火薬
最初に実用化された火薬(類)は黒色火薬である。英語では「gunpowder ガンパウダー」と呼ぶが、この名の通り、gun ガン(=銃や砲)の弾(玉)を打ち出すための粉として用いられ、戦争の歴史に革命をもたらし、勢力地図を塗り替え、また剣や槍や弓ばかりで戦っていた時代とは比べものにならないほどの数の人々を死なせる悲惨な結果も生みだした。→#歴史
焔硝土から水で硝酸イオンを抽出し、抽出液を木灰で処理し、濃縮した後冷却すると硝石が析出する。この方法は毎年の再生産が可能な優れた製造方法であった。
一方、平和の到来による軍事用の火薬使用の激減は火薬の供給に余裕をもたらし、平和的な火薬の利用法が普及する余地をもたらした。花火である。日本に花火が到来したのは1589年または1613年のこととされ、元和偃武後に急速に普及した。1648年にはすでに、江戸の町において隅田川の河口を除き花火の使用を禁ずること、および町中での花火制作を禁ずる触書が出されている。1733年(享保18年)には隅田川花火大会が初めて行われた。これ以降、例年開催されている。ただし当時の花火はまだ真円には開かず、また入りも単色に限られていた。
明治時代に入ると、南米のチリから莫大な埋蔵量を有した天然の硝酸ナトリウムであるチリ硝石の輸入を始める。硝酸ナトリウムは黒色火薬の原料の1つである硝酸カリウムの代わりとして用いることができ、また無煙火薬以降の近代的な火薬の工業生産に必須の硝酸の原料として、ハーバー・ボッシュ法によって窒素の固定化法が確立されるまで重要視された。この安価な硝石の輸入によって長く用いられてきた土硝法による白川郷などでの国内における硝石生産は姿を消した。また、ヨーロッパから新しい科学知識が導入されることで花火も長足の進歩を遂げ、1874年ごろには打ち上げ花火が丸く開くようになり、1877年には花火に色が付けられるようになった。
また、富国強兵政策によりヨーロッパから盛んに近代的な火薬技術を導入するようになる。日本独自の火薬技術も発展し、日本海軍に制式採用された下瀬火薬は、その強力な破壊力から日露戦争では大活躍した。
成分は純粋ピクリン酸である。大日本帝国海軍が砲弾の炸薬として実用化し、日露戦争における大戦果の一因とされた。詳細は「下瀬火薬」を参照
過酸化アセトン(かさんかあせとん、 Acetone Peroxide)は有機過酸化物の1種。高性能爆薬として使用される。過酸化水素水(日本ではオキシドールなどと呼ばれる)とアセトン(触媒として塩酸もしくは硫酸)といった比較的容易に手に入る材料で製造可能かつ大掛かりな設備も不要であることから、アマチュア科学者や危険物マニアなどに密造されることが多い。日用品で製造できる手軽さ・秘匿性と十分な威力を併せ持つことからテロリストに悪用されることもあり、最近ではロンドン同時多発テロやパリ同時多発テロ、2016年ブリュッセル爆発事件で使用された。
「火薬」は古くからある用語で、爆燃や爆発する物質全般を指すが、漠然と広く指す場合は「火薬類」ともいう(意図的に作った、学問的な意図で広い範囲を指すために用意された)用語のほうを用い、その上で「火薬」を銃や砲の推進薬・発射薬を限定的に指すのに用いる、ということが行われている。
「火薬類」とは、利用価値のある爆発物であり、「火薬 low explosive」、「爆薬 high explosive」、「火工品 pyrotechnics; explosive device」に分けられる。
(「火薬類」の下位分類の「火薬」)狭義の「火薬」は、燃焼を利用するものであり、「爆薬」のほうは爆轟を利用するものである。狭義の「火薬」のほうは、爆燃による急激なガスの発生・膨張を利用して 弾の発射などに利用するものであり、それに対して「爆薬」のほうは、火薬よりもさらに速い速度の燃焼(爆発)による衝撃波で何かを破壊するために利用するものである。「火工品」は、火薬または爆薬を使用目的に応じて加工したものである。
またダイナマイトなどの一部の爆薬では、雷管の威力により低速爆発と高速爆発の2種類がある。ガソリンや木材が燃えるのを通常燃焼といい、火薬が高速で燃焼するのを爆発という。さらに音速以下の爆発を「爆燃」、音速以上の爆発を「爆轟(ばくごう)」と分類している。「爆轟」状態では燃焼速度が音速を越えるため、衝撃波を投射し周囲の物体を破壊する。「爆轟」発生の有無によって火薬と爆薬を分類することもある。「爆轟」によって生まれた衝撃波が弱まったものが「爆音」になる
火薬が燃焼を始めると、反応熱により酸化反応が促進され、継続的な燃焼が起きる。これに対し爆薬では、酸化反応は爆轟の衝撃波による断熱圧縮によって促進される。このため、熱伝導に律速されることのない急激な燃焼が発生する。
火薬類の最大の特徴はそのエネルギーの発生速度にある。単純な熱量の比較だけなら火薬類よりもガソリンなどの方が大きい。しかし、半径10cmの球体のトリニトロトルエン(TNT)を鋳造した場合、この塊が爆轟して反応が終わるまでの時間はわずかに 14.7ナノ秒しかかからない。
半径10cmの鋳造トリニトロトルエンの重量は6.49kgであり、この爆発熱は約1.17×10Jである。これだけのエネルギーがわずか 14.7ナノ秒の間に放出されるのである。
つまり、エネルギーの発生速度という点で見れば 1.16×10J/秒となり、これは日本の総発電能力の数倍にもなる数字である。