MATERIALES ENERGÉTICOS

• Adrián Riaño Nº 29 1ºC• Andrea Álvarez Naves Nº2 1ºC• Pablo Rodríguez Álvarez Nº 30 1ºC• Marta Díaz Losas Nº8 1ºC

ÍNDICE

• 1) Portada• 2) Índice• 3 y 4) Introducción• 5) Células fotoeléctricas• 6) Pilas de combustible• 7 Y 8) Nitrocelulosa• 9 y 10) Azidas• 11, 12, 13 y 14) Dinamita• 15) Bibliografía

INTRODUCCIÓN• La expresión « materiales energéticos » ha reemplazado desde hace una veintena de años a

la denominación tradicional de « pólvora, explosivos y propergoles sólidos para uso civil y militar ». Esta evolución del vocabulario concretiza la importancia que ha tomado el aspecto « materiales » a lo largo de estos últimos decenios.

Aunque el uso de los materiales energéticos se remonta a más de un siglo antes de J.C., estos últimos son mal conocidos por el público, sin duda porque esta ciencia es poco divulgada.

• Son materiales que, cuando reaccionan, liberan gran cantidad de energía.

• Los materiales energéticos producen una gran cantidad de gases calientes en ausencia del oxigeno del aire, de forma controlada, por oxidación intramolecular (nitrocelulosa), intermolecular (pólvora negra, propergoles composites…) o por descomposición de un cuerpo metastable (azoturo).

La utilización de materiales energéticos encuentra su plena justificación cuando se necesitan grandes potencias en un breve espacio de tiempo (armas, sistemas de alerta o de seguridad).

CELULA FOTOELÉCTRICA

• Es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico.

• Esta compuesto por materiales que tienen gran efecto fotoeléctrico, es decir, absorben fotones de luz y emiten una corriente eléctrica continua que mas tarde será utilizada como energía.

• La vida media de una célula fotoeléctrica es de 25 años en los que su rendimiento es al máximo, una vez pasado este periodo va disminuyendo su capacidad productiva.

• Su objetivo es disminuir el coste de la electricidad producida y avanzar en la resistencia de materiales, su flexibilidad de uso, facilidad de integración en los objetos cotidianos etc

• Su utilización puede ser conjunta, formando paneles solares, o individual.

LA PILA DE COMBUSTIBLE

• Es un dispositivo electroquímico de conversión de energía que está diseñada para producir electricidad de una fuente externa de combustible y de oxigeno en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que posee una batería.

• Hechos históricos: La nave Apolo que llevó al hombre hasta la luna utilizó pilas de combustible.

• Hablar de la pila de combustible nos hace referirnos al hidrógeno, que se empieza a utilizar en el año 2012 por la marca de coches Hyundai. Cuando el H reacciona con el oxígeno atmosférico produce electricidad y vapor de agua que se desprendería por el tubo de escape.

• Su objetivo es la rentabilidad económica y medioambiental y la seguridad.

Nitrocelulosa• El nitrato de celulosa, nitrocelulosa, fulmicotón o algodón pólvora fue sintetizado por

primera vez en el año 1845 por Christian Schönbein. Es un sólido parecido al algodón, o un líquido gelatinoso ligeramente amarillo o incoloro con olor a éter. Se emplea en la elaboración de explosivos, propulsores para cohetes, celuloide (base transparente para las emulsiones de las películas fotográficas) y como materia prima en la elaboración de pinturas, lacas, barnices, tintas, selladores y otros productos similares. Es famoso su uso tradicional como laca nitrocelulósica aplicada como acabado sobre la madera en guitarras eléctricas de calidad como ocurre con las guitarras Gibson.

• Fabricación:• Se sintetiza a base de algodón,ácido nitrico y acido sulfurico, los mismos utilizados en la

nitroglicerina. De esta manera, forma principalmente nitrato de celulosa.• Para obtenerlo se hace una mezcla de 1 volumen de ácido nítrico (HNO3) y tres volúmenes de

ácido sulfúrico (H2SO4), pues la reacción de la celulosa con el ácido nítrico, además de formar la nitrocelulosa, produce agua, la cual diluye rápidamente al ácido nítrico. Al ser el ácido sulfúrico higroscópico, éste toma el exceso de agua en la reacción sin diluir al ácido nítrico.

• Cuando la mezcla de ambos ácidos está fría, se introduce el algodón (Si se introduce demasiado algodón se creará una reacción química y saldrá humo marrón, mientras la mezcla ácida corroerá el algodón) y deja durante unos 15 minutos estabilizando la temperatura (enfriando, ya que la reacción es muy exotérmica), después de lo cual se lava en acetona y se seca. Opcional al lavado con acetona es un lavado rápido con agua y bicarbonato de sodio (NaHCO3), que eliminará posibles residuos de ácido; aunque hará que la nitrocelulosa obtenida se seque más lentamente, ya que el agua es menos volátil que la acetona.

• Una vez fabricada conserva el aspecto de algodón ordinario, aunque la nitrocelulosa es más áspera al tacto.

Azidas

• Azida es el anión con fórmula N3-. Es la base conjugada del ácido hidrazoico. La azida es un

nucleófilo y también un grupo funcional en Química Orgánica, RN3, pero la alquil-azida es un electrófilo, y por lo tanto buen grupo saliente

• Las azidas pueden formar compuestos con enlaces covalentes e iónicos con los metales• Las azidas de metales pesados, tales como la azida de plomo o la azida de plata, son muy

explosivas cuando son calentadas o agitadas.• La azida de sodio se descompone explosivamente cuando se calienta por encima de los 275

°C.• Se ha informado de que la azida de sodio y los polímeros basados en reactivos azida con

contenido de diclorometano y cloroformo forman di y triazidometano respectivamente, ambos inestables en altas concentraciones cuando se hallan presentes en disolución. Diversas explosiones devastadoras han sido divulgadas por la literatura especializada cuando se realizaban mezclas concentradas mediante un evaporador rotatorio. Los peligros del diazidometano (y del triazidometano) han sido documentados por A. Hassner et al.

• Las azidas de metales pesados son altamente explosivas bajo presiones repentinas, sobre todo cuando se emplea sodio y por esta razón deben tenerse precauciones cuando se almacenan, y lo mismo ocurre con los vapores de HN3 cuando entran en contacto con metales pesados o sus sales. Las azidas de sales con metales pesados pueden acumularse bajo ciertas circunstancias, por ejemplo, en tubos de metal o en secadores por liofilización, evitando de esta forma violentas explosiones. Algunos de los compuestos orgánicos basados en azidas se clasifican como altamente explosivos y tóxicos (las azidas inorgánicas se clasifican como neurotoxinas, y los iones azida como inhibidores del citocromo c oxidasa (COX)).

Dinamita• La dinamita es un explosivo compuesto por nitroglicerina en forma de tierra de infusorios.• Diagrama de la dinamita; contenido y forma de utilización.• Es una mezcla grisácea y aceitosa al tacto, considerada un explosivo potente (comparado con

la pólvora, el fulminato de mercurio y otros explosivos débiles).• La dinamita es una mezcla con un cuerpo muy poderoso compuesto de nitroglicerina liquida

y dióxido de silicio. Es usada para las explotaciones mineras, fabricar bombas, pólvora, explotación de montañas , pesca ilegal y parte importante de armas. Sirve para facilitar el trabajo manual en la excavación de montañas, para facilitar la construcción de carreteras y hacer demoliciones. La dinamita fue creada en 1867 por Alfred Nobel. Este producto se ha convertido en un explosivo muy peligroso y ha sido altamente restringido; por esta misma razón el gobierno solo permite su uso para explotaciones mineras y demolición de edificios y construcción.

• Producción

• La dinamita se solía fabricar mezclando nitroglicerina y tierra de diatomeas con un alto contenido de dióxido de silicio. Esta última actuaba como una especie de esponja, absorbiendo y estabilizando la nitroglicerina, haciendo su uso como explosivo más seguro y práctico. Se solía vender en forma de tubos de cartón llenos con el compuesto, que medían entre 10 cm y 15 cm de largo por 2,54 cm de diámetro.

HistoriaFue inventada por Alfred Nobel en 1866 y patentada en 1867, lo que unido a la explotación de los campos petroleros de Bakú (Azerbaiyán) le hizo ganar su gran fortuna, base del Premio Nobel y fue creada en estados unidos. La nitroglicerina, descubierta en 1847 por el químico italiano Ascanio Sobrero, era un explosivo muy potente, incluso demasiado delicado para la guerra. Su empleo en tiempo de paz para abrir carreteras a través de las montañas y para mover toneladas de tierra con diversos propósitos era también peligroso. Y el índice de mortalidad era mayor aún si se utilizaba descuidadamente.

Usos y propiedades• Por su alta estabilidad, la dinamita reemplazó rápidamente a la nitroglicerina en

aplicaciones como las demoliciones y la minería, y como relleno explosivo en los proyectiles de artillería y cargas de demolición militares. La dinamita es además químicamente más inerte que la nitroglicerina pura, lo que hace posible su almacenamiento seguro, aunque sólo a medio plazo, ya que con el paso del tiempo y con una temperatura de más de 30 °C la nitroglicerina se escurre del dióxido de silicio y la dinamita "suda" nitroglicerina, que se concentra en gotas muy sensibles al movimiento, al calor y a la descomposición química en productos químicos más inestables. La dinamita es tan estable, que generalmente los cartuchos de dinamita nuevos y en buenas condiciones no explotan aunque se expongan al fuego, siendo necesario utilizar un detonador y fulminante para hacerlas estallar.

• Debido a la constante mejora en los explosivos y técnicas de demolición, así como los problemas que plantea el almacenamiento y producción de nitroglicerina para su elaboración, ésta ha sido reemplazada comercialmente por otros explosivos como el trinitrotolueno (TNT).

Debido a la constante mejora en los explosivos y técnicas de demolición, así como los problemas que plantea el almacenamiento y producción de nitroglicerina para su elaboración, ésta ha sido reemplazada comercialmente por otros explosivos como el trinitrotolueno (TNT).

Biobliografia• http://www.clextral.com/energetic-materials-51,sel_langue-3.html• http://www.google.es/search?tbm=isch&hl=es&source=hp&biw=1024&bih=479&q=nitrocelu

losa&gbv=2&oq=nitrocelulosa&aq=f&aqi=g1g-S9&aql=&gs_l=img.3• http://es.wikipedia.org/wiki/Nitrocelulosa• http://es.wikipedia.org/wiki/Azida

• http://es.wikipedia.org/wiki/Dinamita#Usos_y_propiedades