is een plotselinge drukverhoging als gevolg van een snel verlopende reactie. Men onderscheidt hierbij: A.
Explosies, waarbij geen chemische omzettingen plaats vinden, of slechts als een bijkomstig verschijnsel. Voorbeelden zijn de explosie van een stoomketel bij overbelasting en van een dunne metaaldraad door plotselinge electrische verhitting. B. Explosies, die een gevolg zijn van één of meer chemische omzettingen of reacties. Alleen deze soort explosies worden hier besproken.Een explosie of ontploffing kan intreden, wanneer bij de reactie chemische energie snel als warmte-energie vrijkomt. Door deze warmteontwikkeling versnelt de reactie zichzelf. De reactie gaat veelal ook met een plotselinge drukverhoging gepaard, hetzij ten gevolge van de snelle temperatuurstijging, hetzij door het ontstaan van gassen of door beide. Een mengsel van aluminiumpoeder en lucht is explosief, hoewel bij deze reactie geen gassen ontstaan (aluminiumoxyde is een vaste stof), ja zelfs zuurstofgas verdwijnt (4 Al + 3O2 → 2Al2O3 + warmte). De sterke warmte-ontwikkeling met als gevolg de uitzetting van het tevens aanwezige stikstofgas en de omringende lucht, is hier de oorzaak der drukverhoging. Ontploft buskruit, dan heeft behalve warmte- ook gasontwikkeling plaats en werken beide factoren dus samen. Een plotselinge drukverhoging kan zich als een drukgolf in de omringende lucht voortplanten, dus als een knal gehoord worden en eventueel omringend materiaal vernielen of verplaatsen. Het effect van een dieptebom berust zelfs geheel op de drukstoot, die door het water wordt doorgegeven. Maar ook zonder knal of vernieling kan er sprake zijn van een explosie in de zin van een explosieve reactie, zoals de snelle verbranding van een vrij aan de lucht liggend hoopje zwart buskruit doet zien. Brandbare vaste stoffen, zoals meel, dextrine en steenkoolstof kunnen in de vorm van een stofwolk aanleiding geven tot een stofexplosie. Een drukstoot, door een kleine mijngasexplosie opgewekt, kan in een mijn steenkoolstof opwervelen, waarna een stofexplosie ver door de mijngang kan voortschrijden, tenzij op bepaalde plaatsen steenstof of zoutpoeder is aangebracht, dat de vlam dooft.
Indeling:
1. Een homogene explosieve reactie verloopt in hoofdzaak over de gehele ruimte, door de stof ingenomen, op hetzelfde ogenblik op dezelfde wijze. Zo’n explosie treedt op, wanneer een mengsel van een brandbaar gas met lucht of zuurstof, zoals knalgas (d.i. waterstof met zuurstof) in zijn geheel snel wordt verhit (2H2 + 02 → 2H2O), of wanneer men sterk licht door chloorknalgas (d.i. waterstof met chloorgas) laat vallen (H2 + Cl2 → 2HCI; z photochemie). Bij deze explosies spelen kettingreacties een belangrijke rol. Ook de explosie van een atoombom behoort tot dit type. Technisch belangrijk zijn de vrijwel homogeen verlopende explosies in dieselmotoren.
2. Bij een heterogene explosieve reactie wordt de reactie slechts in een deel van de explosieve stof veroorzaakt, waarna de reactie zich zonder verdere energietoevoer van buiten, door de stof voortplant. Zulke plaatselijk ingeleide explosies komen veel meer voor dan de homogene explosies. Wij noemen slechts explosies van mijngas, in benzinemotoren en alle toepassingen van buskruit en springstoffen. De heterogene explosieve reactie kan op twee geheel verschillende wijzen verlopen, nl. als een explosieve verbranding (bijv. bij buskruit) of als een detonatie (bijv. bij trotyl).
Een explosieve verbranding, ook wel deflagratie genoemd, plant zich, na ontsteking met een vlam, electrische vonk, e.d. door de stof voort, doordat de reactiewarmte, ontstaan in de brandende laag voor een groot deel door middel van geleiding naar het onverbrande deel wordt overgedragen. Hierdoor wordt de explosieve stof van laag tot laag tot zijn ontbrandingstemperatuur verhit en zal zich een zgn. vlamfront (meestal onder vuurverschijnsel) met een zekere snelheid, de specifieke verbrandingssnelheid, door de stof voortbewegen. Bij explosieve gasmengsels ligt deze snelheid gewoonlijk in tussen 0,1 en 200 m/sec en bij vaste stoffen (kruit) tussen 0,01 en 1 m/sec. (z explosiefstoffen).
Tijdens een explosie is toevoer van luchtzuurstof van buitenaf niet nodig. Terwijl men een gewone verbranding kan stopzetten door de luchttoevoer af te sluiten, zal in een besloten ruimte een explosieve verbranding juist nog heftiger verlopen, omdat dan de temperatuur en druk hoger kunnen worden. Het gevaar en de vernielende werking van een explosie zal dus verminderen, wanneer bijv. ramen en deuren gemakkelijk naar buiten open kunnen. Toch speelt zuurstof bij vele explosies een rol. Zuurstof kan als gas vermengd zijn met een brandbare stof (bijv. mijngas met lucht), dan wel chemisch gebonden in de moleculen van de explosieve stof (bijv. rookzwak kruit), of in de moleculen van één der bestanddelen (bijv. zwart kruit; z explosiefstoffen). Er zijn echter ook detonaties (bijv. van loodazide) en explosieve verbrandingen (bijv. van poedervormige mengsels van metalen met zwavel) bekend, waarbij zuurstof in het geheel niet voorkomt. Een explosieve verbranding kan soms plotseling overgaan in een detonatie en daardoor een veel sterker vernielend vermogen krijgen. Bij explosieve gasmengsels kan dit vrij gemakkelijk gebeuren, maar het is ook mogelijk bij vaste explosieve stoffen (o.a. springgelatine) vooral bij krachtige opsluiting.
Een detonatie is een explosie, die sneller en op andere wijze door de explosieve stof voortschrijdt dan een explosieve verbranding. Detonatiesnelheden liggen, afhankelijk van aard en dichtheid der stof, tussen 2000 en 9000 m/sec, d.i. 1000 à 10 000 maal de specifieke verbrandingssnelheid van buskruit. De ontleding van een detonerende stof wordt bewerkstelligd door een krachtige drukgolf, een zgn. detonatiegolf, die zich met bovengenoemde snelheid door de stof voortplant. In deze drukgolf treedt een korte, maar uiterst snelle en sterke drukverhoging op, naar schatting tot 300 000 atm. Onmiddellijk na het passeren der drukgolf verlopen reacties tussen de brokstukken der moleculen van de oorspronkelijke stof. Het warmte-effect van deze reacties levert de energie voor het instandhouden der detonatiegolf. Hoewel dus ook bij een detonatie een positief warmteeffect voorwaarde is, is het meer een dynamisch, dan een thermisch verschijnsel.
De detonatiegolf en de hieruit voortkomende drukgolf in het omringende medium (lucht, water, gesteente) kunnen, althans in de onmiddellijke omgeving, elk materiaal verbrijzelen. Men noemt dit de brisante werking der detonerende stof. Hoe groter de detonatiesnelheid, hoe sterker de brisantie. De brisante werking is het meest effectief, wanneer de springstof tegen het te vernielen materiaal is aangedrukt (snijladingen!.
Bij een explosieve verbranding is de brisantie nihil of gering. Wel kan men dan van het opheffend of voortschrijdend effect der gevormde gassen gebruik maken, zoals bij vuurpijlen, raketten, rookzwak buskruit in vuurwapenen. Er zijn explosieve stoffen, die slechts tot explosieve verbranding in staat zijn, zoals zwart buskruit, andere, die alléén kunnen detoneren, zoals trotyl en ten slotte zijn er, die zowel kunnen detoneren, als explosief verbranden, zoals schietkatoen, nitroglycerine en dynamiet.
Lit.: A Stettbacher, Spreng- und Schiesstoffe (1948); R. H. Gole, Underwater explosions (1948); G. S. Robinson, Explosions, their anatomy and destructiveness (New York 1944); W. P. Jorissen, Chem. Weekblad 31 (1934), 694-735.
