Explosivos

FUNÇÕES ORGÂNICAS NITROGENADAS
LEITURA
EXPLOSIVOS
A evolução da Química Orgânica deu origem a muitas indústrias importantes.
Um exemplo é a fabricação de explosivos. Considera-se como explosivo toda
substância capaz de se decompor rapidamente, com expansão súbita de gases e
grande liberação de energia. Do ponto de vista químico, é interessante notar que
a grande maioria dos explosivos modernos são substâncias orgânicas que contêm
o elemento nitrogênio.
No século IX, os chineses inventaram a pólvora — uma mistura de aproximadamente 65% de salitre (NaNO3), 20% de carvão e 15% de enxofre, em massa. Inicialmente, eles a usavam apenas para produzir fogos de artifício.
Foi provavelmente o alemão Berthold Schwarz (1310-1384) quem inventou o
canhão, trazendo a pólvora para as operações bélicas.
CAPÍTULO 4
Em 1838, começa a era moderna dos explosivos, quando o químico francês
Théophile Jules Pelouse (1807-1867) conseguiu preparar a nitrocelulose. Em 1846, o
químico alemão Christian Schönbein verificou que a celulose trinitrada é altamente
explosiva. A celulose é um polímero natural, cuja estrutura é a repetição da unidade
C6H10O5, que mostramos abaixo. Em cada uma dessas unidades existem três oxidrilas.
O ácido nítrico pode reagir com uma, duas ou três oxidrilas, originando vários tipos de
nitrocelulose, cujo caráter inflamável e explosivo aumenta com a elevação do teor de
nitrogênio na molécula.
O
CH2 OH
O
HO
OH
HO
O
O
OH
CH2 OH
n
Em 1847, o químico italiano Ascanio Sobrero (1812-1888) preparou a nitroglicerina, a partir da glicerina, que é um subproduto abundante da fabricação do sabão. Ele
verificou então que a nitroglicerina é um líquido que explode com extrema facilidade
por aquecimento ou por uma simples pancada. A aplicação desse explosivo retardou-se por vários anos, devido a explosões violentas com mortes e ferimentos de pessoas
que tentavam fabricá-lo, estocá-lo e utilizá-lo.
Finalmente, em 1867, o químico sueco Alfred Bernhard Nobel conseguiu uma
forma segura de usar a nitroglicerina ao inventar a dinamite — uma mistura de 75%
de nitroglicerina e 25% de terra diatomácea (terra diatomácea ou terra infusória é um
pó proveniente de algas unicelulares providas de paredes silicosas). Na ocasião, Nobel
inventou também a espoleta de fulminato de mercúrio, Hg(ONC)2, para provocar a
explosão da dinamite. Com essas inovações, a produção de nitroglicerina passou de
11 toneladas no ano de 1867 para 1.350 toneladas em 1872.
Alfred Bernhard Nobel nasceu em Estocolmo (Suécia) em 1833 e faleceu em San
Remo (Itália) em 1896. Seu pai era engenheiro, inventor e se dedicava à fabricação
de explosivos. Como consequência de várias explosões, o pai de Nobel perdeu
alguns auxiliares, seu filho mais novo e sua fortuna. Perseguido em seu país, fugiu
para a Rússia com a família. Lá reconquistou a fortuna produzindo explosivos para a
guerra da Crimeia e explorando petróleo no Cáucaso. Com isso, o filho Alfred Nobel
conseguiu estudar na Rússia e depois nos Estados Unidos e na França, especializandose em explosivos.
CH2
CH
CH2
ONO2
ONO2
ONO2
Nitroglicerina
(ou melhor,
trinitrato de
glicerina)
A KG / L A
TINSTOCK
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Apesar de várias melhorias, como a substituição da pólvora pulverulenta pela pólvora granulada, em 1425, podemos dizer que a pólvora foi o único explosivo eficiente
de que a humanidade dispôs durante vários séculos.
Alfred Bernhard
Nobel.
159
QUÍMICA ORGÂNICA
VOLUME
3
Após a invenção da dinamite em 1867, Nobel inventou em 1875 a dinamite
gelatinosa ou gelatina explosiva — uma mistura de nitroglicerina, nitrocelulose e
solventes. Em 1889, chegou a um tipo de pólvora sem fumaça, misturando nitroglicerina, nitrocelulose, solventes e geleia de petróleo. Na época, o consumo de explosivos
aumentou muito, devido à crescente construção de túneis, ferrovias etc. Com suas
fábricas de explosivos, com os rendimentos de suas patentes e com a exploração de
petróleo na Rússia, Nobel acumulou enorme fortuna. No final da vida, entristecido com
o crescente uso bélico dos explosivos que havia inventado, deixou toda sua fortuna,
em testamento, para a Fundação Nobel, instituindo por meio dela o Prêmio Nobel.
Esse prêmio é concedido anualmente, desde 1901, às pessoas que “tragam o maior
benefício à humanidade nos campos da Física, da Química, da Medicina, da Literatura
e da Paz Mundial” (a partir de 1969, foi acrescido o Prêmio Nobel de Economia).
No final da vida, sofrendo de angina e com vários ataques cardíacos, Nobel foi
medicado (ironia do destino) com nitroglicerina, que até hoje é usada como vasodilatador coronário.
No início do século XX, principalmente em função da Primeira Guerra Mundial, foram inventados novos e mais poderosos explosivos, como o TNT, o tretil e o RDX:
N
CH3
O2N
NO2
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
CH3
NO2
O2N
NO2
O2N
N
N
NO2
N
NO2
Trinitrotolueno
(TNT)
NO2
N-metil-2,4,6-trinitro-fenil-nitramina
(tretil)
NO2
Ciclotrimetileno-trinitro-amina (RDX)
YAWAR NAZIR/SCOOPT/GETTY IMAGES
Os explosivos são usados em todos os tipos de armas civis e militares. Mas o uso
pacífico também é muito extenso: em pedreiras, na abertura de túneis e canais, na
construção de rodovias e ferrovias, no aprofundamento de portos, na prospecção
sísmica etc.
No Brasil, existem mais de 20 fábricas que produzem explosivos, mas todos sob
o controle do Exército.
Operário colocando
dinamite em uma pedreira.
Na pirotecnia, há os fogos de artifício e os fogos de sinalização, empregados em
buscas marítimas ou terrestres. Na produção desses fogos sempre se utilizam misturas de: oxidantes, como nitratos, cloratos, percloratos, peróxidos etc.; combustíveis
160
A LEGIÃO
FUNÇÕES ORGÂNICAS NITROGENADAS
Bill Rechin & Don Wilder
Questões sobre a leitura
28. (ITA-SP) Qual das substâncias abaixo não é empregada na fabricação da pólvora negra?
a) trinitrotolueno
b) enxofre
c) carvão
d) nitrato de sódio
e) nitrato de potássio
29. (Unicenp-PR) As explosões químicas se caracterizam pela quebra espontânea de moléculas, resultando fragmentos que
se recombinam para dar os produtos finais. O resultado é a liberação quase instantânea de grandes quantidades de
gases aquecidos, que iniciam uma devastadora onda de impacto, ao se expandirem a altas velocidades.
O pimeiro autoexplosivo comercialmente importante foi a nitroglicerina, preparada pela reação da glicerina com o
ácido nítrico na presença de ácido sulfúrico.
H2C
OH
HC
OH
H2C
OH
Glicerina
H2C
ONO2
HC
ONO2
H2C
ONO2
H2SO4
3 HNO3
3 H2O
“Nitroglicerina”
Baseado nas informações acima, assinale a poposição correta:
a) A glicerina é uma amina.
d) A glicerina é um álcool de nome propanotriol.
b) A nitroglicerina não é um explosivo.
e) A glicerina é um mono-álcool terciário.
c) A reação ocorreu em meio básico.
161
CAPÍTULO 4
ROGÉRIO REIS/TYBA
Além de combustíveis e
comburentes, os fogos
de artifício contêm
substâncias que produzem
cores variadas.
2008 KING FEATURES/INTERCONTINENTAL PRESS
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
(redutores) orgânicos ou inorgânicos, como sulfetos, hidrocarbonetos, carboidratos
etc.; e substâncias que produzem cores variadas, como compostos de cobre (cor
azul), compostos de estrôncio (cor vermelha) etc.
Deve-se lamentar que ainda hoje pequenos fabricantes clandestinos de fogos de
artifício sofram, frequentemente, com explosões vitimando pessoas envolvidas ou não
na produção desses fogos.
composto o número de átomos de nitrogênio, hidrogênio e oxigênio por molécula é:
a) 3, 5 e 6.
c) 3, 5 e 9.
e) 3, 5 e 3.
b) 3, 9 e 6.
d) 3, 7 e 6.
31. (UFG-GO) Na tabela a seguir, representam-se reações químicas de decomposição, que ocorrem com explosivos:
Explosivo
Fórmula
Produtos por mol de reagente
Nitrocelulose
C24H29O9(NO3)11
20,5 CO
฀3,5 CO2
Nitroglicerina
C3H5(NO3)3
3 CO2
2,5 H2O
Nitrato de amônio
NH4NO3
TNT
C7H5(NO2)3
2 H2O
6 CO
C
14,5 H2O
1,5 N2
N2
5,5 N
0,25 O2
0,5 O2
2,5 H2
1,5 N2
Na explosão de 1 mol de cada um desses explosivos, mantidos nas CNTP:
1. o que ocorre é a combustão das substâncias.
2. o TNT é o que produz resíduo sólido.
3. o inorgânico é o que produz menor volume gasoso.
4. a nitrocelulose é a que produz maior volume gasoso.
32. (UFC-CE) Quando a nitroglicerina, C3H5N3O9, explode, todos os produtos são gases.
Utilizando a equação da reação dada abaixo e os dados a seguir apresentados, calcule o volume total de
gases, em litros, produzido nas condições normais de temperatura e pressão, quando 454 g de nitroglicerina
explodem (dados: massa molar de C3H5N3O9 227 g/mol; volume molar nas CNTP 22,4 L).
Equação:
4 C3H5N3O9 (&)
12 CO2 (g)
6 N2 (g)
10 H2O (g)
O2 (g)
Marque a opção que apresenta o cálculo correto do volume solicitado.
a) 22,4 L
c) 156,8 L
e) 649,6 L
b) 44,8 L
d) 324,8 L
Desafio
33. (UFV-MG) A aspoxicilina, abaixo representada, é uma substância utilizada no tratamento de infecções bacterianas.
utilizada na época como anestésico local e atualmente
de uso ilícito, por causar dependência.
CH3
H
O
NH2
H3 C
O
N
N
1
H
S
N
3
O
H
O
HC
N
CH3
OH
4
O
C
C
H
O
C
O
OH
As funções 1, 2, 3 e 4 marcadas na estrutura são, respectivamente:
a) amida, fenol, amina, ácido carboxílico.
b) amida, amina, álcool, éster.
c) amina, fenol, amida, aldeído.
d) amina, álcool, nitrila, ácido carboxílico.
e) amida, nitrila, fenol, éster.
34. (Unirio-RJ) Em 1886, um farmacêutico americano começou a comercializar uma bebida preparada com extratos
de duas plantas, Cola acuminata e Erythroxylon coca. Por
sugestão de seu sócio, a bebida foi denominada Coca-Cola. Em 1902, o uso do extrato de Erythroxylon coca,
nessa bebida, foi proibido por conter cocaína, substância
162
CH
CH2
H2C
CH2
COOCH3
H
C
2
N
CH3
Na estrutura da cocaína, apresentada acima, estão presentes os grupos funcionais:
a) amina e álcool.
d) cetona e fenol.
b) amina e éster.
e) ácido e amida.
c) amida e éster.
35. (UFSM-RS) O composto de fórmula molecular C2H7ON
é uma substância líquida, usada na indústria do couro
como agente amaciante, apresentando, em sua estrutura,
as seguintes funções:
a) nitrila e ácido carboxílico.
b) cetona e nitrila.
c) álcool e amida.
d) amina e amida.
e) álcool e amina.
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
VOLUME
3
QUÍMICA ORGÂNICA
30. (Uespi) Composto trinitrotolueno (TNT) é um explosivo usado para fins militares e em demolições. Nesse