I nitroderivati spiegati da Walter White. Ecco la chimica degli esplosivi

La chimica è una disciplina unica che, oltre alla sintesi di droga, può insegnarci molte cose. Scopriamo la scienza alla base delle esplosioni, facendoci aiutare dalla pluripremiata serie Breaking Bad senza spoiler.

Chiunque abbia anche solo dato un piccolo sguardo alla serie confermerà che Walter è un genio. La serie segue questo docente di scienze che, volendo provvedere alla sua famiglia, si trasforma in uno spietato giocatore nel commercio locale di droga. A causa delle sue attività, Walt si trova spesso in contrasto con la sua famiglia, la DEA (Drug Enforcement Administration), le bande locali e i cartelli messicani della droga, mettendo la sua vita costantemente sul filo del rasoio. Spesso e volentieri il protagonista riesce a cavarsela grazie alle sue conoscenze, come ad esempio nel sesto episodio della prima stagione. Nel corso della trama, senza entrare troppo nei dettagli, il protagonista affronta un boss locale sfruttando del fulminato di mercurio, il quale sprigiona in un attimo una forte esplosione. Cos’è questa sostanza? Quanto c’è di vero in quell’esplosione?

Il protagonista di Breaking Bad: Walter White, interpretato da Bryan Cranston.

La chimica degli esplosivi

La grande energia sprigionata dagli esplosivi è causata dalla produzione di gas e dalla loro rapida espansione, come conseguenze della reazione chimica. I gas hanno un volume maggiore di quello di solidi o liquidi di massa simile, perciò la potenza distruttiva dell’esplosione è dovuta all’onda d’urto formata dal rapidissimo aumento di volume che porta ad esempio da un solido ad un gas. Un metodo per quantificare la forza di un esplosivo è quello di misurarne la velocità dell’onda d’urto. La polvere da sparo, per esempio, produce un’onda che percorre circa cento metri in un  secondo. In chimica nulla avviene per caso, le reazioni avvengono perché un composto ad alta energia (instabile) si trasforma in uno a bassa energia (stabile). Nelle reazioni esplosive si formano prodotti così stabili che i processi avvengono in tempi brevissimi con un rilascio di energia proporzionale a quella del prodotto stesso.

I nitroderivati

Benché le strutture delle molecole esplosive possano essere molto varie, per lo più contengono un gruppo nitrico (NO2).  In reazione esplosive che coinvolgono i nitroderivati si forma la molecola, estremamente stabile, di azoto (N2), la cui stabilità è dovuta al triplo legame che tiene insieme i due atomi. Se per ogni gruppo nitrico si forma una molecola di azoto, maggiore è la quantità di questi gruppi su una molecola maggiore sarà la sua forza esplosiva. Un esempio lampante sono i nitroderivati del toluene che in ordine di potenza sono: nitrotoluene, dinitrotoluene e trinitrotoluene. Quest’ultimo però lo conoscente meglio abbreviato come TNT, la cui onda d’urto procede a più di mille metri al secondo.

Il trinitrotolune, conosciuto anche come TNT, è un esplosivo moderno estremamente potente che contiene tre gruppi nitro.

Il fulminato di mercurio

Dopo questa breve lezione di chimica possiamo analizzare l’esplosivo scelto da Walter. Il fulminato di mercurio (Hg [CNO]2) è un esplosivo molto sensibile all’attrito e al calore e si degrada secondo la seguente reazione:

4 Hg (CNO) 2 → 2 CO 2 + N 2 + HgO + 3 Hg (OCN) CN

Come noterete subito si forma un’unica molecola di azoto, questo ci dice che si tratta sì di un esplosivo ma non così dirompente e distruttivo come mostrato nella serie. Guardando alla realtà, questa molecola è stata usata in passato per lo più come innesco che come vera e propria “polvere da sparo”, soprattutto a causa della sua instabilità che lo porta a degradarsi spontaneamente in tempi brevi. Il fulminato di mercurio è solo una delle numerose molecole che l’uomo ha creato per produrre reazione esplosive: piccole combinazioni di atomi che hanno accresciuto le nostre capacità belliche, cambiato la sorte di molte nazioni e ci ha permesso letteralmente di muovere montagne.

Il fulminato di mercurio si presenta come una fine polvere bianca, molto simile alla metanfetamina.

 

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