Wie kann eigentlich Nitroglycerin reagieren?
Normalerweise braucht man ein Oxidationsmittel und ein Reduktionsmittel, damit eine Reaktion stattfinden kann. Ein Oxidationsmittel und ein Oxidationsmittel können nicht reagieren, weil es 2 Donatoren gibt, es gibt also keinen Akzeptor, der es aufnehmen bzw reagieren kann. Genauso ist es, wenn man versucht 2 Reduxionsmittel zum reagieren zu bringen. Es gibt 2 Akzeptoren, aber keinen Donator, also können die 2 Akzeptoren nichts aufnehmen bzw reagieren.
Das Problem bei Nitroglycerin ist, dass es ein Reinstoff ist. Normalerweise sind Sprengstoffe wie BKS gemische aus 50% Magnesiumpulver und 50% Schwefel. Dabei ist Schwefel der Donator und das Magnesiumpulver der Akzeptor.
Das heißt Nitroglycerin besteht aus einem Oxidationsmittel und einem Reduktionsmittel. Also ist das Glycerin-Molekül (C3H5) der Donator und das Nitro-Molekül (N3O9) der Akzeptor, oder anders rum. In dem Fall weiß ich nicht, was davon der Donator, und was davon der Akzeptor ist.
Was sagt aber die Redox-Gleichung dazu? Wie sind die Atome geladen?
4 Antworten
Das Molekül hat 3 Nitrogruppen (NO2) und besteht im Innern aus Kohlenstoff und Wasserstoff (eben aus Glycerin). Es ist sehr instabil und zersetzt sich leicht. Hierbei entstehen innerhalb des Moleküls selber Redoxreaktionen, die Nitrogruppen werden zu Stickstoff reduziert, Wasserstoff und Kohlenstoff zu Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid oxidiert.
Bei der Explosion von Nitroglycerin handelt es sich um eine intermolekulare Redoxreaktion: Das Molekül enthält N⁺ⱽ in hoher und Kohlenstoff in niedriger (C¯ᴵ, C⁰) Oxidationsstufe. Bei der Zersetzung entsteht daraus N₂ und CO₂, also Stickstoff in niedriger und Kohlenstoff in hoher Oxidationsstufe:
2 C¯ᴵH₂N⁺ⱽO₃–C⁰HN⁺ⱽO₃–C¯ᴵH₂N⁺ⱽO₃ ⟶ 5 H₂O + 6 C⁺ᴵⱽO₂ + 3 N⁰₂ + ½ O₂
Die Atome haben maximal partielle Ladungen.
Die Energie im Nitroglycerin kommt daher dass es sich einfach zu CO2, H2O, N2 und NO umlagert. Sie ist also chemisch im Molekül gebunden.
Also anders gesagt bei BKS findet eine Reaktion mehrerer Komponenten statt, bei Nitroglycerin lagert sich das Molekül um.
Es gibt im Nitroglycerin keine Glycerin- und Nitromoleküle, wohl aber im Molekül ein (reduzierendes) Glycerin-Gerüst und 3 (oxidierende) Nitrogruppen.
Ähnlich ist es beim Ammoniumnitrat. Da gibt es ein reduzierendes Ammoniumion und ein oxidierendes Nitration. Das ist dann aber kein Molekül, sondern ein Salz.