krudt

Kemi

2022

Vi forklarer, hvad krudt er, hvordan det blev opfundet, og hvilke konsekvenser det havde. Typerne af krudt, sammensætning og anvendelser.

Krudt er det første kendte sprængstof i historien.

Hvad er krudt?

Krudt er en blanding af stoffer med deflagrerende egenskaber. Deflagration er en form for hurtig forbrænding (hurtig oxidation), der producerer flamme, som spredes langsomt (men hurtigere end ved almindelig forbrænding) ved termisk diffusion (et fænomen, der består af bevægelse fra partikler på grund af variationen af temperatur).

Deflagration er en subsonisk eksplosion, som udvikler sig med en hastighed, der er langsommere end den lyd (343,2 m/s). På den anden side er der supersoniske eksplosioner (detonationer), som genererer en ekspansiv bølge, det vil sige en trykbølge, der bevæger sig hurtigere end lyd og efterlader et forsinkelse på kemiske reaktioner.

Der findes forskellige typer krudt, men generelt med det navn henviser vi til sortkrudt, det første kendte sprængstof i verden. historie. I dag er der andre former udstyret med lav røgproduktion og højere ydeevne, da typen af kemiske reaktioner fra forbrænding der kendetegner dem.

Opfindelse af krudt

Paradoksalt nok blev krudtet opfundet i Kina, men som en tilfældig konsekvens af taoisternes søgen efter en drik af udødelighed. Forskellige teorier om afbrænding af salpeter (blanding af kaliumnitrat (KNO3) og natriumnitrat (NaNO3)) og på svovl i tekster Kinesiske alkymister fra 492 e.Kr. C. foreslog dem som endelige stoffer rensende (deraf navnet: pinyin, "Brandmedicin"), selvom det var dens brandfarlige egenskaber, der virkelig gjorde en forskel.

I deres kamp mod mongolerne brugte kinesiske tropper skydevåben: raketter, bomber og primitive flammekastere, hvoraf mange gik i hænderne på de sejrrige mongoler og til sidst andre folkeslag i Mellemøsten og andre steder. Europa. Det første slag, hvor de vestlige folk stod over for en mongolsk hær, der bar skydevåben, var slaget ved Mohi, hvor kongeriget Ungarn blev besejret af de invaderende tatarer og mongoler.

Konsekvenser af opdagelsen af ​​krudt

Den første kanon i historien blev brugt af de osmanniske mamelukker i 1260.

Opdagelsen af ​​krudt ville for altid ændre militærkunsten menneske, hvilket giver verden en ny balance mellem kan, fordi tropperne bevæbnet med krudt var meget mere effektive end dem, der var forsynet med nærkampsvåben, og besad meget mere skadeskapacitet end pile, spyd og andre kastede våben.

Faktisk tillod brugen af ​​krudt og sprængstoffer fremkomsten af ​​en helt ny række værktøj af kriginklusive kanoner, nedrivningshold, bomber, miner og et gigantisk og mangfoldigt arsenal af rifler og pistoler. For eksempel blev den første kanon i historien brugt af de osmanniske mamelukker i slaget ved Ain Jalut i 1260.

Typer af krudt

Vi kan identificere følgende typer krudt:

  • Sort pulver. Det er den ældste og den første, der er opfundet. Generelt, når der henvises til krudt, refererer det til sort krudt. Det har en hurtig, kraftig reaktion, og den producerer meget røg. Efter at have reageret efterlod den en masse rester i skydevåbnernes rør, hvilket forårsagede forringelse.
  • Brunt krudt. Opfundet i 1880 fra brugen af ​​rødt kul og en større mængde salpeter, opnåede det en langsommere forbrænding og med mindre ætsende rester. Den blev dog aldrig brugt meget, fordi der kom hvidt pulver ud kort efter.
  • Hvidt pulver. Også kaldet røgfrit krudt eller pyroxyleret krudt, det har for det meste gasformige komponenter som følge af forbrænding (et produkt af nitrocellulose), så det efterlader ikke den samme mængde rester som sortkrudt. Af den grund erstattede den den i skydevåben. Når man siger røgfrit pulver, betyder det ikke, at der absolut ikke produceres røg under eksplosionen, men det er meget mindre end ved brug af sortkrudt.
  • Flash krudt. For nylig opfundet, blev det skabt for at generere lys nødvendigt for Fotografering primitiv (deraf navnet), da den har aluminiumsadditiver, der, når forbrænding opstår, oxiderer og genererer mere lys.

Kemisk sammensætning af krudt

Sammensætningen af ​​krudtet varierer alt efter, hvilken type krudt der er tale om. Derudover varierer krudtets sammensætning ofte også alt efter, hvilket land det er fremstillet, det vil sige, at den samme krudttype kan have forskellige proportioner af dets komponenter, på trods af at de er de samme, afhængigt af det land, der har fremstillet det. Så de mest populære sammensætninger af forskellige typer krudt er:

Sort pulver: 75% kaliumnitrat, 15% kulstof og 10% svovl.

Brunt eller brunt pulver: 78% salpeter, 19% rødt kulstof og 39% svovl.

Hvidt pulver (røgfrit pulver). Det er sammensat af meget energiske stoffer, hovedsageligt nitrocellulose eller nitrocellulose blandet med nitroglycerin. Der er mange typer:

  • Enkel base. Sammensat af nitrocellulose
  • Dobbelt base. Sammensat af nitrocellulose og nitroglycerin.
  • Tredobbelt base. Sammensat af nitrocellulose, nitroglycerin og nitroguanidin.

Flash krudt. En af dens mest almindelige varianter er sammensat af kaliumperchlorat eller permanganat og pulveriseret aluminium.

Anvendelse af krudt

Med krudt kan du lave ammunition til skydevåben.

Krudt bruges i øjeblikket til:

  • Fremstille ammunition til skydevåben, artilleri, bomber, miner og andre instrumenter af krigslignende karakter.
  • Fremstilling af fyrværkeri (fyrværkeri) til festligheder og dekorative formål.
  • Fremstilling af detonatorer og andre instrumenter til kontrolleret nedrivning af bygninger og strukturer.

Betydningen af ​​krudt

Krudt revolutionerede verden. Det udløste en ny æra med skydevåbenkrig, som for altid ændrede den måde, vi forstår skydevåben på. krig. Derudover tillod det fødslen af ​​studiet af sprængstoffer, som ud over dets umiddelbare våbenformål tjente for eksempel til at pleje luftfartsindustrien.

Fremstilling af krudt

Forbrændingen af ​​krudt er direkte afhængig af størrelsen af ​​dets granulering.

For at fremstille krudt skal ingredienserne (saltpeter, kul og svovl) knuses og blandes ensartet, i en procedure, der tidligere blev udført i hånden, men som senere kunne mekaniseres ved hjælp af presser flyttet af Vand, for eksempel. Ingredienserne skal males til et mere eller mindre fint pulver, da dets forbrænding afhænger direkte af størrelsen af ​​dets granulering.

Processerne, metoderne til fremstilling og håndtering af krudt ændrede sig, efterhånden som flere blev erhvervet. viden om denne blanding. F.eks. blev blandingen i første omgang transporteret fra det sted, hvor den blev fremstillet til det sted, hvor den skulle bruges, hvilket var meget farligt pga. risiko eksplosion ved slag eller temperaturændringer. Men senere begyndte man at transportere komponenterne hver for sig, og de blev blandet på det sted, hvor blandingen skulle bruges (krudt).

Et andet problem var størrelsen af ​​de korn, der blev opnået i formalingsprocessen. Til at begynde med var kornene meget fine, hvilket fik dem til at være meget forenede i blandingen (hvilket op som det sker med melstøv for eksempel). Det gjorde der ikke nok luft mellem kornene, fordi forbrændingshastigheden var langsom og ujævn.

For at løse dette problem blev der tilsat vand til blandingen for at opnå en homogen pasta, der derefter blev tørret og skåret i korn af forskellig størrelse. Derefter blev kornene ved hjælp af en sigte adskilt efter deres forskellige størrelser. De mindste korn blev brugt til mindre kaliber våben (da forbrændingen er hurtigere) og de større til større kaliber våben (såsom kanoner).

Sortkrudt blev for eksempel forbrugt for hurtigt i europæiske våben fra det 15. og 16. århundrede, en anden grund til, at det begyndte at blive fremstillet i ensartede, men større korn.

Nutidens krudt fremstilles af nitrocellulose (monobasisk) eller nitrocellulose og nitroglycerin (bibasisk), som kræver nitrogenering af vegetabilsk cellulose og dens behandling med opløsningsmidler indtil en tynd plade er opnået, der derefter skæres i små stykker, der derefter tørres og klargøres til forbrænding.

Krudtrisici

Krudt er på trods af dets pyrotekniske anvendelser et farligt materiale. Dens forbrænding, afhængig af størrelsen af ​​dens korn, kan ske ved en gnist, ved friktion eller ved slag, hvilket kræver omhyggelig håndtering, især i store mængder. Krudteksplosioner kan forårsage skader, dødsfald: Døde og materielle skader, især når de opstår på en ukontrolleret måde.

Desuden er mange af de biproducerede komponenter i forbrændingen forurenende i naturen, så misbrug af krudt kan påvirke udseendet af sur regn eller forringet luftkvalitet.

Fyrværkeri

Pyroteknik blev opfundet af kineserne til fredelige formål.

Pyroteknik er også en opfindelse af kineserne, som brugte krudt til fredelige formål, til underholdning, indtil de blev tvunget til at opfinde skydevåben for at afvise de mongolske angribere. Selv i dag bruges krudt til disse formål, især på vigtige datoer, såsom slutningen af ​​året.

Pyrotekniske anordninger er generelt sammensat af en blanding af krudt og andet stoffer som er ansvarlige for at producere bestemte farver, støj og dampe. For eksempel i fyrværkeri farver De produceres af tilstedeværelsen af ​​salte, der afhængigt af den kation, de har, vil have en bestemt farve:

  • Gul. Natriumsalte (Na).
  • Orange. Jernsalte (Fe).
  • Grøn. Kobbersalte (Cu).
  • Rød. Strontiumsalte (Sr).
  • Hvid. Salte af aluminium (Al) og magnesium (Mg).
  • Æblegrøn. Bariumsalte (Ba).
  • Blød rød. Lithiumsalte (Li).

Der er dog også specialiserede former for pyroteknik, såsom blus, der bruges i rednings- eller signalmissioner, samt i kampen mod hagl eller i belysning af visse rum.

Skydevåben

Opfindelsen af ​​skydevåben ville ikke have været mulig uden opdagelsen af ​​krudtet, og det går tilbage til de kinesiske dynastier i det 10. og 11. århundrede, som tilpassede jernforstærkede bambusrør til affyring. metal stykker til de mongolske angribere. Før havde de allerede udviklet et betydeligt antal lignende våben, såsom bomber, raketter og flammekastere.

Skydevåben kom til Vesten i løbet af de næste par århundreder og gav dem nationer Europæere har fordelen i forhold til andre fjendtlige folk, som det er tilfældet med invasionen af Amerika i løbet af det 15. århundrede. Siden da er dets udvikling og forbedring ikke ophørt, og det er heller ikke blevet brugt i krigsførelse rundt om i verden.

Derudover bruges de til jagt, da det letter arbejdet og giver mulighed for en større skudafstand, og i discipliner målskydningssport.

Der må ikke være en så dødbringende opfindelse i menneskehedens historie som skydevåben.

!-- GDPR -->