题目

在化学中什么叫凝聚相间的反应

提问时间：2021-03-16

答案

凝聚相间的反应通常指：
固态或液态爆炸物引起的爆轰.在这种爆炸物爆轰波的传播中,爆炸物首先受到其前沿冲击波的冲击压缩作用,使爆炸物的压力和温度突然升高,在高温高压下爆炸物被引发而发生极快的化学反应.一般凝聚炸药的这种化学反应大约在10—6～10—8秒的时间内完成.爆轰反应的机理因爆炸物的化学结构以及物理状态的不同而不同,有3种类型.
(1)整体反应 在强冲击波作用下,波阵面上的爆炸物受到强烈的绝热压缩,受压缩的物层各处均匀升至高温,化学反应在整个反应区内进行.能进行这类反应的炸药一般为均质炸药,即在炸药的任一部分的成分和密度都是相同的不含气泡的液体爆炸物以及致密的固体单体爆炸物等.整体反应依靠冲击波压缩使压缩层中的爆炸物的温度均匀升高,一般要在1000℃以上才能引起迅速的化学反应.
(2)表面反应 在冲击波作用下,波阵面上的爆炸物受到强烈地压缩,物层中温升不均匀,化学反应首先从“起爆中心”开始,进而传到整个炸药层.固体粉状爆炸物、晶体炸药、含有大量气泡的液体爆炸物和胶体爆炸物等,在爆轰时多按表面反应机理进行.当受到冲击波压缩时,爆炸物颗粒之间的摩擦和变形、气泡的绝热压缩以及流向颗粒之间的气态反应气物等,都使在颗粒以及气泡接触表面处炸药的局部温度升得很高.爆炸物颗粒表面首先发生高速的化学反应,然后以一定的速度向颗粒内部扩展.燃速与压力的关系为：
u=KP 和 dx／dτ=ρKSP
式中 u——爆炸物颗粒燃烧的线速度；
P——压力；
dx／dτ——爆炸物颗粒燃烧的质量速度；
ρ——爆炸物颗粒的密度；
S——爆炸物颗粒燃烧的表面积；
K——可以看作是常数的系数.
对于胶质炸药K的数量级在10．13MPa时燃速为10～15mm／s,特屈儿、黑索金也基本在此范围.例如硝化甘油,气泡作为起爆中心的作用十分明显.
(3)混合机理 混合爆炸物的物性不均匀是固体混合爆炸物所特有的.这种反应不是在爆炸物的化学反应区的整个体积内进行,而是在一些分界面上进行.单体炸药组成的混合爆炸物爆轰时,首先是各组分自身反应,放出大部分热量,然后反应产物互相混合进一步反应生成最终产物.由反应能力相差悬殊的成分(例如由氧化剂和可燃物或炸药与非爆炸成分)组成的混合炸药可能是某些成分(例如氧化剂或炸药)先分解,其分解产物渗透和扩散到其他组分质点的表面,并与之反应,也可能是不同组分的分解产物之间的反应.例如,硝酸铵的反应首先是分解成氧化剂(NO),如下式：
2NH4NO3→4H2O+N2+2NO+122．17kJ
然后,炸药的可燃成分或该成分的分解产物与NO作用,放出大部分化学能.
凝聚爆炸物一般是借助于热冲量、机械冲量或者依靠起爆器材(雷管或传爆药等)爆炸的直接作用来引发凝聚炸药的爆轰过程.热冲量引发爆轰,往往经过一个不稳定的燃烧阶段,然后由燃烧转变为爆轰；机械冲量引发爆轰时产生“热点”,这是爆炸的活化中心.“热点”迅速地进行化学反应并且以爆轰传播的特有速度向爆炸物深处传播.
凝聚炸药的爆压可达几万个兆帕,爆轰产物的密度在2g／cm3,比气体爆炸物大几千倍甚至上万倍