Este documento presenta una introducción a las reacciones químicas explosivas. Explica los tipos de explosiones, compuestos químicos explosivos y reacciones químicas explosivas. Describe ejemplos de reacciones explosivas como la reacción de la amida de sodio con agua o aire, y la polimerización del óxido de etileno. El objetivo es ofrecer consejos para controlar factores que pueden dar lugar a reacciones violentas.

1. INTRODUCCIÓN
En este escrito se va a presentar una pequeña introducción a las
reacciones químicas explosivas que pueden producirse al tratar con
compuestos químicos.
Primero, se realizará un breve acercamiento a las explosiones y
a los tipos de ellas, haciendo un mayor hincapié en las explosiones
del tipo químico y sus características.
Seguidamente se entrará a valorar los tipos de compuestos químicos
explosivos que existen y su definición.
Por último, se desarrollará una explicación sobre las reacciones
químicas explosivas, los principales tipos de reacciones que pueden
dar lugar a una explosión, algunos ejemplos de reacciones explosivas
y se terminará ofreciendo varios consejos para controlar y prevenir
algunos factores que pueden dar lugar a reacciones violentas.
EXPLOSIONES
Una explosión se puede definir como una liberación de gas que
provoca una gran aportación de energía. Esta liberación de gas se
produce rápidamente.
La energía producida se dispersa en el medio mediante una onda de
choque de altas presiones.
Se pueden considerar dos grandes tipos de explosiones que se
diferencian en la forma que se han producido:
• Explosiones Físicas
Son las explosiones en las que no se produce un cambio en la
naturaleza química de las sustancias. Estas explosiones físicas se
pueden se pueden dividir en tres grupos:
o Casos en que la liberación gaseosa a alta presión se produce
mecánicamente, como, por ejemplo, en la liberación de un gas
comprimido de una botella, la evaporación repentina de un
líquido debido a sobrecalentamiento, etc.
o Casos en donde se produce una explosión de vapor en
expansión de un líquido en ebullición (BLEVE).
Si se dispone de un líquido sobrecalentado en un contenedor que
se rompe, se produce una liberación del líquido evaporado de
forma súbita.
o Casos donde se produce la evaporación de un líquido debido a
la mezcla del líquido con una sustancia que se encuentra a

2. mayor temperatura que la temperatura de ebullición del
líquido.
• Explosiones Químicas
Las explosiones químicas se deben generalmente a reacciones
químicas exotérmicas. En este tipo de explosiones se produce un
cambio en alguna de las sustancias formando gases rápidamente.
Se puede hacer una división de las reacciones químicas que puede
ser importante para el estudio posterior de las explosiones químicas.
Se va a clasificar las reacciones como reacciones uniformes y
reacciones de propagación.
• Reacciones uniformes: donde la velocidad se mantiene
constante en toda la masa de reacción. En este tipo de
reacciones al aumentar la temperatura, se disipará peor el
calor producido por la reacción en la zona central de la
masa reactiva, por lo que la velocidad aumentará en esta
zona.
• Reacciones de propagación: son reacciones que comienzan
en un lugar específico de la masa reactiva y se propagan a
través de ella según el frente de reacción.
En una reacción explosiva, si la velocidad del frente de reacción
es menor que la velocidad del sonido se producirá una deflagración,
pero si es mayor se producirá una detonación.
En una deflagración, la reacción es propagada mediante el calor
producido. Es decir, al quemarse el material transfiere energía
calorífica a la siguiente zona del material que lo enciende y continúa
con la expansión.
Mientras en una detonación, la energía liberada en la reacción
propaga la onda de choque hacia el exterior. Por lo que la presión
generada por la onda será mayor y la detonación es más destructiva
que una deflagración.
Hay una serie de parámetros que resulta útiles estudiar en el caso
de las explosiones, sobre todo, en las explosiones químicas:
Presión máxima de explosión: es la mayor presión que se puede
producir en una explosión dada.
Gradiente máximo de presión: el gradiente de presión da
información sobre la velocidad de propagación de la llama y por
tanto de la violencia de la explosión. El valor máximo del gradiente

3. se alcanza en el centro geométrico del recipiente donde se produce
la explosión.
Constantes Kst (explosiones de polvo) y Kg (gases): estas
constantes relacionan la fuerza de la explosión con el tamaño del
recipiente. El volumen del recipiente influye en la violencia de la
explosión.
Límites de explosividad: definen el rango de concentraciones de
una mezcla explosiva, en el cual, un material de ignición puede
desatar una autopropagación de la reacción.
COMPUESTOS QUÍMICOS EXPLOSIVOS
Una sustancia explosiva es aquel compuesto o mezcla de ellos,
que pueden reaccionar violentamente, desprendiendo una gran
cantidad de gases y de calor.
Hay dos conceptos fundamentales que se tienen en cuenta para
definir sustancias explosivas, como son:
• Severidad: es una medida de la violencia de la reacción
explosiva que produce la sustancia. Hay varios factores que
afectan a la severidad entre los que se encuentran el
tamaño de partícula, la composición, la humedad o la
temperatura.
• Sensibilidad: es una medida de la mínima cantidad de
energía que debe absorber una sustancia para producir una
reacción explosiva.
Mientras su utilización, en caso de duda de las características de
estas sustancias químicas explosivas, se deben tener presentes las
fichas de seguridad de estos compuestos, donde vienen explicadas
los riesgos que conlleva su utilización, así como posibles sustancias
incompatibles con ellos y la mejor forma de manejarlos.
Hay compuestos químicos de los que se puede predecir su
comportamiento explosivo, ya sea por su fórmula química o por
alguna otra característica, como son:
• Compuestos que poseen en su composición química un
grupo oxidante y un grupo reductor, como por ejemplo,
NH4NO2 (donde el NO2- es un oxidante fuerte y el NH4+ es
un reductor.
• Composición determinada de mezclas de combustible y aire,
por ejemplo, una mezcla de CS2 del 1-50%.
• Grupos funcionales determinados, por ejemplo, los
peróxidos, azidas, etc.

4. • Sustancias pirofóricas que se oxidan y se inflaman en
contacto con aire, por ejemplo, el pentacarbonilo de hierro.
• Compuestos que reaccionan violentamente con agua, como
el sodio o algunos hidruros.
Algunas de estas reacciones explosivas se detallarán en mayor
medida en el siguiente capítulo.
REACCIONES QUÍMICAS EXPLOSIVAS
Una reacción química explosiva se caracteriza por los siguientes
factores:
• Formación de una gran cantidad de gases rápidamente.
• Generación de una gran cantidad de calor que hace
expandirse a los gases generando altas presiones.
• Se produce a una gran velocidad. Esta velocidad de
reacción es mayor que la velocidad de disipación del calor
producido en la reacción.
Hay casos en que la reacción explosiva se ve favorecida por otras
causas como:
• Aumento en la velocidad de la reacción. A mayor velocidad,
la violencia de la explosión será mayor. Esta velocidad
aumenta al hacerlo las concentraciones de los reactivos. Un
cambio en el disolvente puede producir una reacción más
veloz. Si los reactivos son sólidos, cuanto mayor se la
división del sólido mayor será la velocidad. Una mayor
temperatura también aumentará la velocidad.
• La viscosidad de la reacción. Si la reacción se produce en
una disolución viscosa el intercambio de calor de la reacción
con el medio será más difícil ya que el disolvente ofrecerá
mayor resistencia a la disipación del calor.
• La agitación. Si hay una buena agitación, el intercambio de
calor será muy favorables y la reacción explosiva se hará
menos violenta.
Se puede hacer una pequeña clasificación del tipo de reacciones
explosivas más comunes que existen.
• Reacciones exotérmicas incontroladas

5. En estas reacciones se genera más calor del que puede ser
disipado por el medio. Con lo que la temperatura de la reacción
aumenta y esto a su vez hace aumentar la velocidad, con lo que se
aumentará la cantidad de calor desprendido. Es un proceso cíclico
hasta que la reacción se descontrola.
Una reacción exotérmica descontrolada se puede generar
por diversas causas, como, por ejemplo, por la pérdida de la
refrigeración del sistema, disminución del área de intercambio de
calor, pérdida de la agitación, etc.
• Reacciones violentas con agua
Hay sustancias que producen reacciones exotérmicas con el
agua o que pueden producir gases inflamables como producto de
reacción.
Estos compuestos deben ser utilizados y almacenados sin contacto
con agua ni vapor de agua.
• Reacciones violentas con aire
Son sustancias que al entrar en contacto con el oxígeno del
aire pueden generar su inflamación espontánea, como el fósforo
blanco o algún nitruro alcalino.
• Compuestos incompatibles
Son sustancias que presentan una gran afinidad entre ellas
y su mezcla puede provocar reacciones violentas, por ejemplo,
oxidantes con materias inflamables, ácido sulfúrico con clorato
potásico, etc.
• Formación de peróxidos
Algunas sustancias pueden sufrir una reacción espontánea
con el aire, la humedad o impurezas y formar su peróxido que a
veces puede producir una explosión. Los peróxidos formados son,
generalmente, más densos que el disolvente y tienden a
concentrarse.
• Reacciones de polimerización
Hay sustancias que debido a calentamiento, exposición a la
luz, o a impurezas pueden polimerizar provocando una explosión
química o física, por ejemplo, el acrilonitrilo, el estireno, etc.
• Reacciones de descomposición

6. Hay sustancias que por algún choque o calentamiento se
pueden descomponer rápidamente generando una explosión, por
ejemplo, amiduros alcalinos o algunas sales de diazonio.
Ahora se va a comentar una serie de ejemplos de reacciones
explosivas de diversa índole.
• Reacciones de la amida de sodio
Es una sustancia que se ve involucrada en varias reacciones
explosivas. Reacciona violentamente con agua según:
NaNH2 + H2O  NH3 + NaOH
desprendiendo amoníaco gaseoso que puede inflamarse debido a que
la reacción desprende calor.
También reacciona al aire produciendo peróxido de sodio:
2NaNH2 + 4O2  Na2O2 + 2NO2 + 2H2O
Este peróxido se forma sobre su superficie, y puede explotar con
un simple rozamiento de una espátula. Estas sustancias se deben
utilizar inmediatamente o almacenarlas con total cuidado. El exceso
de peróxido se puede destruir controladamente utilizando 2-
propanol.
• Reactividad del peróxido de acetona
El peróxido de acetona es un sólido cristalino y un explosivo
primario.
Fórmula del peróxido de acetona
Es una sustancia muy sensible al calor, a la fricción y al choque.
La extremada sensibilidad es debida a la inestabilidad de la
molécula.

7. Peróxido de acetona
Esta sustancia, generalmente, detona cuando se produce su
ignición en mayor cantidad de 2 gramos o menores si está confinada.
La oxidación que ocurre es la siguiente:
2C9H18O6 + 21O2  18H2O + 18CO2
Recientes investigaciones describen que se trata de una explosión
entrópica ya que desprende muy poco calor en su descomposición.
Hay reacciones que pueden dar lugar a peróxido de acetona en
una reacción secundaria o como subproducto.
Se utiliza como agente blanqueante o como iniciador de alguna
reacción de polimerización. Se utiliza en estos casos en disoluciones
diluidas.
• Reacción de sodio con agua
Los metales alcalinos sólidos en contacto con agua provocan una
reacción redox exotérmica que desprende hidrógeno.
En el caso del sodio, es un agente reductor fuerte, reacciona con
el agua para formar hidróxido de sodio e hidrógeno gas.
2Na + 2H2O  2Na+ + 2OH- + H2(g)
Reacción de Na con H2O
La violencia de la reacción se ve influenciada por la velocidad de
la reacción. Esta velocidad aumenta al aumentar la temperatura del
agua y el grado de división del sodio.
El calor que se desprende la reacción puede ser suficiente para
inflamar el hidrógeno y en lugares confinados puede producir una
explosión.

8. • Polimerización del óxido de etileno
El óxido de etileno es el más simple de los éteres cíclicos.
Fórmula del óxido de etileno
Es muy reactivo debido a la gran tensión de los enlaces del anillo.
El vapor puro o una mezcla del vapor con aire puede descomponer
explosivamente, según la reacción:
Tiene tendencia a polimerizar. Es una reacción exotérmica. Hay
sustancias que catalizan esta polimerización, como bases fuertes,
óxido de hierro y otro óxidos metálicos.
Si se contamina el óxido de etileno con alguno de los catalizadores
de esta reacción, puede llevar a la reacción a descontrolarse y a su
explosión.
El inicio de la polimerización se detectará únicamente por el
aumento de la temperatura del líquido.
• Reacción de permanganato de potasio con glicerina
El permanganato es un agente oxidante fuerte y la glicerina se
puede oxidar fácilmente. Se produce una reacción redox exotérmica
entre estas sustancias.
La glicerina empieza a quemar por el aumento de la temperatura
y se forman gases, la reacción puede ser explosiva y muy peligrosa.
14KMnO4 + 4C3H5(OH)3  7K2CO3 + 7 Mn2O3 + 5CO2 + 16H2O
Reacción de KMnO4 con glicerina
Sin embargo, si la reacción se realiza en medio básico, se produce
una reacción redox controlada en la que la disolución toma un color
verdoso debido a la presencia del ión manganato.
CONTROL DE REACCIONES EXPLOSIVAS

9. Se pueden tomar dos tipos de medidas sobre una reacción
explosiva para minimizar el riesgo que conlleva. Son medidas de
prevención o medidas de protección.
Resulta más efectivo prevenir una reacción fuera de control que
tratar con las consecuencias, así que se deberían elegir siempre las
medidas preventivas.
• Medidas preventivas
Si se va a realizar una reacción química peligrosa se debe
extremar el cuidado y se deben tomar una serie de consideraciones
para prevenir que esa reacción se descontrole.
Entre las medidas a tomar se encuentran:
o Utilizar un disolvente que tenga un punto de ebullición por
debajo de la temperatura a la cual la mezcla de reacción
puede descomponerse exotérmicamente.
o Utilizar un sistema de refrigeración avanzado que
intercambie el calor con gran efectividad.
o Tener especial cuidado en no añadir ningún reactivo
erróneo.
o Limitar la presión, utilizando un equipo que trabaje a vacío.
o Emplear las mínimas cantidades posibles de reactivos.
o Reducir la concentración de oxidantes, para mantenerla por
debajo de la necesaria para que se produzca la combustión.
Esto se puede realizar con un gas inerte.
o Utilizar una agitación buena para que el calor pueda
disiparse correctamente.
o Eliminar completamente las fuentes de ignición en el lugar
del proceso.
• Medidas de protección
Alguna medida de protección podría ser el diseño del sistema
para que soporte la máxima presión de la explosión, agregar algún
inhibidor a la reacción para disminuir la velocidad de reacción,
liberación del gas de una forma controlada, entre otras medidas.

10. BIBLIOGRAFÍA
Seguridad contra explosiones
Unidad de gestión de residuos - Universidad Nacional de San Luis
(Argentina)
http://www.ugr.unsl.edu.ar/documentos/explosiones.doc
Texto en el que se definen y clasifican las explosiones. Se explica como
determinar el potencial explosivo de una sustancia y se da una información
sobre como prevenir las explosiones.
Seguridad en el Laboratorio de Química
Francisco Javier García Alonso - Universidad de Oviedo
Se da una introducción a las reacciones explosivas y a los compuestos
explosivos haciendo una clasificación de estas sustancias.
Sustancias con riesgo de fuego y explosión: peligros específicos de explosión
Unidad de gestión de residuos - Universidad Nacional de San Luis
(Argentina)
http://www.ugr.unsl.edu.ar/documentos/PELIGROS%20ESPECIFICOS%20DE%20E
XPLOSION.doc
Texto breve en el que se presentan las características de algunos productos
que pueden provocar explosiones y fuego.
NTP 237: Reacciones químicas peligrosas con el agua
Manuel Bestratén Belloví, Tomás Piqué Ardanuy - INSHT
http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_237.htm
Esta nota técnica de prevención trata las características de algunas
reacciones violentas de compuestos con agua.
NTP 479: Prevención del riesgo en el laboratorio químico:
reactividad de los productos químicos (II)
Xavier Guardino Solá - INSHT
http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_479.htm
En esta NTP se da una explicación de la reactividad de algunas sustancias
químicas que pueden ser peligrosas.

11. NTP 478: Prevención del riesgo en el laboratorio químico:
reactividad de los productos químicos (I)
Xavier Guardino Solá - INSHT
http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_478.htm
Texto donde se resume las principales características de una reacción
química y como prever el resultado de ellas.
NTP 302: Reactividad e inestabilidad química: análisis
termodinámico preliminar
Manuel Bestratén Belloví - INSHT
http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_302.htm
Esta NTP da una visión de cómo estimar la entalpía de una reacción y como
definir el riesgo intrínseco de una sustancia con valores termodinámicos de
la reacción.
NTP 527: Reacciones químicas exotérmicas (I): factores de riesgo y
prevención
Silvia Calvet Márquez - INSHT
http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_527.htm
En este texto se da una explicación de cómo puede descontrolarse una
reacción exotérmica y que factores se pueden controlar para diseñar un
proceso seguro con este tipo de reacciones.
NTP 402: Sistemas supresores de explosión (I). Fundamentos
teóricos y medios de extinción
Bernardo Méndez Bernal, Emilio Turmo Sierra - INSHT
http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_402.htm
Expone una visión de algunas características de las explosiones y de los
sistemas supresores que se pueden utilizar para eliminarlas.
Explosive material
Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_explosive
Presenta una explicación de los materiales explosivos, clasificándolos de
varias maneras, definiendo varias características y termina dando una
visión de la medida termodinámica de una reacción explosiva.

12. Detonation
Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Detonation
Este texto explica que es una detonación, como se pueden producir y
algunas de sus aplicaciones más importantes.
Deflagration
Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Deflagration
Define que es una deflagración y sus aplicaciones, extendiéndose en la
física de la llama.
El fuego o combustión
Félix Esparza – Bomberos de Navarra (España)
http://www.bomberosdenavarra.com/manual/fuego.pdf
El texto da una visión general de lo que es el fuego, un incendio y una
explosión y las distintas características de cada una de ellas.
Acetone Peroxide
Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Acetone_peroxide
Este texto presenta una explicación del peróxido de acetona con sus
propiedades físicas más importantes, algunas de sus reacciones y sus
aplicaciones más generales.
Chemical synthesis/Acetone peroxide
Wikibooks
http://en.wikibooks.org/wiki/Chemical_synthesis/Acetone_peroxide
El escrito propone una síntesis del peróxido de acetona, especificando los
peligros que se pueden encontrar al realizarla.
Sodium Amide
F. W. Bergstrom - Organic Syntheses
http://www.orgsyn.org/orgsyn/prep.asp?prep=cv3p0778
Este texto propone una síntesis para la amida de sodio y refleja alguno de
los riesgos que pueden presentarse durante la síntesis y alguna reacción
secundaria.

13. Peroxide forming chemicals
Texas A&M University (USA)
http://safety.science.tamu.edu/peroxideformers.html
El texto ofrece una lista de sustancias que pueden formar peróxidos, como
detectarlos sencillamente en el laboratorio y las precauciones que se deben
tener al manejar este tipo de compuestos explosivos.
Oxydation of Glycerin by Potassium Permanganate
Journal of Chemical Education
http://jchemed.chem.wisc.edu/jcesoft/cca/cca3/MAIN/GLYCER/PAGE1.HTM
Explica por encima la reacción del KMnO4 con la glicerina proporcionando
fotografías y un vídeo de esta reacción.
Reaction of Potassium Permanganate with Glycerin
William C. Deese – Dead Chemists’ Society
http://www.deadchemistssociety.com/kmno4glycerin.pdf
El texto da un procedimiento para realizar la reacción del permanganato de
potasio con la glicerina en medio básico y muy por encima explica los
resultados y los peligros de ella.
Sodium Peroxide Deflagration
Sam Barros’ Powerlabs
http://www.powerlabs.org/chemlabs/nadeflag.htm
Es un escrito que presenta el resultado de varias reacciones con peróxido
de sodio como reactivo.
Sodium Amide
Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_amide
Texto que explica que es la amida de sodio, sus usos y algunas reacciones
en las que interviene.
Reactive and Explosive Chemicals
Laboratory Safety – Boston University
http://www.bu.edu/ehs/labsafety/pdf/soprct.pdf
Ofrece una clasificación de los compuestos químicos explosivos y algunas
condiciones de seguridad que se deben tomar al tratar con ellos.
Sodium in Water
David W. Brooks
http://dwb.unl.edu/chemistry/DoChem/DoChem046.html
Describe la reacción del sodio con agua con pocos detalles y las
precauciones que se deben tomar al realizarla.

14. Reaction of Sodium with Water
A.J. Meixner – Universität Siegen (Deutschland)
http://www2.uni-siegen.de/~pci/versuche/english/v44-1-1.html
Explicación con fotografías de la reacción química del sodio con agua.
R.D. 379/2001 ITC MIE-APQ 2: Almacenamiento de óxido de etileno
Ministerio de Ciencia y Tecnología
http://www.mtas.es/insht/legislation/RD/APQ_002.htm
Real Decreto que legisla sobre el almacenamiento del óxido de etileno. Da
una explicación de los riesgos que pueden existir al almacenar óxido de
etileno y como protegerse de ellos.
Ethylene Oxide
http://www.ethyleneoxide.com/
Información muy completa dada por varias compañías químicas sobre el
óxido de etileno, sus propiedades, efectos peligrosos, reactividad, etc.