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Balanço de Oxigênio (OB%)

1900
Chemist measuring explosive formulations in a 1900 laboratory for optimal oxygen balance.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O Balanço de Oxigênio (BO%) é uma medida do grau em que um explosivo pode ser oxidado. Se uma molécula de explosivo contém oxigênio suficiente para converter todo o seu carbono em dióxido de carbono e todo o seu hidrogênio em água, seu BO% é zero. Um BO% positivo significa que há excesso de oxigênio, enquanto um BO% negativo indica um déficit de oxigênio, afetando a produção de energia e os subprodutos.

O balanço de oxigênio (OB% ou Ω) é um parâmetro crítico no projeto e na análise de materiais explosivos. Ele é calculado para prever a eficiência de um explosivo e a natureza de seus produtos de detonação. O cálculo é baseado na estequiometria da combustão completa do composto explosivo. Para um composto orgânico genérico com a fórmula CumHbNcÓdO objetivo é oxidar o carbono a CO₂.2 e hidrogênio para H2O nitrogênio é normalmente considerado como formador de N2 gas. The formula for calculating OB% for 100 grams of the material is: [latex]OB% = frac{1600(d – 2a – b/2)}{M_w}[/latex] where Mc é o peso molecular do composto.

Um explosivo com balanço de oxigênio zero (por exemplo, nitroglicerina) é teoricamente o mais eficiente em termos de liberação de energia por unidade de massa, pois todos os elementos combustíveis (C, H) são totalmente oxidados utilizando apenas o oxigênio contido na molécula. Explosivos com balanço de oxigênio negativo (OB%), como o TNT (trinitrotolueno), são deficientes em oxigênio. Ao detonarem, produzem fuligem (carbono não queimado) e monóxido de carbono (CO), resultando em menor liberação de energia e fumaça preta visível. Para melhorar seu desempenho, podem ser misturados com compostos ricos em oxigênio (oxidantes), como o nitrato de amônio. Por outro lado, explosivos com balanço de oxigênio positivo (OB%) possuem excesso de oxigênio, que pode ser utilizado para oxidar combustíveis adicionados, como o pó de alumínio em explosivos aluminizados, aumentando significativamente a energia total liberada e a temperatura da explosão.

UNESCO Nomenclature: 2203
Química

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • O trabalho de Antoine Lavoisier sobre combustão e o papel do oxigênio
  • A lei das proporções definidas, de Joseph Proust
  • Desenvolvimento da estequiometria por Jeremias Richter
  • síntese de explosivos orgânicos primitivos como nitroglicerina e algodão-pólvora

Aplicações

  • design of optimized explosive mixtures like anfo
  • formulação de propelentes com taxas de queima específicas
  • Desenvolvimento de explosivos aluminizados para efeitos de explosão aprimorados
  • prever a composição dos produtos de detonação

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: balanço de oxigênio, OB%, estequiometria, química de explosivos, produtos de detonação, ANFO, TNT, oxidante, combustível, reação exotérmica.

Contexto histórico

Balanço de Oxigênio (OB%)

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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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