？
因為當給予硝基化合物一個熱量，使它能跨過位能障礙(Barrier)；
硝基會進行氧化還原反應，反應會產生氮氣、氧氣及大量的熱，
而其中氮氣(N≡N)是一個三鍵的穩定分子，生成所形成的熱量相當可觀。
而硝基化合物由原本的固(液)相，瞬間生成氣相，
根據 PV= nRT，一莫耳的三硝基甲苯TNT(可能只有幾克，體積小)，
會產生三莫耳的氮氣 (約 67.2升)，爆炸時速約為 6990m/s，
而且這些爆炸的氣體又含有大量的熱，這些都是其他官能基所沒有的。
總結來說，
火藥中含硝基的原因，不外乎兩種：
1.放熱高。(因為生成N≡N時會產生大量的熱)
2.產物體積迅速膨脹。(根據PV=nRT可得知)
不知道這樣的解釋，是否讓您滿意？
2006-01-25 19:13:59 補充：
啊！樓上的大大提醒了我一點，我的體積算錯了 >"<~一莫耳的TNT應該是生成 33.6莫耳的氮氣才對，雖然TNT有三個硝酸根，不過氮氣應該是N≡N才對，筆誤！筆誤啦！
資料來源： 老師有教過
