Εκρηκτικές ύλες, ή κοινώς εκρηκτικά, ονομάζονται κάποιες απλές ή σύνθετες ουσίες, οι οποίες περιέχουν μεγάλη ποσότητα αποθηκευμένης ενέργειας που κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορεί να απελευθερωθεί απότομα προκαλώντας έκρηξη, δηλαδή έκλυση μεγάλης ποσότητας ενέργειας σε εξαιρετικά μικρό χρονικό διάστημα, παράγοντας αέρια υψηλής πίεσης και πολλαπλάσιου όγκου. Τα παραγόμενα αέρια, λόγω της μεγάλης ταχύτητας αύξησης του όγκου τους προκαλούν ισχυρά μηχανικά αποτελέσματα που συνοδεύονται από κρότους.
Η νιτρογλυκερίνη είναι εκρηκτικό υγρό με χημικό τύπο C3H5(ONO2)3 και προέρχεται από γλυκερίνη όταν αυτή αντιδράσει με μίγμα νιτρικού και θειικού οξέος. Η νιτρογλυκερίνη ανακαλύφθηκε από τον χημικό Ασκάνιο Σομπρέρο το 1847 στο Πανεπιστήμιο του Τορίνο. Αρχικά την αποκάλεσε πυρογλυκερίνη (pyroglycerin) και προειδοποιούσε αδιάκοπα κατά της χρήσης της, στα γράμματα και τα άρθρα του, δηλώνοντας ότι ήταν υπερβολικά επικίνδυνη και αδύνατο να τη χειριστεί κανείς.Συμμαθητής του Σομπρέρο ήταν ο Άλφρεντ Νομπέλ ο οποίος πειραματίστηκε πάνω σε πιο ασφαλείς τρόπους για τον χειρισμό αυτής της επικίνδυνης ουσίας. Τα οξυγόνα που περιέχει η νιτρική ομάδα χρειάζονται για την πλήρη οξείδωση του άνθρακα και του υδρογόνου του μορίου προς CO2 και Η2Ο, ενώ το Ν ιδανικά μετατρέπεται Ν2. Στην πράξη (ανάλογα με το περίσσευμα O) μπορεί να προκύψουν και μικρές ποσότητες CO και οξειδίων του αζώτου. Σε κάθε περίπτωση πραγματοποιείται μια ισχυρώς εξώθερμη ταχύτατη αντίδραση διάσπασης κατά την οποία εκλύονται θερμότατα αέρια σε εξαιρετικά μικρό χρονικό διάστημα. Στις εκρήξεις, οι ταχύτητες των παραγόμενων αερίων και των προϊόντων καύσης είναι 10.000 m/s, οι θερμοκρασίες φθάνουν και ίσως να ξεπερνούν τους 6.000οC και οι πιέσεις τα 300.000 bar με αποτέλεσμα να παράγεται ένα ισχυρότατο ωστικό κύμα (shock wave). Ένας όγκος νιτρογλυκερίνης παράγει 1300 όγκους αερίων που στις συνθήκες της αντίδρασης γίνονται 10000 όγκοι, με αποτέλεσμα την τρομακτική αύξηση της πίεσης. Αν η νιτρογλυκερίνη απορροφηθεί από αδρανές υλικό, όπως η γη διατόμων, το πριονίδι κλπ παρέχει εκρηκτικές ύλες, οι οποίες ονομάζονται εν γένει δυναμίτιδες, που χρησιμοποιούνται με μεγαλύτερη ασφάλεια.
Η Πυρίτιδα ήταν γνωστή στους Κινέζους ως εκρηκτικό μέσον για ανατινάξεις, πυροτεχνήματα . Τον 12ο αιώνα με αρχές του 13ου αρχίζουν να γίνονται γνωστές στην Ευρώπη οι δυνατότητές της. Ο Άγγλος φραγκισκανός μοναχός Ρότζερ Μπέικον, επιστήμονας και ιδιαίτερα μορφωμένος, ήταν ο πρώτος που κατέγραψε τη "συνταγή" της πυρίτιδας μετά από πολλά σχετικά πειράματα (1250) έτσι ώστε να μπορεί να παρασκευάζεται με σταθερές αναλογίες. Η συνήθης μαύρη πυρίτιδα είναι μίγμα νιτρικού καλίου, Θείου και Άνθρακα. Το μίγμα αυτό προκειμένου να σπάσει σε κόκκους για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά, αλέθεται σε ειδικούς μύλους, τους μπαρουτόμυλους.
Το «2,4,6-τρινιτροτολουόλιο» ή «τρινιτροτολουόλιο» ή και «τρινιτροτολουόλη», (σε συντομογραφία ΤΝΤ) είναι μια πολύπλοκη χημική ουσία με χημικό τύπο C6H2(NO2)3CH3 . Το ΤΝΤ παράγεται σε μια διαδικασία τριών βημάτων. Πρώτα η τολουόλη νιτρώνεται μέσω ενός μίγματος από θειικό και νιτρικό οξύ για την παραγωγή ΜΝΤ (mono-nitrotoluene). Το ΜΝΤ στη συνέχεια νιτρώνεται και γίνεται DNT (dinitrotoluene). Στο τελευταίο βήμα το DNT νιτρώνεται για άλλη μια φορά και παράγεται ΤΝΤ. Το ΤΝΤ παράχθηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό χημικό Joseph Wilbrand και χρησιμοποιήθηκε ως κίτρινο χρώμα. Η χρήση του ως εκρηκτικού δεν είχε ανακαλυφθεί για μερικά χρόνια, κυρίως λόγω του ότι ήταν δύσκολο να εκραγεί και ότι ήταν λιγότερο δυνατό από κάποιες άλλες εναλλακτικές. Το ΤΝΤ μπορεί να χυθεί με ασφάλεια ως υγρό σε ειδικά περιβλήματα και είναι τόσο ανθεκτικό που το 1910 εξαιρέθηκε από τον βρετανικό νόμο περί εκρηκτικών (“Explosives Act”) και δε θεωρούνταν ως εκρηκτικό σε περιπτώσεις κατασκευής και αποθήκευσης.
Η σύνθεση του οκτανιτροκυβάνιου (octanitrocubane, ONC, C8(NO2)8 ) στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο από την ερευνητική ομάδα του Καθ. Philip Eaton θεωρήθηκε δικαιολογημένα σαν ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα της Χημείας του έτους 2000. Το ONC θεωρείται ως η ισχυρότερη μέχρι σήμερα γνωστή εκρηκτική ύλη. Σημαντικός λόγος που συμβάλλει στην εξαιρετική εκρηκτική ισχύ του ONC είναι και το μεγάλο ενεργειακό περιεχόμενο του μητρικού υδρογονάνθρακα, του κυβανίου ( C8H8), λόγω της έντονης διάτασης των δεσμών άνθρακα, που βρίσκονται υπό γωνία C-C-C 90 μοίρες η οποία απέχει πολύ από την κανονικά προβλεπόμενη γωνία των 109,5 μοίρες.
Βιβλιογραφία
http://el.wikipedia.org/
http://www.chem.uoa.gr/chemicals/chem_octanitrocubane.htm