Plahvatused kodustes tingimustes (4)

------------------------
Plahvatused kodustes tingimustes
Õpilasuurimus
Autor:
klass
Juhendaja :
2008
Sisukord
SISSEJUHATUS 3
1. PLAHVATUS 4
5
2. POMMID 6
3. LÕHKEAINED 7
3.1. LÕHKEAINE LIIGID 7
3.2. LEVINUMAD LÕHKEAINED 8
4. PLAHVATUSKATSED KODUSTES TINGIMUSTES 11
5. KATSETE ARUTELU JA ANALÜÜS 14
KOKKUVÕTTE 23
KASUTATUD MATERJALID 24

SISSEJUHATUS

Tänapäeval leiab internetist palju õpetusi kuidas teha plahvatust kodustes tingimustes. Katse kirjeldusi leiab enamasti foorumitest. Noortel õpilastel, eriti poistel tekib kiusatus neid katsed järgi proovida. Unustada ei tohiks seda, et internet ei ole kõige usaldusväärsem allikas ning tihtipeale puuduvad seal katsete jaoks vajaminevate ainete täpsed kogused . Kõik see võib kaasa tuua õnnetusi. Plahvatused kodustes tingimustes on küllaltki huvitav teema, aga sellest hoolimata ei ole autori teada seda ennem uuritud.
Töö eesmärgiks on välja uurida, mida kujutab endast plahvatus, leida lihtsamalt teostatavaid plahvatuskatseid ning selgitada nende katsete lähteainete kättesaadavust. Toetudes keemia teadmistele selgitatakse välja milles seisnevad nende plahvatuste põhimõtted ja analüüsitakse veel katsete reaktsiooni käiku ning tuuakse välja katsete ohutusnõuded.
Uurimustöö teaduslik materjal pärineb kirjandusest, katseid on aga saadud internetist ja reaalsest elust.
Uurimustöö võib jagada viide suuremasse peatükki, kus esimeses peatükis kirjeldatakse plahvatusest üldiselt. Teine peatükk hõlmab võimsamaid pomme. Kolmas aga koosneb lõhkeaine liikidest ja enim kasutavate lõhkeainete iseloomustusest. Neljandas peatükis saame teada milliseid võimalikke energilisemaid katseid on võimalik kodus teha ning viiendas on katsete arutelu ja analüüs.
Siinkohal tänatakse abi osutajat ---

1. PLAHVATUS

Plahvatus on mingis ruumiosas toimuv energia ülikiire vabanemine , millega kaasnevad aine oleku muutus, temperatuuri järsk tõus ja lööklaine [3].
Plahvatuse purustavat toimet põhjustab plahvatus kohas tekkiv kõrge rõhk. Vabaneva energia liigi järgi eristatakse füüsikalist- , keemilist- ja tuumaplahvatust. Tugevaimad plahvatused toimuvad kosmoses noovade ja supernoovade süttides. Maal on tugevaimad plahvatused termotuumaplahvatused ja vulkaanipursked . Plahvatust rakendatakse peamiselt geoloogias, ehituses (näiteks tammiehituses) ja sõjanduses [3].
Keemiline plahvatus on soojusenergia ja gaaside eraldumine ülikiiretes keemilistes reaktsioonides. Tavaliselt on eralduvateks gaasideks süsihappegaas (CO2), vesinik (H2), hapnik (O2) või lämmastik (N2). Gaaside ruumala on tahketest- ja vedelatest ainetest tunduvalt suurem. Keemilises plahvatuses eralduvad gaasid ülikiirelt, tekitades kõrge rõhu reaktsiooni kohas, ning rõhk paiskub lööklainena laiali [11].
Füüsikaline plahvatus on aine muutumine füüsikaliselt, tekitades kindlas ruumiosas kõrge rõhu, mis paisub ja plahvatab kõrge rõhu tagajärjel (näiteks aurukatla plahvatamine) [11].
Tuumaplahvatus on suure hulga energia järsk vabanemine aatomituuma reaktsioonides ahelreaktsiooni mõjul, kus ühe aatomituuma lõhustumisel eralduvad neutronid panevad lõhastuma järgmisi aatomituumi. Ahelreaktsioon tekib enam jaolt rasketuumade lõhustumisel, sest rasketuumades eraldub piisavalt neutroneid [5]. Joonis 1 . Tuumaplahvatus. [18]
Noova plahvatuseks nimetatakse noova ehk lähiskaksik tähtede plahvatust. Lähiskaksik tähtedeks on valge kääbustäht ja punane kääbustäht. Punase kääbustähe pinnalt eralub gaas , mis osalt ladestub valgele kääbustähele. Valge kääbustähe gravitatsiooni väli on väga tugev ning punaselt kääbustähelt pärinev vesiniku rohke aine satub sellepärast valge kääbustähe pinnale tugeva rõhu alla, selle mõjul tõuseb temperatuur ja algavad termotuumareaktsioonid. Ladestunud aine paiskub suure kiirusega eemale (umbes 1000 km/s), purske kineetiline koguenergia on 1036 - 1037 J (päikesest kiirgub selline energia kogus mitmesaja aasta vältel). Plahvatuse võimsus oleneb voo tugevusest ja valge kääbustähe massist. [2]
Joonis 2. Noova plahvatamine [16].

2. POMMID

Tuumapomm ehk aatompomm koosneb kahest poleeritud sisepindadega ja neutronipeegeldajaga (tavaliselt grafiidiga) kaetud välispindadega uraanist, plutooniumist vmt. Kumbki poolkera peab olema poolest kriitilisest massist suurema massiga, kuid kumbagi mass ei tohi ületada kriitilist massi. Tuumaplahvatuse tekitamiseks lükatakse poolkerad üksteise vastu tavalise lõhkeaine plahvatuse jõul. Kui poolkerade siledad pinnad puutuvad kokku, siis moodustavad nad koos kriitilist massi ületava ainehulga ja algabki plahvatuslik ahelreaktsioon. [6, 9] Joonis 3. Tuumapomm [19].
Vesinikupomm ehk termotuumapomm koosneb aatomipommist, mida kasutatakse termotuumareaktsiooni jaoks vajaliku kõrge temperatuuri loomiseks, ja paagist, kus on segatud vesinik (H2) ja liitium (Li). Liitium muutub kõrge temperatuuri toimel vesinikuks (H3). Vesinikud hakkavad kõrge temperatuuri pärast kiiresti liikuma, ületades prootonite vahelist tõukejõu, ning põrkuvad ja moodustavad heeliumituuma. Ülejäänud neutronid kiiratakse ära koos suure hulga energiaga. [10]
Vaakumpommi puhul paisatakse kõigepealt vedel või pulbriline lõhkeaine laiali ning süüdatakse seejärel, oksüdeerijana kasutatakse õhuhapnikku. Hapniku kiire ära tarvitamine tekitab vaakumi ehk õhuhõrenduse, mille tagajärjel tekkinud lööklaine lisab pommile veelgi võimsust. [8]

3. LÕHKEAINED

Lõhkeaine on keemiline ühend või keemiliste ühendite mehhaaniline segu, mis soojuse, löögi, surve, hõõrdumise, elektrisädeme, leegi , keemiliste reaktsioonide, või mõne muu algimpulsi tõttu ilma õhuhapnikku kasutamata kiiresti laguneb ja tekitab plahvatuse [11].
Joonis 4. Lõhkeaine plahvatus [20].

3.1. LÕHKEAINE LIIGID

Lihtlõhkeained on plahvatavad keemilised ühendid (näiteks trotüül, heksogeen jne), kus ülikiiretes keemilistes reaktsioonides eralduvad gaasid ja soojusenergia.
Liitlõhkeained on mitme keemilise ühendi plahvatavad segud (näiteks plastilised lõhkeained, püssirohud, ammoniidid ja dünamiidid).
Kasutusotstarbe järgi jagunevad lõhkeained vastavalt oma omadustele initsieerivateks, brisantseteks ja paiskavateks lõhkeaineteks [11].
Initsieerivad lõhkeained on igasuguse välise mõjutuse suhtes äärmiselt suure tundlikkusega. Nende plahvatus kutsub juba väikeste koguste juures esile brisantsete lõhkeainete detonatsiooni. Seoses äärmiselt kõrge tundlikkuse ning suhteliselt madala brisantsuse ja töövõimega kasutatakse neid ainult initsieerimisvahendite ( detonaatorid , tongid jne) valmistamiseks. Lõhketöödel laengute valmistamiseks kasutamiseks on need lõhkeained oma suure tundlikkuse tõttu liiga ohtlikud [11].
Brisantsed lõhkeained on oluliselt võimsamad (nende brisantsus ja töövõime on suuremad) kui initsieerivad lõhkeained. Neid saab initsieerida kas initsieeriva lõhkeaine või mõne teise brisantse lõhkeaine plahvatuse abil. Brisantsete lõhkeainete suhteliselt madal tundlikkus, võrreldes initsieerivate lõhkeainetega, tagab nende tunduvalt ohutuma kasutamise lõhketöödel.
Brisantsed lõhkeained jagatakse veel tugevdatud- , normaal- ja madala võimsusega lõhkeaineteks [11].
Plastilised lõhkeained on tugevdatud võimsusega lõhkeainete (kõige sagedamini heksogeeni, oktogeeni või pentriidi) mehhaanilised segud mitmesuguste sideainete ehk plastifikaatoritega. Harilikult kasutatakse sideainena mitmesugused nii taimseid kui mineraalseid õlisid ja vahasid. Plastilised lõhkeained on normaalsel toatemperatuuril voolitavad ning neist saab väga edukalt valmistada mitmesuguseid kujulaenguid. Plastilisi lõhkeaineid kasutatakse laialdaselt ka elastsete lehtede nn “plaasterlaengute” valmistamiseks [11]

3.2. LEVINUMAD LÕHKEAINED

Paukelavhõbe Hg(CNO)2 on valget või halli värvi peenkristalne aine. Kuiv paukelavhõbe on väga tundlik tule ja mehaaniliste mõjutuste suhtes. Plahvatamisel annab paukelavhõbe järsu ja jõulise löögi. Niiske paukelavhõbe ei ole ohtlik käsitsemisel, 30% niiskuse juures ta ei plahvata löögist ega kuumutamisest [11].
Pliiasiid Pb(N3)2 on valget värvi peekristalne pulber , Pliiasiid plahvatab võrdselt nii leegist kui löögist, kuid on tule ja mehaaniliste mõjutuste suhtes vähemtundlikum kui paukelavhõbe. Pliiasiid niiskust ei karda , kuni 30% niiskuse korral ei kaota plahvatusvõimet [11].
Teneress e. TNRS C6H(NO2)3O2PbH2O on kuldkollast värvi kristalliline pulber ning ei reageeri metallidega. TNRS-i kasutatakse detonaatorite valmistamiseks [11].
Tetrüül C6H2(NO2)3N(NO2)CH3 on kahvatukollane peenkristalne lõhkeaine, mida saadakse dimetüülaniliini nitreerimisel. Tetrüül ei karda niiskust, ei lahustu vees ja ei reageeri metallidega. Tetrüül põleb suitsuta energilise helesinise leegiga ja põlemine võib üle minna detonatsiooniks.Tetrüül kuulub mitme liitlõhkeaine koostisesse, peamiselt kasutatakse teda aga detonaatorites sekundaarse lõhkeainena [11].
Ten C5H8N4O12 on valget värvi kristalne pulber, mis ei karda niiskust, ei lahustu vees ja ei reageeri metallidega. Kuuliga läbi lastes ten plahvatab ning ta põleb energiliselt valge suitsuta leegiga ja põlemine võib üle minna detonatsiooniks [11].
Heksogeen C3H6N6O6 on valget värvi kristalne pulber, mis samuti ei karda niiskust, ei lahustu vees ega ei reageeri metallidegai. Seda kasutatakse põhiliselt segudes teiste lõhkeainetega. Heksogeen põleb energilise valge leegiga ja põlemine võib üle minna detonatsiooniks [11].
Trotüül e. TNT C6H2(NO2) 3CH3 on helekollasest kuni helepruuni värvusega kibeda maitsega lõhkeaine. Trotüül ei reageeri veega ega lahustu seal ning ei reageeri metallidega. Trotüüli sulamistemperatuur on 80 kraadi. Tänu oma madalale sulamistemperatuurile kasutatakse teda laialdaselt lahingumoonas, nii puhtal kujul, kui ka segudes teiste lõhkeainetega. Trotüüli sulatamisel eralduvad mürgised gaasid. Käsitsemiselt on ta ohutu ja teda võib saagida, puurida või lõigata. Valatud trotüül vajab plahvatamiseks teist lõhkeainelaengut [11].
Pikriinhape e. Trinitrofenool C6H2(NO2)3OH on kollakat värvi kristalne pulber. Omab häid värvivaid omadusi ja on maitselt väga kibe. Lõhkeomadustelt ületab pikriinhape trotüüli. Teda kasutatakse sulatatult ja pressitult. Pressitud pikriinhape detonatsioonikiirus on 7200 m/s. Niiskuse juuresolekul reageerib metallidega ja moodustab väga ohtlikke kergestiplahvatavaid sooli , mida nimetatakse pikraatideks. Pikriinhape on mürgine [11].
Nitroglütseriin on vedel õlitaoline lõhkeaine. Puhas nitroglütseriin on värvitu, tehniliselt aga kergelt kollaka värvusega. Nitroglütseriin on väga tundlik tule ja mehhaaniliste mõjutuste suhtes. Nitroglütseriini peamisteks puudusteks on tema suurest tundlikkusest tingitud käsitlemise ohtlikkus ning kõrge külmumistemperatuur (+12°C). Kuna nitroglütseriin on vedel ja külmumisohtlik lõhkeaine, siis teda puhtal kujul ei kasutata peaaegu üldse, kuid ta on põhiliseks komponendiks dünamiitide valmistamisel. Lisaks sellele on ta kasutusel ka mitmete suitsuta püssirohtude valmistamisel. Nitroglütseriin on väga mürgine aine, mis ka läbi naha organismi tungides võib põhjustada tugevat peavalu [11].
Püroksüliin e. nitrotselluloos C6H7O2(ONO2)3 on tahke lõhkeaine, mida kasutatakse peamiselt suitsuta püssirohu ning mõnede muude liitlõhkeainete valmistamiseks [11].
Must püssirohi koosneb kaaliumnitraadist (75%), puusöest (15%) ja väävlist (10%). Must püssirohi on ülitundlik leegi, sädemete ja hõõrdumise suhtes ning sellest tulenevalt käsitlemisohtlik. Musta püssirohtu iseloomustab plahvatusgaaside rõhu suhteliselt aeglane tõus ning sellest tulenev plahvatuse paiskav toime. Ta imab enesesse vett ja üle 2% niiskusesisalduse juures on must püssirohi praktiliselt kasutuskõlbmatu. Pärast niiskunud püssirohu kuivatamist on tema omadused tunduvalt madalamad. Musta püssirohtu kasutatakse peamiselt süütenööride valmistamiseks [11].

4. PLAHVATUSKATSED KODUSTES TINGIMUSTES

Äädika ja sooda katse
Pudeli põhja pannakse soodat, mille peale lisatakse sama palju liiva ning seejärel valatakse aadikat peale. Kork keeratakse kõvasti peale ja pudel visatakse võimalikult kaugele [7].
Alumiiniumi ja kaaliumpermanganaadi katse
Alumiinuimpulbrile lisatakse sama kogus kaaliumpermanganaati (KMn2O4), saadakse kuiv segu. Segu kuumutades toimub energiline reaktsioon [7].
Puudutustundlik segu
150ml vesinikperoksiidi (kolmeprotsendilist, kui on kangem siis vastavalt vähem) segada 25ml atsetooniga ja lisada tilk haaval 3 – 4ml väävelhapet nii, et segu soojaks ei läheks. Segu jahutatakse maha ja jäetakse seisma paariks tunniks. Saadud segu filtreeritakse, filtrisse jäänud pulber kuivatatakse. Valmis (kuiv) pulber on tundlik kraapimise, põrutamise ja kuumutamise suhtes. Pulbrit ei soovitata hoida üle nädalaaja, sest muidu võib ta kaotada oma omadused [11].
Üllatusmuna katse
Vette valatakse salpeetrit, et saada salpeetri kange lahus, kus immutatakse paberit ning peale seda lastakse paberil ära kuivada. Paber põleb siis nagu süütenöör, ilma leegita. Seejärel segada magneesiumpulber kaaliumpermanganaadi ja pannakse salpeetripaberi peale ning sinna lisatakse natukene ka salpeetrit, paber surutakse kokku ja oannakse tihedalt üllatusmunasse. Ülatusmuna otsa tuleb teha väike auk kuhu keeratakse sisse salpeetripaberist süütenöör. Edasi tuleb üllatusmuna korralikult sulgeda näiteks kleeplindiga või liimiga. Plahvatuse jaoks süüdatakse süütenöör [13].
Kaltsiumkarbiidi reaktsioon veega
Kaltsiumkarbiidi pannakse plastpudelisse, valatakse vesi peale ja seejärel keeratakse kork kiiresti ja kõvasti peale ning visatakse võimalikult kaugele [13].
Ammooniumjodiidi lagunemine
Joodi tinktuur segatakse ammoniaagi lauhusega, lahusesse tekkinud sade filtreeritakse ja kantakse pehme pintsliga mingile pinnale. Segul lastakse kuivada, kuiv segu on tundlik väliskeskonna mõjutustele [14].
Filmitopsiku lõhkemine
Filmitopsiku põhja pannakse natukene pasupulbrit, mille oeale valatakse äädikat. Kork surutakse peale ja visatakse eemale [14].
Torusiili katse
Plastpudeli põhja pannakse väikesed hõbepaberi kuulid. Hõbepaberi kuulide peale valatakse torusiili ja seejärel keeratakse kork kõvasti kinni ja visatakse võimalikult kaugele [14].
Tikkude katse
Võetakse kaks tikku millele mässitakse 2/3 osas hõbepaber ümber. Valmis tikkud paigutatakse kuhugi ääre peale ja kuumutatakse väävlite juurest, väävli süttides lendavad tikud nagu raketid kohapealt minema [14].
Ketšupipudelist rakett
Võetakse tühi ketšupipudel kuhu sisse valatakse vana veneaegset aknooli, ketšupipudelile keeratakse kork peale ja loksutatakse. Ketšupipudelilt eemaldatakse kork ja andtakse suudme juurest tuld [14].
Põlev vatt
Anuma sisse valatakse 10ml konsentreeritud lämmastikhapet ja lisatakse juurde 15ml väävelhapet, nii et segu väga kuumaks ei läheks. Lahus jahutatakse enne kasutamist maha, saadud hapete segusse pannakse ligikaudu 0,5grammine vatitükk, anum kaetakse millegagi ja jäetakse umbes tunniks ajaks seisma. Peale seismist eemaldatakse vatitükk pinsettitega anumast ja puhastatakse veega ja lastakse täielikult kuivada toatemperatuuril. Vatt süttib kuumutamisel [1].

5. KATSETE ARUTELU JA ANALÜÜS

Äädika ja sooda katse
Pudeli põhja pannakse soodat mille peale pannakse sama palju liiva, liiv on selles katses sütiku eest, et reaktsioon nii kiiresti ei toimiks. Sooda ja liiva peale valatakse äädikat ja keeratakse kork kõvasti kinni. Peale seda jõuab paarkorda loksutada ja siis visata pudel võimalikult kaugele, kui ise ei jõua piisavalt kaugele visata siis joosta pudeliga vastassuunas [7].
Peamised katse vahendid, plastpudel, söögisooda ja äädikas on kättesaadavad toidupoest, ning liiva sütiku jaoks saab näiteks rannast.
NaHCO3 + CH3COOH → H2O + CO2↑ + CH3COONa
Sool reageerib happega, kuna naatrium on aktiivsem kui vesinik, tõrjub ta äädikhappe karboksüül rühmast (COOH) vesiniku välja. Tekib uus hape ja uus sool, kuna H2CO3 on ebapüsiv, siis laguneb ta edasi veeks ja süsihappegaasiks.
Äädikas on küll nõrk hape, mis nahale ei tee midagi, aga silma sattudes pöörduda viivitamatult arsti poole. Äädikhapet võib lennata pudeli lõhkemisel kuni 5 meetri kaugusele ning katsest võib veel lennata tahkeid juppe. Katse ohutus kaugus on vähemalt 15 meetrit ja võimaluse korral varjuda millegi taha. Pudeli lõhkematuse korral mitte minna ligi vähema kui 5 minuti jooksul ning kindlasti ei tohi siis pudelit raputada vaid kork vaikselt maha keerata.
Plahvatuse tugevus sõltub sellest kui palju pudeli materjal rõhku kannatab, mida rohkem kannatab ja mida järsemalt materjal katkeb, seda kõvem on plahvatuse tugevus. Äädikas reageerib soodaga ja tekib gaas, mille ruumala on tunduvalt suurem ja selle sama gaasi mõjul tekib pudelis kõrge rõhk, mis paneb pudeli plahvatama.
Alumiiniumi ja kaaliumpermanganaadi katse
Alumiiniumpulbriga tehakse üks/ühele (1/1) kuiv segu kaaliumpermanganaadiga. Segu süütamiseks kasutatakse kindlasti aegsütikut. Aegsütiku jaoks kasutatakse kaaliumpermanganaati ja glütserooli, kaaliumpermanganaadist tehakse väike kuhi kuiva segu peale, kuhja tuppi tehakse väike auk kuhu tilgutatakse 3 – 5 tilka glütserooli [7].
Joonis 5. Kaaljumpermanganaadi põlemine.
Vaja mineva alumiiniumpulbri saab alumiinuim nõudest viilides millegi peale, et pulber kaduma ei läheks. Kaaljumpermanganaati ja glütserooli on võimalik osta apteegist, ilma et oleks vaja mingit retsepti.
4Al + 302 → 2Al2O3
Kaaliumpermanganaadi (KMnO4) kuumutamisel laguneb ta kaaliummanganaadiks (K2MnO4), mangaanoksiidiks ( MnO2 ) ja hapnikuks (O2). Alumiinium süttib kaaliumpermanganaadi põlemisel.
Katse ohutus kaugus on vähemalt 25 meetrit, sest reaktsioon on väga energiline. Segu süütamiseks peab kindlasti kasutama aegsütikut
Katse ei ole teostatav vana alumiiniumpulbriga, sest alumiinium on siis oksuteerunud ja ei reageeri enam hapnikuga.
Puudutustundlik segu
Anumas segatakse 150ml vesinikperoksiidi 25ml atsetooniga, tavaliselt on vesinikperoksiid kolme protsendilise lahusena , aga kui on kangem siis tuleb vastavalt vähem panna. Segule lisatakse 3 – 4 ml väävelhapet nii, et segu soojaks ei läheks. Segu jahutatakse maha ja jäetakse seisma paariks tunniks. Saadud segu filtreeritakse läbi filtri , milleks sobib väga hästi kohvifilter, filtrisse jäänud pulber kuivatatakse ära. Valmis (kuiv) pulbrit ei tohi kraapida, põrutada ega kuumutada. Pulbrit ei soovitata hoida üle nädalaaja, sest muidu võib ta kaotada oma omadused [11].
Kõige raksem on kätte saada väävelhapet auto akudest. Atsetooni müüakse ehituspoodides, vesinikperoksiidi saab osta apteekist ning filtrit on võimalik osta tavalisest poest. Katse jaoks vajamineva anuma saab kindlasti kodust.
C3H6O + H2O2 → H2O + (C3H6O2)3
(С3Н6О2)3 = 1,3СО2 + 2,44СО + 2,61СН4 + 0,63С2Н6 + 0,23С4Н4 + 0,47Н2 +0,96Н2О +0,47С [15]
Reaktsioonis ei toimu plahvatust vaid ülikiire lagunemine, ülikiire lagunemine jättab mulje nagu oleks tegu plahvatusega.
Segu tuleb valmistada miinus kraadide juures, sest segu võib valmistamisel iseenesest laguneda. Happe käsitlemisega tuleb kasutada kummikindaid, nahale sattumisel loputada koheselt rohke veega
Katse saadus on väga tundlik väliskeskonna ärritustele.
Üllatusmuna katse
Vette valatakse salpeetrit, et saada kange lahus. Lahuses immutatakse tavalist paberit, mis kuivatatakse ära. Kuivatatud paber põleb nagu süütenöör, ilma leegita. Seejärel segatakse magneesium pulber, kaaliumpermanganaat ja natukene salpeetrit salpeetri paberi peal kokku ja pannakse tihedalt ülatusemunasse. Üllatusmuna otsa tehakse väike auk ja august keeratakse sisse salpeetripaberist süütenöör. Edasi suletakse muna liimiga, et see lahti ei tuleks ja tekitaks üllatusmuna sisse rõhu [13].
Selles katses vajamineva magneesiumpulbrit saab viilida vanadest ratastes kuid mitte kõige vanematest ratastest. Kaaliumpermanganaati müüakse apteekides , üllatusmuna on võimalik osta toidupoest ning paberit saab kindlasti koolitarvete poest, aga salpeeter ei ole kätte saadav tavakodanikule.
2Mg + O2 → 2MgO
Kaaliumpermanganaadi (KMnO4) kuumutamisel laguneb ta kaaliummanganaadiks (K2MnO4), mangaanoksiidiks (MnO2) ja hapnikuks (O2). Magneesium süttib kaaliumpermanganaadi põlemisel.
Katses tuleb kindlasti kasutada aegsütikut, sest magneesiumi põlemis reaktsioon on väga energiline. Katse ohutus kaugus on vähemalt 20 meetrit.
Katse ei ole teostatav, sest puudub salpeetri kättesaadavus.
Kaltsiumkarbiidi reaktsioon veega
Kaltsiumkarbiidi pannakse plastpudelisse, millele valatakse vesi peale ja seejärel keerataksel kork hästi kõvasti peale. Pudel visatakse võimalikult kaugele ja vajaduse korral liigutakse ise veel pudelist kaugemale [13].
Katsevahenditeks on vesi mida saab näiteks kodust kraanist, plastpudel mida müüakse tavalistes poodides , aga kaltsiumkarbiid ei ole kätte saadav tavakodanikule.
CaC2 + H2O → Ca(OH)2 C2H2 ↑ [13]
Kaltsiumkarbiid on vees hästi lahustuv aine. Kaltsium on ise väga aktiivne metall , mis tõrjub kahest vee molekulist ühe vesiniku aatomi välja ning tekib kaltsiumhüdroksiid [Ca(OH)2]. Vabad vesiniku aatomid reageerivad süsiniku aatomitega ning tekib gaasi etüleeni (C2H2).
Kaltsiumhüdroksiid on lahusena söövitav, lahuse sattumisel nahale pesta koheselt rohke veega. Plahvatuse ohutuskaugus on vähemalt 15 meetrit. Nahale sattunud kaltsiumkarbiidiei tohi maha pesta veega vaid tuleb maha pühkida kuiva rätikuga.
Pudel plahvatab reaktsiooni käigus eralduva gaasi mõjul. Reaktsiooni käigus eralduv etüleen ehk geevitus gaas on küll hästi põlev, aga reaktsioonis ei põhjusta plahvatust mitte gaasi põlemine vaid pudeli plahvatamine kõrge rõhu toimel. Katset ei saa teostada, sest kaltsiumkarbiid ei ole kätte saadav.
Ammooniumjodiidi lagunemine
Joodi tinktuur segatakse ammoniaagi lauhusega (nuuskpiiritusega), Nuuskpiiritust lisatakse nii palju et joodi tinktuur kaotaks oma pruunika värvuse. Lahusesse tekkinud sade filtreeritakse ja kantakse pehme pintsliga mingile pinnale. Segul lastakse kuivada, kuiv segu on tundlik väliskeskonna mõjutustele [14].
Joodi tinktuur ja ammoniaak on kätte saadavad apteegis ja filtri saab osta tavalisest poest. Ainete segamiseks sobib tavaline tass, mida saab kodust.
J2 + NH3 H2O → NJ3 + H2O
2NJ3 → J2 + N2 [17]
Ammooniumjodiid ei plahvata, vaid laguneb ülikiiresti väliskeskonna mõjutuste tagajärjel. Lämmastik eraldub gaasina ja jood jääb puhta kujuna alles.
Segu lagunemis reaktsiooniks toime panekuks tuleb kasutada abi materjali, mitte lüüa otse näiteks käega segu peale.
Katse ei toimi antud kirjelduse järgi.
Filmitopsiku lõhkemine
Filmitopsiku põhja pannakse natukene pesupulbrit, mille peale valatakse äädikat. Kork vajutatakse peale ja visatakse ohutusse kaugusesse [14].
Pesubulbrit ja äädikat saab osta tavalisest poest ja filmitopsikuid on võimalik osta foto poest näiteks kumas fotost .
Na2CO3 + 2CH3COOH → H2O + CO2 + 2CH3COONa
Sool reageerib happega, kuna naatrium on aktiivsem kui vesinik, tõrjub ta äädikhappe karboksüül rühmast (COOH) vesiniku välja. Tekib uus hape ja uus sool, kuna H2CO3 on ebapüsiv, siis laguneb ta edasi veeks ja süsihappegaasiks.
Äädikas on nõrk hape, mis nahale ei tee midagi, aga silma sattudes pöörduda koheselt arsti poole. Äädikhapet võib lennata filmitopsiku lõhkemisel kuni meetri kaugusele. Katse ohutus kaugus on vähemalt 5 meetrit.
Plahvatus ei ole tugev, sest filmitopsik ei kannata kõrget rõhku.
Torusiili katse
Plastpudeli põhja pannakse väikesed hõbepaberi kuulid, mida väiksemad on kuulikesed seda parem, sest siis on kokku puute pindala torusiiliga suurem ja reaktsioon toimub kiiremini. Hõbepaberi kuulidele valatakse peale torusiili ja seejärel keeratakse kork korralikult peale ja visatakse ohutusse kaugusesse [14].
Vajalikud katse vahendid, torusiil , hõbepaber ja plastpudel on kõik müügis tavalises poes.
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ [4]
Alumiinium on amfoteerne metall ning seetõttu reageerib leelistega ja moodustab kompleks ühndeid. Alumiiniumi ( Al) ja seebikivi (NaOH) reageerimisel eraldub gaas vesinik.
Seebikivi on söövitav aine ning selle nahale sattumisel loputada rohke veega. Plahvatus on küllaltki tugev ning seetõttu on ohutus kaugus vähemalt 15 meetrit, plahvatuse käigus võib torusiili laiali paiskuda kuni 5 meetri kaugusele ning pudelist võib lennata ka tahkeid juppe. Võimaluse korral varjuda millegi taha. Pudeli lõhkematuse korral minna ligi 5 minuti möödudes ja siis ei tohi pudelit raputada vaid vaikselt kork maha keerata.
Plahvatuse tugevus sõltub sellest kui palju pudeli materjal rõhku kannatab, mida rohkem kannatab ja mida järsemalt materjal katkeb, seda kõvem on plahvatuse tugevus. Torusiil reageerib alumiiniumiga ja tekib vesinik. Vesiniku ruumala on tunduvalt suurem ja selle mõjul tekib pudelis kõrge rõhk, mis paneb pudeli plahvatama.
Tikkude katse
Võetakse 2 tikku millele mässitake 2/3 osas hõbepaber ümber. Valmis tikkud paigutatakse kuhugi äärepeale ja kuumutatakse väävlite juurest [14].
Vajalikud tikud ja hõbepaber on müügil tavalistes poodides.
S2 + O2 → SO2
Tiku väävlis on peale väävli ka veel kaaliumkloraat (KClO3) ja kaaliumperkloraat (K2Cl2O7), mis on reaktsioonis hapniku allikaks. Tiku väävel sisaldab veel orgaanilisi liime, mis samuti põlevad reaktsiooni käigus.
Tikke süüdata nii et ise olla risti tikkudega ja katse viia läbi mitte põlevate asjade juures.
Kuumutades väävli juurest lendavad tikud nagu raketid kohapealt ära.
Ketšupipudelist rakett
Võetakse tühi ketšupi pudel kuhu sisse valatakse aknooli, ketšupipudelile keeratakse kork peale ja loksutatakse kõvasti. Ketšupipudelilt eemaldatakse kork ja antakse suudme juurest tuld [14].
Aknooli on müügis kodu tarvete poest, ketšupipudelit on võimalik osta toidu poest ning kuumutamis vahendiks sobivad tikud, mida saab osta tavalisest poest.
C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Atsetoon on alkohol , mis põlemisel laguneb süsihappegaasiks ja veeks.
Ketšupipudel asetada maa sisse torgatud pool viltuse varda otsa, mis on suunatud ohutusse kohta, kus ei ole põlevaid esemeid ega kedagi või midagi ees.
Ketšupipudel lendab nagu rakett umbes 2 - 3 sekundit. Pudelit lükkab edasi pudelis tekkiv rõhk, rõhk tekib aknooli põlemisel eralduva gaasi mõjul.
Põlev vatt
Anuma sisse valatakse 10 ml konsentreeritud lämmastikhapet ja lisatakse juurde 15 ml väävelhapet, nii et segu väga kuumaks ei läheks. Lahus jahutatakse enne kasutamist kuskil külmas maha. Saadud hapete segusse ehk nitreerimissegusse pannakse ligikaudu 0,5-grammine vatitükk, anum kaetakse millegiga ja jäetakse umbes tunniks ajaks seisma. Peale seismist eemaldatakse vatitükk pinsettidega tassis ja puhastatakse veega ja lastakse täielikult toatemperatuuril kuivada [1].
Katse vahenditeks on väävelhape, mida saab autoakudest, vatt mida müüakse apteekides ning lämmastikhappel puudub kätte saadavus .
C6H7O2(OH)3 + 3HNO3 → C6H7O2(ONO2)3 + 3H2O [1]
Hapete käsitlemisel kasutada kummikindaid ja nahale sattumise korral loputada koheselt rohke veega.
Katse ei ole teostatav, sest puudub lämmastikhappe kättesaadavus aga vatti süütamisel põleb ta suure leegiga koheselt ära.

KOKKUVÕTTE

Antud uurimus põhineb plahvatustes mida on võimalik kodus teha, kuid annab ka lühiülevaate plahvatustest üldiselt, võimsamatest pommidest, ning enam levinud lõhkeainetest.
Plahvatus on mingis ruumiosas toimuv energia ülikiire vabanemine, millega kaasnevad aine oleku muutus, temperatuuri järsk tõus ja lööklaine
Uurimuses analüüsitakse 11 katse reaktsiooni käiku, mis on leitud ainult internetist, katsetele antakse täpsemad kirjeldused ja tuuakse välja ka katsete jaoks vajalikud ohutusnõuded, et nende sooritamine oleks turvaline. 11 katsest on võimalik teostada 7 katset, sest kolmes katses puudub vajalikke ainete kätte saadavus ja neljas katse ei toimi antud katse kirjelduse järgi.
Uurimustöö näitas, et plahvatust on võimalik sooritada kodustes tingimustes, ning katsete jaoks vajalikke aineid saab ehituspoodidest, aapteekidest ning isegi tavalisestest toidupoodidest.
Katsed on kõik leitavad internetis ja nende postitamine võiks olla turvalisem ning katsete kirjeldused peaksid olema täpsemad ja konkreetsemad, sest ainete mitte täpsed kogused reaktsioonis võivad olla ohtlikud. Katsete juures peaks olema ka kindlasti ohutusnõuded, et tagada kõigi katsetajate turvalisus.

KASUTATUD MATERJALID

Arold . J. 1999. Huvitavaid katseid keemias. Tallinn: Avita , lk 108.

1992. Eesti Entsüklopeedia 6. Tallinn: Valgus, lk 653.

1994. Eesti Entsüklopeedia 7. Tallinn: Eesti Entsüklopeediakirjastus, lk 341.

Karik. H., Truus. K. 2003. Elementide keemia. Tallinn: AS Kirjastus Ilo, lk 354.

Ždanov. L. 1980. Füüsika Tehnikumidele. Tallinn: Valgus, lk 515, 516.

2008. TEA Entsüklopeedia 1. Tallinn: TEA Kirjastus, lk 92.

http://forum.planet.ee/showthread.php?t=47110 (22.11.2008)

http://www.ap3.ee/Default2.aspx?ArticleID=5e4f5b29-822f-4884-941f-ede6f872718d (27.11.2008)

http://web.zone.ee/OS/aatompommid.ht m (23.11.2008)

http://web.zone.ee/OS/vesinikupomm.ht m (23.11.2008)

http://valgamaa.kaitseliit.ee/oppem/SBK/Pioneeriope/A-kategooria-materjal.pdf (29.11.2008)

http://forum.planet.ee/showthread.php?t=47110&page=2 (25.11.2008)

http://forum.planet.ee/showthread.php?t=47110&page=3 (25.11.2008)

http://forum.planet.ee/showthread.php?t=47110&page=4 (25.11.2008)

http://destroyed-666.narod.ru/index.files/encyclopaedia/expl_part3.ht m (02.12.2008)

http://www.aai.ee/~urmas/ast/etacar.gif (10.12.2008)

http://demonstrator.narod.ru/experiments/dangerlines.html (5.12.2008)

http://static.howstuffworks.com/gif/nuclear-test-1.jpg (10.12.2008)

http://varifrank.com/images/Gun-type_Nuclear_weapon.bmp (10.12.2008)

http://www.crmw.net/picdb/large/025Explosion3.jpg (10.12.2008)