[科普中国]-炸药氧平衡

炸药氧平衡，是指在炸药中实际含氧量与使炸药中的碳与氢完全氧化所需氧量之间相差程度的数量。

概述炸药通常是由碳、氢、氧、氮四种元素组成，通常可以写成CaHb0cNd，其中碳、氢是可燃元素，氧是助燃元素，氮是载氧体。

炸药的爆炸反应过程实质上是炸药中所含有的可燃元素和助燃元素在爆炸瞬问发生高速的化学反应的过程。反应的结果就是重新组合形成新的稳定产物，并且放出大量的热量，形成的产物主要有CO2、H20、CO、N2、02、H2、C、NO、CH4等。每种炸药里都含有一定数量的碳、氢原子，也含有一定数量的氧原子，发生反应时就会出现碳、氢、氧的数量不完全匹配的问题。炸药爆炸反应生成产物的种类、数量以及热量的多少，与炸药分子中包含可燃元素和助燃元素的数量有着密切的关系。氧平衡就是衡量炸药中所含的氧与可燃元素完全氧化所需要的氧两者是否平衡的问题。

由于C+O2→CO2+3954kJ/mol和H2+0.5O2→H2O+241.1MJ/mol放出的热量最多，因而将炸药中的碳完全氧化成CO2，氢完全氧化成H20的反应，为最大放热反应。

炸药中所含的氧量与炸药中的碳、氢完全氧化所需的氧量之差，称为炸药的氧平衡。氧平衡用每100g炸药中剩余或不足氧量的克数或百分数来表示，习惯上，在正氧平衡数值前冠以“+”号，在负氧平衡数值前冠以“一”号。1

分类根据所含氧的多少，可以将炸药的氧平衡分为3类：

(1)零氧平衡：炸药中所含的氧刚好够将可燃元素完全氧化。零氧平衡炸药因氧和可燃元素都能得到充分利用，故在理想反应条件下，能放出最大热量，而且不会生成有毒气体。

(2)正氧平衡：炸药中所含的氧将可燃元素完全氧化后还有剩余。正氧平衡未能充分利用其中的氧量，且剩余的氧和游离氮化合后生成NO、NO2等氮氧化物有毒气体，并吸收热量：

(3)负氧平衡：炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。负氧平衡因氧量欠缺，未能充分利用可燃元素，放热量不充分，爆轰产物中就会有CO、H2、甚至会出现固体碳。2

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学