Explosies

PRAKTISCHE OPDRACHT
SCHEIKUNDE

EXPLOSIES
Explosies zijn ontploffingen. Een explosie is een plotselinge vergroting van het volume van energie, waarbij veel energie vrijkomt op een gewelddadige manier.
Hierbij ontstaan hele hoge temperaturen en er komen veel gassen vrij.
Er treden schokgolven op in het medium, wanneer er een explosie plaatsvindt.
Explosies kunnen in twee groepen worden gecategoriseerd, in deflagraties en in detonaties:

DEFLAGRATIES
Als de schokgolven van een explosie subsonisch zijn, en zich dus langzamer verplaatsen dan het geluid in hetzelfde medium waarin het bewogen wordt, worden de explosies als deflagraties gecategoriseerd.

Dit zijn langzame explosieve verbrandingen van een stof. Voor dit soort verbrandingen is zuurstoftoevoer nodig, zodat de verbrandingssnelheid geregeld kan worden door meer of minder zuurstof toe te laten.
Dit worden 'gewone' verbranding genoemd. Dit is bijvoorbeeld bij hout of papier.

Bij stoffen of mengels die uit een zuurstofverbinding bestaan of die een zuurstofverbinding bevatten, is dit anders. Zoals bij bijvoorbeeld kaliumnitraat of in zwart buskruit. Daarbij is er geen toevoer van zuurstof nodig om de verbranding te onderhouden. Daarom gaat deze verbranding ook veel sneller dan een gewone verbranden, waarbij wel toevoer van zuurstof nodig is.
Een verbranding die zich zelf kan onderhouden en dus geen toevoer van zuurstof nodig heeft, noemen we een explosieve verbranding of deflagratie.

Een mengel dat onder de geluidssnelheid verbrandt heet een sas. Deze sassen worden veel gebruikt voor in vuurwerk of in vuurwapens.
Een stof of een mengsel dat een deflagratie ondergaat wordt een LE of Low Explosive genoemd. Het resultaat van een LE wordt sterk bepaald door de omgeving. Van een LE die wordt aangestoken in de open lucht, krijg je meestal geen knal, maar je krijgt een steekvlam.
Als een LE in een afgelosten ruimte verbrandt, zoals bij vuurwerk is, dan kunnen de gassen geen kant op, hierdoor komt de verpakking onder druk te staan, waardoor hij explodeert.

DETONATIES
Als de schokgolven van een explosie supersonisch zijn, en zich dus sneller verplaatsen dan het geluid in hetzelfde medium waarin het bewogen wordt, worden de explosies als detonaties gecategoriseerd.
Dit is een bijzondere vorm van een explosie. Bij een detonatie plant het reactiefront in de explosieve stof zich sneller voort dan de geluidssnelheid in die stof.
Detonaties planten zich fysisch voort door middel van een schokfront. De snelheden hiervan kunnen 5 tot 7 kilometer per seconde bereiken.
Stoffen die detoneren worden ook wel HE, High Explosive of Hoog Energetisch genoemd. Een HE veroorzaakt steeds een explosie, het maakt daarbij niet uit of het in een afgesloten ruimte of in een open ruimte zit.

Voorbeelden van stoffen die detoneren zijn: TNT, kwikfulminaat, kwikazide en ether.

KUNSTMATIGE EXPLOSIEVEN
De bekendste kunstmatige explosieven zijn chemische explosieven. Dit zijn meestal snelle en heftige oxidatie reacties die grote hoeveelheden heet gas produceren.
Het eerste explosief dat werd uitgevonden en dat gebruikt werd was buskruit. Dit is een explosief mengsel dat gebruikt wordt om projectielen af te schieten, vuurpijlen voort te stuwen en als uitstootlading in pyrotechnische shell's, kometen en sterren.
Ook de ontwikkeling van cellulosenitraat (schietkatoen) van Frederick Augustus Abel en de uitvinding van dynamiet (verstevigde nitroglycerine) van Alfred Nobel waren vroege ontwikkelingen in de chemische explosieven technologie.
De atoombom, een ander soort explosief, werd door het Amerikaanse leger uitgevonden.

NATUURLIJKE EXPLOSIES
In de natuur komen er vaak explosies voor.

VULKANISCHE PROCESSEN
De meest natuurlijke explosies op de aarde ontstaan door vulkanische processen.
Een vulkanische explosie is een zeer zware uitbarsting. Hierbij kan het dat niet alleen het gesteente en de lava uit de kraterpijp van de vulkaan wordt geworpen, maar kan het soms zelfs ook zo zijn dat een gedeelte van de vulkaan de lucht in wordt geblazen.
Een vulkanische explosie ontstaat door te veel druk in een vulkaan.


ZONNEVLAMMEN
Een zonnevlam is een enorme explosie die vaak voorkomt op het oppervlak van de zon en waarscheinlijk ook op de meeste sterren.
Een zonnevlam ontstaat door het plotseling vrijkomen van de opgeslagen energie die wordt vastgehouden in de magnetische velden. In een paar minuten tijd verhitten zonnevlammen materialen tot miljoenen graden Celsius en verspreiden ze een ontploffing van een straling over het hele gebied van het elektromagnetische spectrum, inclusief radiogolven, röntgenstraling en gammastraling.

Zonnevlammen worden ingedeeld in 3 klassen:

1. X-klasse zonnevlammen.
Dit zijn uitbarstingen die op de aarde voor het uitvallen van radioverbindingen en van elektriciteitscentrales kunnen zorgen.

2. M-klasse zonnevlammen.
Dit zijn matige uitbarstingen, die rond de polen korte perioden van de radioverbindingen kunnen veroorzaken.

3. C-klasse zonnevlammen.
Dit zijn kleine uitbarstingen die nauwelijks invloed hebben op de aarde.

SUPERNOVAE
Bij de grootste bekende explosies in het heelal horen supernovae. Dit is het verschijnsel waarbij een ster op een opvallende manier een gigantische ontploffing ondergaat.
Bij een supernova-uitbarsting wordt er een enorme hoeveelheid licht uitgestraald. Er vindt een enorme explosie plaats. De ster vlamt op met de lichtkracht van honderden miljoenen tot meer dan een miljard zonnen.
Hierna blijft er alleen nog maar een kleine, zeer zware kern over.


HYPERNOVAE
Bij de zwaarst bekende explosies in het heelal horen hypernovae, afgezien van de oerknal.
Een hypernova wordt veroorzaakt door het ineenstorten van een zeer zware ster tot een zwart gat. De massa van de kern van de ineenstortende ster is dan meer dan 25 keer die van de zon.
Zulke sterren worden Wolf-Rayet sterren genoemd.
De kracht van dit soort explosies is 100 keer zo groot als die van een supernova.

IMPLOSIE
Het tegenovergestelde van explosie is implosie.
Een implosie ontstaat door drukverschillen. De druk aan de buitenkant van een voorwerp is zoveel groter dan de druk aan de binnenkant van het voorwerp dat het voorwerp de druk niet meer aankan en dus implodeerd.
Door de implosie valt het materiaal naar binnen. Door de grote snelheid die de stukken van het materiaal verkrijgen, vliegen de stukken de heletijd rechtdoor, zodat de stukken van het materiaal toch alle kanten opvliegen. Dit is bij een explosie het geval.
Een implosie kan optreden bij een thermosfles, als het glas ervan te dun is. Ook treedt er een implosie op als een beeldbuis wordt vernietigt.

Bij allebei de implosies is er een groot gedeelte binnen het glas een vacuüm, zodat de luchtdruk van buiten naar binnen gericht is.
Bij een explosie is de luchtdruk juist van binnen naar buiten gericht.

BRAND IN OLIETANKS PUERTO RICO GEBLUST

SAN JUAN (ANP) - Een enorme brand die twee dagen lang op het terrein van een olieraffinaderij op Puerto Rico woedde, is geblust. Dat hebben de brandweer en de gouverneur op het Caribische eiland zondag laten weten.
,,Het vuur is volledig gedoofd. Het onmiddellijke gevaar in het gebied is geweken'', meldde gouverneur Luis Fortuno. Agenten van de Amerikaanse federale politie FBI gaan het terrein nu uitgebreid inspecteren om de oorzaak van de brand te achterhalen.
De brand die vrijdag uitbrak in de olietanks veroorzaakte een enorme explosie met een kracht van 2,8 op de schaal van Richter. Twintig opslagtanks voor olieproducten zijn uitgebrand, de andere twintig wist de brandweer te redden. Circa tien werknemers waren aanwezig op het industrieterrein in Bayamón, nabij de hoofdstad San Juan, toen het misging.

Twee gewonden
Door de explosies vielen zeker twee gewonden. Circa duizenden omwonenden werden geëvacueerd, scholen in de buurt werden gesloten. Door de vuurzee ontstonden enorme zwarte rookwolken die San Juan deels bedekten.
De autoriteiten van de met de Verenigde Staten geassocieerde Vrije Staat Puerto Rico hadden de bevolking opgeroepen kalm te blijven en niet naar buiten te gaan. Ook hebben de autoriteiten de benzineprijzen op het eiland bevroren.

De brandweer heeft de enorme brand die twee dagen lang op het terrein van een olieraffinaderij op Puerto Rico woedde, geblust. ANP