Direkt zum Inhalt

Lexikon der Chemie: Explosion

Explosion, 1) im weiteren Sinne eine sehr plötzliche Ausdehnung von Gasen oder Dämpfen, wobei es gleichgültig ist, ob die Gase bereits vor der E. vorhanden waren oder erst bei ihr gebildet werden. So spricht man z. B. auch dann von einer E., wenn sich bei der Zerstörung von Druckgefäßen die darin enthaltenen komprimierten Gase schlagartig ausdehnen.

2) im engeren Sinne eine sehr rasch verlaufende chem. Umsetzung von Explosivstoffen, bei der erhebliche Gas- und Wärmemengen freigesetzt werden. Stark exotherme Reaktionen, die zu einem explosionsartigen Verlauf neigen, sind vor allem Verbrennungsvorgänge, manche Chlorierungs- und Fluorierungsreaktionen (z. B. Chlorknallgasreaktionen) und der Zerfall thermodynamisch sehr instabiler Verbindungen, wie Ethin, Schwermetallacetylide und -azide, Quecksilberfulminat (Knallquecksilber) oder Chlordioxid. Eine große Gruppe von Explosivstoffen enthält den für die Oxidation erforderlichen Sauerstoff im eigenen Molekül (Nitroverbindungen).

Eine besondere Gruppe von E. sind die Gasexplosionen. Ein explosibles Gemisch wird definiert als ein Gemisch von brennbaren Stoffen (Gasen, Dämpfen, Nebel brennbarer Flüssigkeiten oder Stäuben) mit einem Oxidationsmittel, meist Luftsauerstoff, in dem sich nach erfolgter Zündung der Verbrennungsvorgang selbständig ausbreitet. Besonders gefährlich sind die Staubexplosionen, bei denen Stäube (Kohlenstaub, Mehl u. ä.) mit Luftsauerstoff explosionsartig verbrennen. Gasgemische reagieren nur innerhalb bestimmter Mischungsverhältnisse explosionsartig (untere und obere Explosionsgrenze). Technisch werden Gemische aus Gasen oder vergasten Flüssigkeiten mit Luft als Treibstoffe in Verbrennungsmotoren und Raketentriebwerken verwendet.

Exotherme Reaktionen, vor allem Kettenreaktionen, verlaufen häufig dann explosionsartig, wenn die freigesetzte Reaktionswärme nicht schnell genug an die Umgebung abgeführt werden kann. Es kommt zur Temperaturerhöhung und damit zu einer weiteren Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit und schließlich zur E. (Wärmeexplosion). Bei verzweigten Kettenreaktionen (komplexe Reaktion) ist das lawinenartige Anwachsen der Kettenträger die eigentliche Ursache der sprunghaften Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit (Kettenexplosion). Die mit der Reaktion verbundene Gasentwicklung und die Ausdehnung dieser Gase aufgrund der Temperaturerhöhung führt zur Ausbildung einer Druckwelle, der Explosionswelle, die sich mit Geschwindigkeiten von einigen hundert bis zu etwa 2000 m s-1 ausbreiten und zu erheblichen Zerstörungen führen kann (Deflagration). Eine E., bei der diese Geschwindigkeit überschritten wird, bezeichnet man als Detonation.

Unter Explosionsgeschwindigkeit versteht man die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Reaktionszone im Explosivstoff. Sie muß von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle unterschieden werden.

E. können ausgelöst werden durch Erwärmung der gesamten explosiven Mischung auf eine bestimmte Temperatur, die Zündtemperatur, durch lokale Erwärmung, Funkenbildung oder UV-Licht. Manche Stoffe explodieren bei Einwirkungen von mechanischen Erschütterungen oder Stößen. Kleine Mengen eines hochbrisanten Sprengstoffes können zur Einleitung von E. in einem schwer zündfähigen Explosivstoff dienen (Initialzündung).

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.