الرئيسية
دوره كامله لدراسة المواد المتفجره وطريقة تصنيعها
حتى الاحتراف
ستكون الدوره على مراحل
(1)
خاص لمنتدى
www.moqawomon.com
علم المتفجرات
تعريف المتفجرات
هي عبارة عن مركبات أو خلائط كيميائية قادرة على التحول إلى كميه كبيرة من الغازات ذات حرارة عالية خلال فترة زمنية قصيرة جدا وبتأثيرعامل خارجي محدثة ضغطا متزايدا ينتج عاملا ميكانيكا يسبب التدمير.
التفاعلات الانفجارية
الشرط المهم لحدوث التفاعل الانفجاري هو السرعة الكبيرة للتحول من الحالة الصلبة للمواد المتفاعلة إلى الحالة الغازية وانتشارها مع
وجود الحرارة المصاحبة لها في زمن قصير وشرط أساسي آخر هو خروج الغازات الكثيرة فالبرغم من أن تفاعل الحديد مع الكبريت سريع وكذلك احتراق الألمنيوم إلا أن هذه التفاعلات ليس انفجارية لعدم خروج غازات من هذين التفاعلين وتعتبر تفاعلات عادية.
Fe+S FeS
4 Al+3 O2 2 Al2O3
الاشتعال الوميضي والاشتعال المدوي:
عند تغيير الظروف التي يتم فيها التفاعل وخاصة درجة الحرارة والتركيز أو الضغط أو أي شرط آخر عند ذلك يمكن لأي تفاعل أن يكون متفجرا أو غير متفجر وذلك عن طريق التحكم في السرعة الانفجارية التي يكون فيها الزمن قصيرا جدا بحيث أن حرارة التفاعل لا تستطيع أن تتنقل إلى الوسط الخارجي بالتناقلية والإشعاع مما يجعلها تتجمع في الغازات الناتجة على شكل طاقه حركية.
تعريفات:
الاشتعال الوميضي: الانفجار يتم فيه بسرعة صغيرة وهو ليس بعملية بطيئة نسبيا فحسب بل هي كذلك سطحية وكيميائية بشكل واضح.
الاشتعال المدوي: الانفجار فيه يتم بسرعة كبيرة وسرعة الجزيئات الأولى المتحولة إلى غاز تكون كبيرة جدا إلى درجة تحمل معها حرارتها إلى باقي المتفجر الذي لم يصبح غازيا بعد، ونتيجة لذلك يتفكك المتفجر وتعود نتائج التفكك لتصدمه من جديد وهكذا تأخذ العملية مجراها بحركة موجية أطلق عليها اسم الموجة الانفجارية. وهكذا إذا أردنا الحصول على تأثير دفع باستخدام متفجر علينا أن نجعله يشتعل وميضاً .
أما عندما نريد الحصول على التخريب والتدمير فمن الضروري تفكيكه على شكل اشتعال مدو وهكذا فيمكن للمتفجر نفسه أو الخليط أن يشتعل اشتعالا وميضاً أو مدويا بمجرد تغيير شروط الاشتعال. وهناك مركبات (أو خلائط) محضرة بشكل خاص من اجل الاشتعال الوميضي وهذه أطلق عليها اسم بارود. بينما المواد التي تشتعل مدوية أطلق عليها اسم متفجرات.
فالمتفجر: هو كل مادة أو خليط قادر على التفاعل في زمن قصير جدا بشكل ناشر للحرارة منتجا كمية كبيرة منها بحيث تكون المواد النهائية للتفاعل في مجملها أو على الأقل جزء كبير منها مواد غازية وبحيث تجتمع هذه الحرارة مع الغاز لتكوين طاقه حركيه تتحول إلى عمل ميكانيكي.
ونفهم من هذا أن الظروف التي يتم فيها التفاعل (الزمن، الحرارة، الصعق، الضغط وغيرها ..) لها أهميته كبيرة في التأثير على نتيجة التفاعل.
أقسام المتفجرات
وتنقسم المتفجرات إلى أربعة أقسام رئيسية وهي:
1- المتفجرات البادئة (المحرضات)
2- المتفجرات القاصمة.
3- المتفجرات الدافعة.
4- المتفجرات عالية الحرارة
تصنيف المتفجرات
تصنف المتفجرات حسب ما يلي:
حسب طبيعة نواتج الاحتراق:
1- متفجرات ذات تحول غازي تام حيث لا تترك نواتج احتراق صلبه.
2 - متفجرات ذات احتراق تام حيث تتحول العناصر المكونة لها إلى أعلى حالة أكسدة.
3 - متفجرات بادئة (محرضة) وتستعمل لتفجير غيرها.
4- متفجرات أمان حيث إن نواتج الانفجار منخفضة الحرارة.
حسب طبيعتها:
1- متفجرات صلبة : مثل TNT، RDX ، حامض البكريك.
2-متفجرات عجينية : مثل الجلجنيت ، C3، C4 .
3- متفجرات سائلة : مثل نيتروبنزين ، نيتروجلسرين ، نيتروميثان.
4- متفجرات غازية : مثل غاز الميثان (غاز الطبخ ) (CH4) ، غاز الهكسوجين.
حسب استخدامها:
أولا : متفجرات محرضة:
وظيفتها تحريض غيرها من المتفجرات وهـي اكثر المواد حساسية وهي حساسة للصدم والاحتكاك والحرارة ومفعولها التخريبي ضعيف . وتستخدم في صناعة الصواعق كبادئ للعملية الانفجارية ومن أهمها فلمنات الزئبق ، أزيد الرصاص ، أزيد الفضة ، بروكسيد الهكسامين ، بروكسيد الأسيتون.
ثانيا : متفجرات قاصمة :
تتميز بقدرتها على التدمير و تستخدم في أعمال التخريب المباشر وهي اقل حساسية من المواد المحرضة وتنقسم بدورها إلى ثلاثة أقسام:
ا- شديدة الفاعلية :
وتسمى متفجرات منشطة حيث تقوم بتنشيط الموجة الانفجارية المتولدة من المواد المحرضة وتقويتها لكي تكون قادرة على تفجير الشحنة الأساسية مثل : RDX ، تترايل ، حامض البكريك ، C3، C4 وتستخدم في الصواعق(منشطات) كذلك تستخدم في صناعة الفتائل الصاعقة واحيانا تكون حشوة رئيسية في بعض الألغام والقنابل ، كذلك تخلط مع المتفجرات المتوسطة الفاعلية، واحيانا تستخدم كحشوة رئيسية.
ب- متوسطة الفاعلية :
وهذا النوع هو الأكثر شيوعا واستخداما وهو المعتمد عليه في معظم التفجيرات مثل الديناميت بأنواعه والبلاستيك المتفجر ، TNT .
ج- منخفضة الفاعلية :
وهي عبارة عن أملاح ومن أهمها خليط أنفو ANFO . وبصفة عامة تحتاج هذه المتفجرات إلى شحنة متوسطة الفاعلية .
ثالثا : متفجرات للحرارة والإضاءة :
مثل مسحوق المغنسيوم مسحوق الألمنيوم ومسحوق النحاس وجميعها تستعمل لرفع الحساسية للخليط المتفجر أثناء الانفجار وإنتاج حرارة وإضاءة بعد الانفجار غير أن المغنيسيوم يعطي إضاءة اكثر من الحرارة ولذا يستخدم في صناعة القنابل المضـيئة أما الألمنيوم فعلا العكس فهو يعطي حرارة اكثر من الإضاءة .
رابعا : متفجرات دافعة :
مثل وقود الصواريخ السائل ، البارود ، النيتروسليولوز وتستعمل لدفع الصواريخ والقذائف والطلقات كذلك يمكن أن تستخدم كمادة قاصمة .
حسب تركيبها:
1- مركبات كيماوية :
هي عبارة عن مواد كيماوية تتحد مع بعضها البعض وتتفاعل لينتج عنها مركبات كيماوية جديدة لها خصائصها الخاصة بها حيث تفقد كل من المركبات الداخلة في التفاعل خصائصها الأولية . مثلTNT .
2- مركبات فيزيائية :
وهي عبارة عن مواد يمتزج مع بعضها البعض ليكون خليطا حيث تحتفظ كل مادة بخصائصها الأولية، مثل الديناميت الذي يتكون من نيتروجلسيرين ونشارة الخشب ورمل وفحم ، ومثل البارود الأسود ويتركب من نترات البوتاسيوم وفحم نباتي وزهر الكبريت.
حسب سرعتها:
1- المتفجرات البطيئة :
وسرعة انفجار هذه المواد اقل من 1.000م/ث مثل البارود الأسود وسرعته التقريبية 400م/ث وتستعمل المتفجرات البطيئة كحشوة دافعة .
2- المتفجرات السريعة :
وسرعة انفجارها اكثر من 1.000م/ث ويستخدم هذا النوع للتدمير والتحطيم مثل الديناميت وسرعته (7240م/ث) .
خاص لمنتدى
http://www.moqawomon.com
أنواع الإنفجارات:
1- الإنفجارات الكيماوية :
وهي تحول المادة المتفجرة بشكل سريع ومفاجىء الى غازات قد يصل حجمها من (10.000 الى 15.000 )مرة من حجم المادة المتفجرة الاصلية وقد سبق الحديث عنها.
2- الانفجارات الميكانيكية :
هي انفجارات ناتجة عن ارتفاع الضغط في حيز مغلق مثل غاز او بخارمضغوط
في طنجرة (اوعية الضغط للطبخ) ، أو كما إذا وضعت مادة وأشعلت في وعاء محكم الإغلاق فان إشتعالها يعطي غازاً مما يؤدي الى انفجار الوعاء ، ومثال ذلك ايضاً إنفجار انبوبة الغاز المستعملة في البيوت فان هذه الانبوبة إذا ثقبت فانها تنفجر بسبب إختلاف الضغط الخارجي عن الضغط الداخلي للانبوب .
3- الإنفجارات الذرية :
وهي عملية انشطار او اندماج الذرة في المادة المتفجرة يصاحبه انتشار طاقة حرارية كبيرة وغازات بكميات هائلة وهي التي تحدث في القنابل النووية والهيدروجينية .
الآثار الناتجة عن الإنفجار
1- الآثار الرئيسية :
ا- الضغط .
عند انفجار شحنة متفجرة ينشأ عنها كتلة غازية كبيرة جدا ، فمثلا (1م3) من المتفجرات تتحول إلىما بين (10.000 - 15.000م3) من الغازات في فترة قياسية مقدارها (1/10.000 ) من الثانية وبسرعة قدرها (100.000) كلم/ثانية ويتولد ضغطا مقداره (108.5) طن/سم3 . وهذا الضغط يحطم أي جسم يقع ضمن هذا المجال بإذن ربه . ويكون لهذا الضغط طورين :
(ا) الطور الإيجابي :
عند انفجار حشوة متفجرة فان موجة الضغط الناتجة تضغط الهواء المحيط وتكون موجة الضغط على شكل كرة سريعة الانتشار تصعق وتدمر بشكل مفاجىء الاجسام التي تقع في مجالها . وهذا ما يحدث معظم التدمير .
(ب) الطور السلبي :
ويحدث فور انتهاء الطور الايجابي كنتيجة لرد الفعل حيث يعود الهواء ليملاء الفراغ الذي خلفه الطورالايجابي ويكون التاثير ضعيفاً مقارنةً بالطور الايجابي .
ب- التدمير :
إذا فجرت شحنة مدفونة تحت سطح الأرض أو تحت سطح الماء فإنها تنتج تمددا عنيفا للغازات والحرارة والصدمة والصوت الشديد وما يشبه الهزة الأرضية الخفيفة لكن ليس لها نفس القدرة التدميرية في المجال المفتوح وبما انهما ( الماء والرض )غير قابلان للإنضغاط فان التدمير ينحصر في المحيط المجاور . أما إذا وضعنا الشحنة فوق السطح فسيكون تأثير الموجة لمكان ابعد وبتأثير اقل .
ج- الحرارة :
يتفاوت هذا التأثير باختلاف نوع المادة المتفجرة حيث أن المادة البطيئة الإنفجار تأخذ وقتا اكبر للاحتراق. لكن المادة السريعة تسبب حرارة أعلى وهذا التأثير لكلا النوعين تستغرق أجزاء من الثانية ويبدو بشكل كرة نارية ووميض في لحظة الإنفجار . لذا فان الإنفجار البطيء يحرق جميع العشب في منطقة التأثيربعكس الشحنة السريعة فقد تحرق ولكنها لا تحرقه كاملا. والتأثير الحراري للمتفجرات هو اضعف التأثيرات الثلاثة.
الآثار الثانوية:
1- الانعكاس :
تنعكس الموجات الانفجارية كما تنعكس الموجات الصوتية والاشعة الضوئية اذا ما واجهت حاجز ، وهذا الانعكاس يؤدي الى فقدان الموجة الانفجارية جزءاً من قوتها وسرعتها ومع استمرار الانعكاس تفقد الموجة قوتها وتتلاشى .
2- الاحتراق :
ان الاحتراق والنيران المتكونة بعد الانفجار سببها الرئيسي هو الحرارة المتولدة من انفجار المادة المتفجرة ، وحتى يبدأ الحريق لا بد من مواد قابلة للاشتعال ، وهكذا يمكن تفجير خزانات الوقود واسطوانات الغاز واثات البيوت ، وايضاً قد يؤدي الانفجار الى التماسات كهربائية تؤدي الى حرائق .
3- التشظي :
وهو من التاثيرات الثانوية ، فالقنبلة المتشظية البسيطة تتألف من مادة متفجرة في قطعة من انبوب مياه(ماسورة) مغلق من الطرفين ولها صاعق . فعندما تنفجر القنبلة تنطلق القطع المتشظية باتجاه مستقيم وبسرعة عالية . وذلك اضافة الى ضغط الانفجار، ويكون متوسط سرعة الشظايا (8.387 كم/ساعة) ، ونتيجة للانفجار وتمدد الغازات السريع يتمدد الانبوب من (1-1.5 ) مرة قبل أن يتشظى .
ويستهلك التشطي نصف القدرة الناتجة عن الانفجار والجزء الباقي يستهلك في دفع الشظايا بسرعة ، وإذا كانت المادة المتفجرة من النوع السريع فان الشظايا تكون حادة ورقيقة بسبب الضغط والحرارة الناشئة عن الانفجار أما إذا كانت المادة المتفجرة بطيئة فان الشظايا تكون اكبر حجماً واقل تمدداً ، وفي كلا الحالتين فان تحزيز الوعاء المتفجر باخاديد متقاطعة يؤدي الى تكون شظايا متماثلة شكلا وحجما ومن الافضل ان يكون التحزيز من الداخل .
يمكن إضافة بعض الاجسام الصغيرة مثل المسامير والكرات الحديدية (الصدئة ) أو بعض اشواك السياج الحديدي سواء ضمن القنبلة أو بلصقها على الجدار من الخارج ويمكن وضع بعض السموم على اشظايا وهذه الشظايا الحمراء المتوقدة يمكن ان تسبب حرائق .
تأثير الأكسجين في المتفجرات
لكي تحدث الأكسدة في المتفجر لابد من وجود الأكسجين بحيث يؤكسد الأكسجين الكربون والهيدروجين إذا توافرت بنسب معينة ولنسبة الأكسجين هذه أهمية لكن ليست كبيرة حيث أنه من المعلوم انه ليس من المحتم في كل تفاعل أكسدة واختزال وجود ذرة أكسجين ومثال على ذلك وجود جزيئات متفجرة لا يوجد الأكسجين في تركيبها مثل الازيدات والاستليدات والنيتريدات فهي تتفاعل وتنفجر عن طريق الأكسدة والاختزال الإلكتروني وهذا الكلام عام حيث أنه لابد في كل انفجار من وجود ذرة على الأقل تتأكسد (أي تتخلى عن بعض الإلكترونات)وأخرى تختزل (أي تستولي على هذه الإلكترونات).
السبب المهم في قوة المتفجر هو سرعة الانفجار وهذا السبب مستقل عن وجود الأكسجين والدليل على ذلك وجود مواد غنية بالأكسجين لكنها بطيئة الانفجار مثل الأملاح (النترات ) وكذلك وجود مواد فقيرة بالأكسجين مثل جميع مركبات النيترو العطرية (RDX , TNT التترايل ...) لكنها سريعة الانفجار.
وهكذا فان المطلوب الحقيقي من المتفجر هو سرعة التفاعل وليس الكمون (وفرة الأكسجين).
ويجب أن نعرف أيضا أن النسبة المئوية للأكسجين التي تحدثنا عنها من قبل ليست وحدها التي تؤثر لكن الموضع الذي يشغله الأكسجين يؤثر أيضا وهناك مثال على ذلك:
أن ايزوسيانات الزئبق
و فلمناك الزئبق
مركبان متماثلات في التركيب وعدد ذرات العناصر، فالأول يستخدم في التعقيم وقتل الجراثيم والثاني متفجر بادئ شديد الحساسية وفي الحقيقة أن موضع الأكسجين له تأثير كبير في هذا الاختلاف فان ارتباط الأكسجين بالنتروجين (في فلمنات الزئبق ) اكثر استعداد للتفلت أو الانزلاق منه في الايزوسيانات، من اجل ذلك تعتبر الايزوسيانات اكثر استقرار.
معادلات التفجير
1 - معادلة الاحتراق التام:
عندما تكون نسبه الأكسجين الموجودة في الجزيء المتفجر كافية لتحوي كل الكربون ألي ثاني أكسيد الكربون CO2¬)) وكل الهيدروجين إلى ماء(H2O) عند ذلك يوصف المتفجر انه ذو احتراق تام وسوف تتحرر طاقته العظمى الكلية المتناسبة مع كمية الكربون والهيدروجين الموجودة ولما كان النتروجين حامل للأكسجين من حامض النيتريك فان الصيغة العامة لأي مادة متفجرة تكون:
C Hb Oc Nd
حيث: d, c, b, عدد ذرات كل عنصر على الترتيب حيث تكون علاقة عدد ذرات الكربون( ) وعدد ذرات الهيدروجين (b) مرتبطة بعدد ذرات الأكسجين (c) بالعلاقة الآتية:
(1)
وهذه العلاقة تسمى ميزان الأكسجين ويمكن حسابه لأي مادة متفجرة عن طريق التعويض في العلاقة السابقة.
ملاحظة:
لاحظ من خلال العلاقة (1) أن طرفيها يمثل عدد ذرات الأكسجين وقد أوضحت ذلك بكتابتها بالخط العريض.
وخير مثال يدل على معادلة الاحتراق التام هو ثنائي نيتروالجليكول
والذي معادلة انفجاره هي:
C2 H4 O6 N2 2 CO2¬ + ٌ 2 H2O + N2¬ ٌ
حيث أن :
d=2, b=4,
=2, c=6
وبحساب ميزان الأكسجين له.
في هذه الحالة يكون ميزان الأكسجين لثنائي نتروالجليكول يساوي صفر.
2 - معادلة احتراق المواد التي عندها وفرة في الأكسيجين:
في هذه الحالة تكون:
وتكون معادلة انفجاره هي:
فمثلا معادلة انفجار النيتروجلسرين هي:
4 C3 H5 N3 O9 12 CO2¬ +10 H2O + 6N2¬ + O2¬
وميزان الأكسجين له:
وفي هذه الحالة يقال أن النيتروجلسرين يتمتع بوفرة في الأكسجين قدرها (0.5) ولكي نحصل على O2 وهو الأمر الطبيعي لتواجد الأكسجين نضرب في 4 ولهذا فان المعادلة السابق مضروبة كلها في4
4 X 0.5 = O2
وهذا الصنف ذو فائدة عظمة لأنه يسمح بتحضير خلائط ذات احتراق كلي وذلك بإضافة مواده بنسب ملائمة إلى مواد أخرى فقيرة بالأكسجين وسوف يوضح الخليط القادم إن شاء الله تعالى هذا المثال أبلغ توضيح.
معادلة احتراق المواد التي عندها نقص في الأكسجين وكيف يمكننا معالجة ذلك.
ينتج في التفاعل الرئيسي للانفجار ذي الاحتراق الناقص ثاني أكسيد الكربون(CO2¬) وأكسيد الكربون (CO¬) والميثان (CH4¬) والهيدروجين (H2¬)والازوت (N2¬) وآثار من أكسيد الازوت (NO¬) ولكن التحليل الكيميائي لا يدل على وجود الميثان بل على وجود الماء (H2O)
هذا ويمكن تمثيل الأجراء الكلي لانفجار خليط ذي احتراق جزئي بالمعادلة
خاص لمنتدى
www.moqawomon.com
انواع
(( المتفجرات الدافعة ))
أولا : البارود الأسود
ما هو إلا نموذج للخلائط الانفجارية - صفاته - جذاب للرطوبة ويفقد جزءا مقدرا من قوته بالرطوبة – يشتعل اشتعالا وميضيا غير منتظم وهذا من عيوبه الكبيرة – يلتهب بسهوله عند ملامسة جسم متقد أو لهب – يمكن استخدامه في اجتثاث الصخور وفي تفجير عبوات بدائية مقفلة جيدا ( انفجار ميكانيكي ) وحولها عدد من المسامير أو القطع الصغيرة .
يحضر بطريقتين :
الأولى بدون مذيبات كالآتي :
1. نترات البوتاسيوم 75% + فحم نباتي 15% + كبريت زراعي اصفر 10%
طريقة التحضير :
تطحن المواد الثلاثة كل علي حده حتى تتحول إلي بودرة ثم تخلط خلطا جيدا حتى تمتزج تماما ويكون البارود جاهز للاستخدام ( يفضل عزله عن الرطوبة ) .
2. كلورات البوتاسيوم 75% + فحم نباتي 12,5 % + كبريت زراعي اصفر 12,5%
طريقة التحضير :
تطحن المواد الثلاثة كل علي حدة ( حاذر من طحن كلورات البوتاسيوم ويجب طحنها بمنتهي الهدوء لأنها مادة حساسة للاحتكاك والحرارة ) ثم تخلط جميعها جيدا وبهدوء حتى تمتزج ويكون البارود جاهزا للاستعمال .
3. نترات البوتاسيوم 70.4% + كبريت الصوديوم10.2% + كبريت زراعي اصفر 19.4% وبنفس الطريقة السابقة .
ملحوظة : النسب المئوية عبارة عن نسب وزنية حسب الكمية التي يراد تحضيرها بمعني إذا أردنا أن نحضر واحد كيلو بارود اسود مثلا فان 75% منه سيكون نترات بوتاسيوم ( ما يعادل 3|4 من الكيلو ) و15% منه سيكون فحم نباتي و10% منه سيكون كبريت زراعي اصفر ..... وهكذا .
الثانية باستعمال المذيبات :
بالنسبة للنسب المستخدمة في هذه الطريقة هي نفسها التي ذكرت في الطريقة الأولي مع زيادة نسبة الكحول الاثيلي ( ايثانول + سبيرتو ) والماء وسنقوم بشرح نموذج نترات البوتاسيوم .
المواد المطلوبة : نترات بوتاسيوم 75 جم + فحم نباتي 15 جم + كبريت زراعي اصفر 10 جم + 22 سم مكعب ماء مقطر + 64 سم مكعب كحول اثيلي . وإذا أردت زيادة الكمية ما عليك سوي مضاعفة النسب أعلاه بالضرب في رقم ثابت .
طريقة التحضير :
1. اطحن كل المواد الثلاث منفصلة طحنا جيدا وبهدوء .
2. اخلط المواد الثلاثة خلطا جيدا وبهدوء أيضا.
3. أضف نصف كمية الماء للخليط وحرك جيدا حتى تمتزج ثم أضف بقية الماء .
4. سخن الخليط بهدوء حتى تبدأ فقاعات في الخروج من الخليط ( انتبه يجب إلا يغلي الخليط ويجب أن يحافظ علي رطوبته ولا يجف ) .
5. بعد خروج الفقاعات يصب فورا في الكحول مع التحريك وبعد تجانسه يترك لمدة 4 دقائق
6. يرشح الخليط بعد ذلك بصبه فوق قطعة قماش ويعصر بلطف للتخلص من الماء ثم يترك عاجلا في الشمس ليجف لأنه كلما تأخرنا قل مفعول البارود الأسود
7. يحفظ بعد جفافه في معزل عن الرطوبة .
ثانيا : البارود اللآكبريتي :
يتكون من 80% نترات بوتاسيوم + 20% فحم نباتي ولقد وجد العلماء أنه أقوى من الخليط الذي يحوي على 10% كبريت وهو يستخدم الآن في كل من بريطانية وروسيا لإشعال مخاليط الصواريخ النارية .
ثالثا : البارود الأبيض أو الأحمر
وهذا النوع يستخدم في الأسلحة والقذائف كمادة دافعة ويمكن تحضيره بطريقة سهلة ومأمونة
المواد المطلوبة :
1. نترات البوتاسيوم .
2. سكر ابيض حبيبات .
3. أكسيد حديد بودرة ( من محلات المواد الزراعية ) يستعمل كعامل مساعد يمكن الاستغناء عنه إذا تعذر الحصول عليه .
4. ماء نقي .
5. مصدر حراري .
6. ملعقة خشبية .
7. شبك معدني ( سلك نملي ) .
طريقة التحضير :
1. ضع 480 سم مكعب من السكر في وعاء يتحمل الحرارة ثم أضف له 560 سم مكعب من نترات البوتاسيوم ثم صب فوق الخليط 840 سم مكعب من الماء النقي .
2. ضع الخليط فوق النار الهادئة وحرك بهدوء حتى يذوب الخليط تماما في الماء .
3. أضف 30 سم مكعب من أكسيد الحديد ( أن وجد ) وذلك أفضل إلي الخليط وحرك بهدوء حتى يغلي الخليط .
4. استمر في التحريك حتى ينقص الخليط إلي ربع حجمه حيث سيثقل قوامه .
5. افرش الخليط فوق لوح معدني من الألمونيوم .
6. عرض الخليط إلي الشمس حتى تجف المادة تماما .
7. افرك المادة جزءا جزءا فوق الشبك المعدني وعرضها مرة أخري لأشعة الشمس حتى تتأكد من جفاف جميع حبيباتها تماما .
7. سيكون لونه احمر إذا أضفت الأكسيد وابيض إذا لم تضف الأكسيد .
8. يحفظ في معزل عن الرطوبة لحين الطلب .
رابعا : البارود اللآدخاني أو البارود القطني ( النيتروسيليولوز )
يستخدم كحشوة دافعة في بعض القذائف .
المعادلة :-
حمض نيتريك 15 ملل
حمض كبريت 25 ملل
3 جرام قطن طبي وهي الكمية الفعلية الناتجة من هذا الخليط ( 25 ملل حمض الكبريتيك و15 ملل حمض النيتريك ) .
ماء 100 ملل + 5 غرام كربونات الصوديوم
الطريقة :-
1. أضف حمض النيتريك إلى الكبريتيك قطرة قطرة مع مراعاة ألا تزيد درجة الحرارة عن 30درجة مئوية في وسط حمام مائي بارد ( ثلج + ملح ) .
2. خذ القطن الطبي النقي وأضفه إلى الحمضين حتى يتشرب القطن كل المحلول الحمضي .
3. ألبس كفوف مطاطية وخذ القطن واغسله تحت الصنبور بالماء الجاري للتخفيف من آثار الحمض .
4. خذ 100 ملل من الماء وأضف إليه 5 غرام من كربونات الصوديوم .
5. ضع القطن في وسط الماء + الكربونات وضع الوعاء فوق مصدر حراري واجعله يغلي خمسة دقائق .
6. خذ القطن واغسله مرة أخرى بالماء ودعه يجف تحت أشعة الشمس .
7. خذ عينة صغيرة من القطن بعد أن يجف أشعلها للاطمئنان على قدرة البارود الإشتعالية .
8. هذا البارود يكبح ويفجر بشعلة .
ملاحظة:- تنتهي التجربة عند خطوة رقم 3 في غسل القطن تحت الماء ولكن من أجل الحصول على بارود قطني خالي من أي أثر للحمض يفضل إتباع الخطوة رقم 4 و5.
البارود الأبيض والأحمر ولآدخاني كلهم يمكن استعمالهم كمواد دافعه في طلقات الرصاص ولكن كمية البارود تحتاج لدقة حسب نوع البارود فمثلا طلقة الكلاشنكوف تشحن ب 1.65 جم نيتروسيليولوز وطلقة الجي 3 تشحن ب 2.7 جم نيتروسيليولوز وطلقة الخرطوش عيار 12 ملم تشحن بحوالي 3 جم بارود احمر أو ابيض ويستحسن مراجعة الأرقام للتأكد .
خاص لمنتدى
www.moqawomon.com
خامسا : الكردايت
مادة دافعة تستخدم في الصواريخ الحربية وفي بعض قذائف الهوان .
المواد المطلوبة :
1. 60 غرام نيتروسليلوز .
2. 40 غرام نيتروجليسيرين .
3. أسيتون حسب الحاجة .
طريقة التحضير :
نقوم بمزج النيتروجليسيرين مع النيتروسليلوز ( البارود القطني) ونسكب عليهم الأسيتون ويحرك جيداً حتى يذوب القطن جيداً حتى نلاحظ اختفاء الكتل القطنية البيضاء ويصبح الخليط عبارة عن مادة هلامية شفافة اللون تميل إلى الاصفرار .
ملاحظة: إذا لم يذوب القطن كلياً نقوم بإضافة أسيتون حتى يذوب ( ولا يحدث أي ضرر إضافة الأسيتون أو زيادته لأنه سيتبخر بعد التجفيف ) .
قم بسكب المزيج على البلاط أو في وعاء مجهز مسبقاً حتى تحصل على السماكة التي تحتاجها من مادة الكردايت بعد أن تجف المادة قم بتقطيعها إلى شرائح رفيعة وطويلة عرض نصف سنتم أو قم بفرمها قطع صغيرة نصف سنتم مربع وبذلك تكون قد حصلت على مادة الكردايت التي تستخدم كحشوة دافعة للصواريخ .
حتى الاحتراف
ستكون الدوره على مراحل
(1)
خاص لمنتدى
www.moqawomon.com
علم المتفجرات
تعريف المتفجرات
هي عبارة عن مركبات أو خلائط كيميائية قادرة على التحول إلى كميه كبيرة من الغازات ذات حرارة عالية خلال فترة زمنية قصيرة جدا وبتأثيرعامل خارجي محدثة ضغطا متزايدا ينتج عاملا ميكانيكا يسبب التدمير.
التفاعلات الانفجارية
الشرط المهم لحدوث التفاعل الانفجاري هو السرعة الكبيرة للتحول من الحالة الصلبة للمواد المتفاعلة إلى الحالة الغازية وانتشارها مع
وجود الحرارة المصاحبة لها في زمن قصير وشرط أساسي آخر هو خروج الغازات الكثيرة فالبرغم من أن تفاعل الحديد مع الكبريت سريع وكذلك احتراق الألمنيوم إلا أن هذه التفاعلات ليس انفجارية لعدم خروج غازات من هذين التفاعلين وتعتبر تفاعلات عادية.
Fe+S FeS
4 Al+3 O2 2 Al2O3
الاشتعال الوميضي والاشتعال المدوي:
عند تغيير الظروف التي يتم فيها التفاعل وخاصة درجة الحرارة والتركيز أو الضغط أو أي شرط آخر عند ذلك يمكن لأي تفاعل أن يكون متفجرا أو غير متفجر وذلك عن طريق التحكم في السرعة الانفجارية التي يكون فيها الزمن قصيرا جدا بحيث أن حرارة التفاعل لا تستطيع أن تتنقل إلى الوسط الخارجي بالتناقلية والإشعاع مما يجعلها تتجمع في الغازات الناتجة على شكل طاقه حركية.
تعريفات:
الاشتعال الوميضي: الانفجار يتم فيه بسرعة صغيرة وهو ليس بعملية بطيئة نسبيا فحسب بل هي كذلك سطحية وكيميائية بشكل واضح.
الاشتعال المدوي: الانفجار فيه يتم بسرعة كبيرة وسرعة الجزيئات الأولى المتحولة إلى غاز تكون كبيرة جدا إلى درجة تحمل معها حرارتها إلى باقي المتفجر الذي لم يصبح غازيا بعد، ونتيجة لذلك يتفكك المتفجر وتعود نتائج التفكك لتصدمه من جديد وهكذا تأخذ العملية مجراها بحركة موجية أطلق عليها اسم الموجة الانفجارية. وهكذا إذا أردنا الحصول على تأثير دفع باستخدام متفجر علينا أن نجعله يشتعل وميضاً .
أما عندما نريد الحصول على التخريب والتدمير فمن الضروري تفكيكه على شكل اشتعال مدو وهكذا فيمكن للمتفجر نفسه أو الخليط أن يشتعل اشتعالا وميضاً أو مدويا بمجرد تغيير شروط الاشتعال. وهناك مركبات (أو خلائط) محضرة بشكل خاص من اجل الاشتعال الوميضي وهذه أطلق عليها اسم بارود. بينما المواد التي تشتعل مدوية أطلق عليها اسم متفجرات.
فالمتفجر: هو كل مادة أو خليط قادر على التفاعل في زمن قصير جدا بشكل ناشر للحرارة منتجا كمية كبيرة منها بحيث تكون المواد النهائية للتفاعل في مجملها أو على الأقل جزء كبير منها مواد غازية وبحيث تجتمع هذه الحرارة مع الغاز لتكوين طاقه حركيه تتحول إلى عمل ميكانيكي.
ونفهم من هذا أن الظروف التي يتم فيها التفاعل (الزمن، الحرارة، الصعق، الضغط وغيرها ..) لها أهميته كبيرة في التأثير على نتيجة التفاعل.
أقسام المتفجرات
وتنقسم المتفجرات إلى أربعة أقسام رئيسية وهي:
1- المتفجرات البادئة (المحرضات)
2- المتفجرات القاصمة.
3- المتفجرات الدافعة.
4- المتفجرات عالية الحرارة
تصنيف المتفجرات
تصنف المتفجرات حسب ما يلي:
حسب طبيعة نواتج الاحتراق:
1- متفجرات ذات تحول غازي تام حيث لا تترك نواتج احتراق صلبه.
2 - متفجرات ذات احتراق تام حيث تتحول العناصر المكونة لها إلى أعلى حالة أكسدة.
3 - متفجرات بادئة (محرضة) وتستعمل لتفجير غيرها.
4- متفجرات أمان حيث إن نواتج الانفجار منخفضة الحرارة.
حسب طبيعتها:
1- متفجرات صلبة : مثل TNT، RDX ، حامض البكريك.
2-متفجرات عجينية : مثل الجلجنيت ، C3، C4 .
3- متفجرات سائلة : مثل نيتروبنزين ، نيتروجلسرين ، نيتروميثان.
4- متفجرات غازية : مثل غاز الميثان (غاز الطبخ ) (CH4) ، غاز الهكسوجين.
حسب استخدامها:
أولا : متفجرات محرضة:
وظيفتها تحريض غيرها من المتفجرات وهـي اكثر المواد حساسية وهي حساسة للصدم والاحتكاك والحرارة ومفعولها التخريبي ضعيف . وتستخدم في صناعة الصواعق كبادئ للعملية الانفجارية ومن أهمها فلمنات الزئبق ، أزيد الرصاص ، أزيد الفضة ، بروكسيد الهكسامين ، بروكسيد الأسيتون.
ثانيا : متفجرات قاصمة :
تتميز بقدرتها على التدمير و تستخدم في أعمال التخريب المباشر وهي اقل حساسية من المواد المحرضة وتنقسم بدورها إلى ثلاثة أقسام:
ا- شديدة الفاعلية :
وتسمى متفجرات منشطة حيث تقوم بتنشيط الموجة الانفجارية المتولدة من المواد المحرضة وتقويتها لكي تكون قادرة على تفجير الشحنة الأساسية مثل : RDX ، تترايل ، حامض البكريك ، C3، C4 وتستخدم في الصواعق(منشطات) كذلك تستخدم في صناعة الفتائل الصاعقة واحيانا تكون حشوة رئيسية في بعض الألغام والقنابل ، كذلك تخلط مع المتفجرات المتوسطة الفاعلية، واحيانا تستخدم كحشوة رئيسية.
ب- متوسطة الفاعلية :
وهذا النوع هو الأكثر شيوعا واستخداما وهو المعتمد عليه في معظم التفجيرات مثل الديناميت بأنواعه والبلاستيك المتفجر ، TNT .
ج- منخفضة الفاعلية :
وهي عبارة عن أملاح ومن أهمها خليط أنفو ANFO . وبصفة عامة تحتاج هذه المتفجرات إلى شحنة متوسطة الفاعلية .
ثالثا : متفجرات للحرارة والإضاءة :
مثل مسحوق المغنسيوم مسحوق الألمنيوم ومسحوق النحاس وجميعها تستعمل لرفع الحساسية للخليط المتفجر أثناء الانفجار وإنتاج حرارة وإضاءة بعد الانفجار غير أن المغنيسيوم يعطي إضاءة اكثر من الحرارة ولذا يستخدم في صناعة القنابل المضـيئة أما الألمنيوم فعلا العكس فهو يعطي حرارة اكثر من الإضاءة .
رابعا : متفجرات دافعة :
مثل وقود الصواريخ السائل ، البارود ، النيتروسليولوز وتستعمل لدفع الصواريخ والقذائف والطلقات كذلك يمكن أن تستخدم كمادة قاصمة .
حسب تركيبها:
1- مركبات كيماوية :
هي عبارة عن مواد كيماوية تتحد مع بعضها البعض وتتفاعل لينتج عنها مركبات كيماوية جديدة لها خصائصها الخاصة بها حيث تفقد كل من المركبات الداخلة في التفاعل خصائصها الأولية . مثلTNT .
2- مركبات فيزيائية :
وهي عبارة عن مواد يمتزج مع بعضها البعض ليكون خليطا حيث تحتفظ كل مادة بخصائصها الأولية، مثل الديناميت الذي يتكون من نيتروجلسيرين ونشارة الخشب ورمل وفحم ، ومثل البارود الأسود ويتركب من نترات البوتاسيوم وفحم نباتي وزهر الكبريت.
حسب سرعتها:
1- المتفجرات البطيئة :
وسرعة انفجار هذه المواد اقل من 1.000م/ث مثل البارود الأسود وسرعته التقريبية 400م/ث وتستعمل المتفجرات البطيئة كحشوة دافعة .
2- المتفجرات السريعة :
وسرعة انفجارها اكثر من 1.000م/ث ويستخدم هذا النوع للتدمير والتحطيم مثل الديناميت وسرعته (7240م/ث) .
خاص لمنتدى
http://www.moqawomon.com
أنواع الإنفجارات:
1- الإنفجارات الكيماوية :
وهي تحول المادة المتفجرة بشكل سريع ومفاجىء الى غازات قد يصل حجمها من (10.000 الى 15.000 )مرة من حجم المادة المتفجرة الاصلية وقد سبق الحديث عنها.
2- الانفجارات الميكانيكية :
هي انفجارات ناتجة عن ارتفاع الضغط في حيز مغلق مثل غاز او بخارمضغوط
في طنجرة (اوعية الضغط للطبخ) ، أو كما إذا وضعت مادة وأشعلت في وعاء محكم الإغلاق فان إشتعالها يعطي غازاً مما يؤدي الى انفجار الوعاء ، ومثال ذلك ايضاً إنفجار انبوبة الغاز المستعملة في البيوت فان هذه الانبوبة إذا ثقبت فانها تنفجر بسبب إختلاف الضغط الخارجي عن الضغط الداخلي للانبوب .
3- الإنفجارات الذرية :
وهي عملية انشطار او اندماج الذرة في المادة المتفجرة يصاحبه انتشار طاقة حرارية كبيرة وغازات بكميات هائلة وهي التي تحدث في القنابل النووية والهيدروجينية .
الآثار الناتجة عن الإنفجار
1- الآثار الرئيسية :
ا- الضغط .
عند انفجار شحنة متفجرة ينشأ عنها كتلة غازية كبيرة جدا ، فمثلا (1م3) من المتفجرات تتحول إلىما بين (10.000 - 15.000م3) من الغازات في فترة قياسية مقدارها (1/10.000 ) من الثانية وبسرعة قدرها (100.000) كلم/ثانية ويتولد ضغطا مقداره (108.5) طن/سم3 . وهذا الضغط يحطم أي جسم يقع ضمن هذا المجال بإذن ربه . ويكون لهذا الضغط طورين :
(ا) الطور الإيجابي :
عند انفجار حشوة متفجرة فان موجة الضغط الناتجة تضغط الهواء المحيط وتكون موجة الضغط على شكل كرة سريعة الانتشار تصعق وتدمر بشكل مفاجىء الاجسام التي تقع في مجالها . وهذا ما يحدث معظم التدمير .
(ب) الطور السلبي :
ويحدث فور انتهاء الطور الايجابي كنتيجة لرد الفعل حيث يعود الهواء ليملاء الفراغ الذي خلفه الطورالايجابي ويكون التاثير ضعيفاً مقارنةً بالطور الايجابي .
ب- التدمير :
إذا فجرت شحنة مدفونة تحت سطح الأرض أو تحت سطح الماء فإنها تنتج تمددا عنيفا للغازات والحرارة والصدمة والصوت الشديد وما يشبه الهزة الأرضية الخفيفة لكن ليس لها نفس القدرة التدميرية في المجال المفتوح وبما انهما ( الماء والرض )غير قابلان للإنضغاط فان التدمير ينحصر في المحيط المجاور . أما إذا وضعنا الشحنة فوق السطح فسيكون تأثير الموجة لمكان ابعد وبتأثير اقل .
ج- الحرارة :
يتفاوت هذا التأثير باختلاف نوع المادة المتفجرة حيث أن المادة البطيئة الإنفجار تأخذ وقتا اكبر للاحتراق. لكن المادة السريعة تسبب حرارة أعلى وهذا التأثير لكلا النوعين تستغرق أجزاء من الثانية ويبدو بشكل كرة نارية ووميض في لحظة الإنفجار . لذا فان الإنفجار البطيء يحرق جميع العشب في منطقة التأثيربعكس الشحنة السريعة فقد تحرق ولكنها لا تحرقه كاملا. والتأثير الحراري للمتفجرات هو اضعف التأثيرات الثلاثة.
الآثار الثانوية:
1- الانعكاس :
تنعكس الموجات الانفجارية كما تنعكس الموجات الصوتية والاشعة الضوئية اذا ما واجهت حاجز ، وهذا الانعكاس يؤدي الى فقدان الموجة الانفجارية جزءاً من قوتها وسرعتها ومع استمرار الانعكاس تفقد الموجة قوتها وتتلاشى .
2- الاحتراق :
ان الاحتراق والنيران المتكونة بعد الانفجار سببها الرئيسي هو الحرارة المتولدة من انفجار المادة المتفجرة ، وحتى يبدأ الحريق لا بد من مواد قابلة للاشتعال ، وهكذا يمكن تفجير خزانات الوقود واسطوانات الغاز واثات البيوت ، وايضاً قد يؤدي الانفجار الى التماسات كهربائية تؤدي الى حرائق .
3- التشظي :
وهو من التاثيرات الثانوية ، فالقنبلة المتشظية البسيطة تتألف من مادة متفجرة في قطعة من انبوب مياه(ماسورة) مغلق من الطرفين ولها صاعق . فعندما تنفجر القنبلة تنطلق القطع المتشظية باتجاه مستقيم وبسرعة عالية . وذلك اضافة الى ضغط الانفجار، ويكون متوسط سرعة الشظايا (8.387 كم/ساعة) ، ونتيجة للانفجار وتمدد الغازات السريع يتمدد الانبوب من (1-1.5 ) مرة قبل أن يتشظى .
ويستهلك التشطي نصف القدرة الناتجة عن الانفجار والجزء الباقي يستهلك في دفع الشظايا بسرعة ، وإذا كانت المادة المتفجرة من النوع السريع فان الشظايا تكون حادة ورقيقة بسبب الضغط والحرارة الناشئة عن الانفجار أما إذا كانت المادة المتفجرة بطيئة فان الشظايا تكون اكبر حجماً واقل تمدداً ، وفي كلا الحالتين فان تحزيز الوعاء المتفجر باخاديد متقاطعة يؤدي الى تكون شظايا متماثلة شكلا وحجما ومن الافضل ان يكون التحزيز من الداخل .
يمكن إضافة بعض الاجسام الصغيرة مثل المسامير والكرات الحديدية (الصدئة ) أو بعض اشواك السياج الحديدي سواء ضمن القنبلة أو بلصقها على الجدار من الخارج ويمكن وضع بعض السموم على اشظايا وهذه الشظايا الحمراء المتوقدة يمكن ان تسبب حرائق .
تأثير الأكسجين في المتفجرات
لكي تحدث الأكسدة في المتفجر لابد من وجود الأكسجين بحيث يؤكسد الأكسجين الكربون والهيدروجين إذا توافرت بنسب معينة ولنسبة الأكسجين هذه أهمية لكن ليست كبيرة حيث أنه من المعلوم انه ليس من المحتم في كل تفاعل أكسدة واختزال وجود ذرة أكسجين ومثال على ذلك وجود جزيئات متفجرة لا يوجد الأكسجين في تركيبها مثل الازيدات والاستليدات والنيتريدات فهي تتفاعل وتنفجر عن طريق الأكسدة والاختزال الإلكتروني وهذا الكلام عام حيث أنه لابد في كل انفجار من وجود ذرة على الأقل تتأكسد (أي تتخلى عن بعض الإلكترونات)وأخرى تختزل (أي تستولي على هذه الإلكترونات).
السبب المهم في قوة المتفجر هو سرعة الانفجار وهذا السبب مستقل عن وجود الأكسجين والدليل على ذلك وجود مواد غنية بالأكسجين لكنها بطيئة الانفجار مثل الأملاح (النترات ) وكذلك وجود مواد فقيرة بالأكسجين مثل جميع مركبات النيترو العطرية (RDX , TNT التترايل ...) لكنها سريعة الانفجار.
وهكذا فان المطلوب الحقيقي من المتفجر هو سرعة التفاعل وليس الكمون (وفرة الأكسجين).
ويجب أن نعرف أيضا أن النسبة المئوية للأكسجين التي تحدثنا عنها من قبل ليست وحدها التي تؤثر لكن الموضع الذي يشغله الأكسجين يؤثر أيضا وهناك مثال على ذلك:
أن ايزوسيانات الزئبق
و فلمناك الزئبق
مركبان متماثلات في التركيب وعدد ذرات العناصر، فالأول يستخدم في التعقيم وقتل الجراثيم والثاني متفجر بادئ شديد الحساسية وفي الحقيقة أن موضع الأكسجين له تأثير كبير في هذا الاختلاف فان ارتباط الأكسجين بالنتروجين (في فلمنات الزئبق ) اكثر استعداد للتفلت أو الانزلاق منه في الايزوسيانات، من اجل ذلك تعتبر الايزوسيانات اكثر استقرار.
معادلات التفجير
1 - معادلة الاحتراق التام:
عندما تكون نسبه الأكسجين الموجودة في الجزيء المتفجر كافية لتحوي كل الكربون ألي ثاني أكسيد الكربون CO2¬)) وكل الهيدروجين إلى ماء(H2O) عند ذلك يوصف المتفجر انه ذو احتراق تام وسوف تتحرر طاقته العظمى الكلية المتناسبة مع كمية الكربون والهيدروجين الموجودة ولما كان النتروجين حامل للأكسجين من حامض النيتريك فان الصيغة العامة لأي مادة متفجرة تكون:
C Hb Oc Nd
حيث: d, c, b, عدد ذرات كل عنصر على الترتيب حيث تكون علاقة عدد ذرات الكربون( ) وعدد ذرات الهيدروجين (b) مرتبطة بعدد ذرات الأكسجين (c) بالعلاقة الآتية:
(1)
وهذه العلاقة تسمى ميزان الأكسجين ويمكن حسابه لأي مادة متفجرة عن طريق التعويض في العلاقة السابقة.
ملاحظة:
لاحظ من خلال العلاقة (1) أن طرفيها يمثل عدد ذرات الأكسجين وقد أوضحت ذلك بكتابتها بالخط العريض.
وخير مثال يدل على معادلة الاحتراق التام هو ثنائي نيتروالجليكول
والذي معادلة انفجاره هي:
C2 H4 O6 N2 2 CO2¬ + ٌ 2 H2O + N2¬ ٌ
حيث أن :
d=2, b=4,
=2, c=6
وبحساب ميزان الأكسجين له.
في هذه الحالة يكون ميزان الأكسجين لثنائي نتروالجليكول يساوي صفر.
2 - معادلة احتراق المواد التي عندها وفرة في الأكسيجين:
في هذه الحالة تكون:
وتكون معادلة انفجاره هي:
فمثلا معادلة انفجار النيتروجلسرين هي:
4 C3 H5 N3 O9 12 CO2¬ +10 H2O + 6N2¬ + O2¬
وميزان الأكسجين له:
وفي هذه الحالة يقال أن النيتروجلسرين يتمتع بوفرة في الأكسجين قدرها (0.5) ولكي نحصل على O2 وهو الأمر الطبيعي لتواجد الأكسجين نضرب في 4 ولهذا فان المعادلة السابق مضروبة كلها في4
4 X 0.5 = O2
وهذا الصنف ذو فائدة عظمة لأنه يسمح بتحضير خلائط ذات احتراق كلي وذلك بإضافة مواده بنسب ملائمة إلى مواد أخرى فقيرة بالأكسجين وسوف يوضح الخليط القادم إن شاء الله تعالى هذا المثال أبلغ توضيح.
معادلة احتراق المواد التي عندها نقص في الأكسجين وكيف يمكننا معالجة ذلك.
ينتج في التفاعل الرئيسي للانفجار ذي الاحتراق الناقص ثاني أكسيد الكربون(CO2¬) وأكسيد الكربون (CO¬) والميثان (CH4¬) والهيدروجين (H2¬)والازوت (N2¬) وآثار من أكسيد الازوت (NO¬) ولكن التحليل الكيميائي لا يدل على وجود الميثان بل على وجود الماء (H2O)
هذا ويمكن تمثيل الأجراء الكلي لانفجار خليط ذي احتراق جزئي بالمعادلة
خاص لمنتدى
www.moqawomon.com
انواع
(( المتفجرات الدافعة ))
أولا : البارود الأسود
ما هو إلا نموذج للخلائط الانفجارية - صفاته - جذاب للرطوبة ويفقد جزءا مقدرا من قوته بالرطوبة – يشتعل اشتعالا وميضيا غير منتظم وهذا من عيوبه الكبيرة – يلتهب بسهوله عند ملامسة جسم متقد أو لهب – يمكن استخدامه في اجتثاث الصخور وفي تفجير عبوات بدائية مقفلة جيدا ( انفجار ميكانيكي ) وحولها عدد من المسامير أو القطع الصغيرة .
يحضر بطريقتين :
الأولى بدون مذيبات كالآتي :
1. نترات البوتاسيوم 75% + فحم نباتي 15% + كبريت زراعي اصفر 10%
طريقة التحضير :
تطحن المواد الثلاثة كل علي حده حتى تتحول إلي بودرة ثم تخلط خلطا جيدا حتى تمتزج تماما ويكون البارود جاهز للاستخدام ( يفضل عزله عن الرطوبة ) .
2. كلورات البوتاسيوم 75% + فحم نباتي 12,5 % + كبريت زراعي اصفر 12,5%
طريقة التحضير :
تطحن المواد الثلاثة كل علي حدة ( حاذر من طحن كلورات البوتاسيوم ويجب طحنها بمنتهي الهدوء لأنها مادة حساسة للاحتكاك والحرارة ) ثم تخلط جميعها جيدا وبهدوء حتى تمتزج ويكون البارود جاهزا للاستعمال .
3. نترات البوتاسيوم 70.4% + كبريت الصوديوم10.2% + كبريت زراعي اصفر 19.4% وبنفس الطريقة السابقة .
ملحوظة : النسب المئوية عبارة عن نسب وزنية حسب الكمية التي يراد تحضيرها بمعني إذا أردنا أن نحضر واحد كيلو بارود اسود مثلا فان 75% منه سيكون نترات بوتاسيوم ( ما يعادل 3|4 من الكيلو ) و15% منه سيكون فحم نباتي و10% منه سيكون كبريت زراعي اصفر ..... وهكذا .
الثانية باستعمال المذيبات :
بالنسبة للنسب المستخدمة في هذه الطريقة هي نفسها التي ذكرت في الطريقة الأولي مع زيادة نسبة الكحول الاثيلي ( ايثانول + سبيرتو ) والماء وسنقوم بشرح نموذج نترات البوتاسيوم .
المواد المطلوبة : نترات بوتاسيوم 75 جم + فحم نباتي 15 جم + كبريت زراعي اصفر 10 جم + 22 سم مكعب ماء مقطر + 64 سم مكعب كحول اثيلي . وإذا أردت زيادة الكمية ما عليك سوي مضاعفة النسب أعلاه بالضرب في رقم ثابت .
طريقة التحضير :
1. اطحن كل المواد الثلاث منفصلة طحنا جيدا وبهدوء .
2. اخلط المواد الثلاثة خلطا جيدا وبهدوء أيضا.
3. أضف نصف كمية الماء للخليط وحرك جيدا حتى تمتزج ثم أضف بقية الماء .
4. سخن الخليط بهدوء حتى تبدأ فقاعات في الخروج من الخليط ( انتبه يجب إلا يغلي الخليط ويجب أن يحافظ علي رطوبته ولا يجف ) .
5. بعد خروج الفقاعات يصب فورا في الكحول مع التحريك وبعد تجانسه يترك لمدة 4 دقائق
6. يرشح الخليط بعد ذلك بصبه فوق قطعة قماش ويعصر بلطف للتخلص من الماء ثم يترك عاجلا في الشمس ليجف لأنه كلما تأخرنا قل مفعول البارود الأسود
7. يحفظ بعد جفافه في معزل عن الرطوبة .
ثانيا : البارود اللآكبريتي :
يتكون من 80% نترات بوتاسيوم + 20% فحم نباتي ولقد وجد العلماء أنه أقوى من الخليط الذي يحوي على 10% كبريت وهو يستخدم الآن في كل من بريطانية وروسيا لإشعال مخاليط الصواريخ النارية .
ثالثا : البارود الأبيض أو الأحمر
وهذا النوع يستخدم في الأسلحة والقذائف كمادة دافعة ويمكن تحضيره بطريقة سهلة ومأمونة
المواد المطلوبة :
1. نترات البوتاسيوم .
2. سكر ابيض حبيبات .
3. أكسيد حديد بودرة ( من محلات المواد الزراعية ) يستعمل كعامل مساعد يمكن الاستغناء عنه إذا تعذر الحصول عليه .
4. ماء نقي .
5. مصدر حراري .
6. ملعقة خشبية .
7. شبك معدني ( سلك نملي ) .
طريقة التحضير :
1. ضع 480 سم مكعب من السكر في وعاء يتحمل الحرارة ثم أضف له 560 سم مكعب من نترات البوتاسيوم ثم صب فوق الخليط 840 سم مكعب من الماء النقي .
2. ضع الخليط فوق النار الهادئة وحرك بهدوء حتى يذوب الخليط تماما في الماء .
3. أضف 30 سم مكعب من أكسيد الحديد ( أن وجد ) وذلك أفضل إلي الخليط وحرك بهدوء حتى يغلي الخليط .
4. استمر في التحريك حتى ينقص الخليط إلي ربع حجمه حيث سيثقل قوامه .
5. افرش الخليط فوق لوح معدني من الألمونيوم .
6. عرض الخليط إلي الشمس حتى تجف المادة تماما .
7. افرك المادة جزءا جزءا فوق الشبك المعدني وعرضها مرة أخري لأشعة الشمس حتى تتأكد من جفاف جميع حبيباتها تماما .
7. سيكون لونه احمر إذا أضفت الأكسيد وابيض إذا لم تضف الأكسيد .
8. يحفظ في معزل عن الرطوبة لحين الطلب .
رابعا : البارود اللآدخاني أو البارود القطني ( النيتروسيليولوز )
يستخدم كحشوة دافعة في بعض القذائف .
المعادلة :-
حمض نيتريك 15 ملل
حمض كبريت 25 ملل
3 جرام قطن طبي وهي الكمية الفعلية الناتجة من هذا الخليط ( 25 ملل حمض الكبريتيك و15 ملل حمض النيتريك ) .
ماء 100 ملل + 5 غرام كربونات الصوديوم
الطريقة :-
1. أضف حمض النيتريك إلى الكبريتيك قطرة قطرة مع مراعاة ألا تزيد درجة الحرارة عن 30درجة مئوية في وسط حمام مائي بارد ( ثلج + ملح ) .
2. خذ القطن الطبي النقي وأضفه إلى الحمضين حتى يتشرب القطن كل المحلول الحمضي .
3. ألبس كفوف مطاطية وخذ القطن واغسله تحت الصنبور بالماء الجاري للتخفيف من آثار الحمض .
4. خذ 100 ملل من الماء وأضف إليه 5 غرام من كربونات الصوديوم .
5. ضع القطن في وسط الماء + الكربونات وضع الوعاء فوق مصدر حراري واجعله يغلي خمسة دقائق .
6. خذ القطن واغسله مرة أخرى بالماء ودعه يجف تحت أشعة الشمس .
7. خذ عينة صغيرة من القطن بعد أن يجف أشعلها للاطمئنان على قدرة البارود الإشتعالية .
8. هذا البارود يكبح ويفجر بشعلة .
ملاحظة:- تنتهي التجربة عند خطوة رقم 3 في غسل القطن تحت الماء ولكن من أجل الحصول على بارود قطني خالي من أي أثر للحمض يفضل إتباع الخطوة رقم 4 و5.
البارود الأبيض والأحمر ولآدخاني كلهم يمكن استعمالهم كمواد دافعه في طلقات الرصاص ولكن كمية البارود تحتاج لدقة حسب نوع البارود فمثلا طلقة الكلاشنكوف تشحن ب 1.65 جم نيتروسيليولوز وطلقة الجي 3 تشحن ب 2.7 جم نيتروسيليولوز وطلقة الخرطوش عيار 12 ملم تشحن بحوالي 3 جم بارود احمر أو ابيض ويستحسن مراجعة الأرقام للتأكد .
خاص لمنتدى
www.moqawomon.com
خامسا : الكردايت
مادة دافعة تستخدم في الصواريخ الحربية وفي بعض قذائف الهوان .
المواد المطلوبة :
1. 60 غرام نيتروسليلوز .
2. 40 غرام نيتروجليسيرين .
3. أسيتون حسب الحاجة .
طريقة التحضير :
نقوم بمزج النيتروجليسيرين مع النيتروسليلوز ( البارود القطني) ونسكب عليهم الأسيتون ويحرك جيداً حتى يذوب القطن جيداً حتى نلاحظ اختفاء الكتل القطنية البيضاء ويصبح الخليط عبارة عن مادة هلامية شفافة اللون تميل إلى الاصفرار .
ملاحظة: إذا لم يذوب القطن كلياً نقوم بإضافة أسيتون حتى يذوب ( ولا يحدث أي ضرر إضافة الأسيتون أو زيادته لأنه سيتبخر بعد التجفيف ) .
قم بسكب المزيج على البلاط أو في وعاء مجهز مسبقاً حتى تحصل على السماكة التي تحتاجها من مادة الكردايت بعد أن تجف المادة قم بتقطيعها إلى شرائح رفيعة وطويلة عرض نصف سنتم أو قم بفرمها قطع صغيرة نصف سنتم مربع وبذلك تكون قد حصلت على مادة الكردايت التي تستخدم كحشوة دافعة للصواريخ .
