Praf de puşcă

O parte din conținutul afișat ar putea genera situații periculoase sau daune. Informațiile au doar scop ilustrativ, nu sunt îndemnatoare sau didactice. Utilizarea Wikipedia este pe propriul dvs. risc: citiți avertismentele .

Praful de pușcă este cel mai vechi exploziv folosit de om. Se compune dintr-un amestec de sulf (S), carbon (C) și azotat de potasiu (salpetru, KNO3). Sulful și cărbunele acționează ca combustibil , în timp ce salpetrul este oxidantul . Datorită proprietăților sale incendiare și a cantității de căldură și a volumului de gaz pe care îl generează, praful de pușcă a fost utilizat pe scară largă ca propulsor în armele de foc, artilerie, rachete și artificii și ca pulbere explozivă în cariere, mine și construcții de drumuri.

Istorie

Pulberea neagră

Origini și caracteristici

Probabil, a fost inventat în secolul al IX-lea și compus din azotat de potasiu , carbon vegetal și sulf . Faptul că autori precum Scipione Maffei , Bonaiuto Lorini , Bernardino de Mendoza și alții numesc sare de sare a Chinei sugerează că chinezii au fost primii care au cunoscut și fabricat această substanță. Acești istorici cred că chinezii au folosit amestecuri de pulbere cu câteva secole înainte de Hristos. Aceste amestecuri ar trece către celelalte popoare din Asia și arabilor și grecilor din antichitatea târzie în perioada migrațiilor mongole. Invaziile arabilor și cruciadele din Orientul Mijlociu și Africa au făcut ca acești compuși să fie cunoscuți altor popoare. Nu este dovedit că chinezii dețin așa-numitul foc zburător , adică tunurile de bambus pentru a lansa proiectile în flăcări . Legendele spun că descoperirea a avut loc accidental de către unii alchimiști în căutarea elixirului nemuririi și prima referire la pudra neagră a fost avertismentul din textele alchimice de a nu amesteca anumite substanțe împreună. Joseph Needham în Știința și civilizația sa din China identifică diverse formule pentru prepararea prafului de pușcă într-un text din secolul al XI-lea.

Pulberea neagră a fost făcută în numeroase formulări diferite, dintre care cele mai frecvente sunt (în procente de masă):

Azotat de potasiu , KNO ₃ în proporție de 75%.
Cărbune , C ₇ H ₃ O în proporție de 12,50% (doză franceză) sau 15% (doză engleză).
Sulf , S în proporție de 12,5% (doză franceză) sau 10% (doză engleză).

În funcție de tipul de cărbune folosit (produs de piroliza lemnului la 500 ° C și în absența oxigenului) se obține o rată de combustie diferită. De exemplu, cu grafit sau cu cărbune de stejar, plop și fag, cu aceeași dimensiune a particulelor (în general 80 micrometri), există o combustie mai lentă. În schimb, folosind cărbune de viță de vie (sau cel obținut din alți pomi fructiferi) sau cărbune de salcie, se obține o combustie mai rapidă. Pentru a obține viteza maximă posibilă de ardere, puteți folosi cărbune de balsa, salcie (salcie de capră) sau cătină (cătină de arin). În acest caz, arderea devine instantanee, ca un fulger. Cu cât rata de ardere este mai mare, cu atât mai mult praf de pușcă, dacă este închis într-un recipient închis cu o siguranță, va tinde să detoneze cu ușurință. Poate atinge o viteză de detonare de 1500 m / sec. În antichitate, pulberile cu ardere lentă erau folosite pentru încărcarea tunurilor și bombardelor, în timp ce pulberile cu ardere rapidă erau mai utile pentru armele de foc manuale.

Arderea pulberii negre este o reacție redox complexă. Pornind de la doza engleză, apare următoarea reacție:

10 KNO ₃ + 4 S + 2 C ₇ H ₃ O => 5 K ₂ O + 3 H ₂ O + 4 SO ₂ + 12 CO + 2 CO ₂ + 5 N ₂

Dacă azotatul de potasiu depășește procentul de 80%, atunci când praful se aprinde, se obțin multe reziduuri albe, compuse în principal din carbonat și sulfat de potasiu, reziduuri care ar continua să ardă câteva clipe, emițând gaze incandescente, inclusiv dioxid de carbon, sulf și azot; prin urmare, praful ar emite mult mai multe reziduuri solide decât gazul devenind practic inutil. Există, de asemenea, anumite pulberi negre fără sulf numite "asulfuree", aceste pulberi negre constând doar din azotat de potasiu și carbon, de obicei în proporție de 75% azotat de potasiu și 25% cărbune și au caracteristica de a arde foarte repede dacă utilizați un cărbune care conține o mulțime de particule volatile, cum ar fi balsa, dar nu eliberează multă căldură. Pulberile negre normale cu sulf sunt, prin urmare, preferate deoarece, prin eliberarea de mai multă căldură, dezvoltă presiuni mai mari decât gazele mai reci ale pulberilor „sulfurice”. Se obțin astfel explozii puțin mai puternice cu sulf. Dacă, pe de altă parte, azotatul de potasiu este înlocuit cu cloratul respectiv pentru pulberile „asulfure”, se obține un tip de pulbere neagră numită H3, constând de obicei din 75% clorat de potasiu și 25% carbon, care în multe privințe seamănă cu un praf fulger pe măsură ce explodează cu o viteză enormă. Este extrem de important să nu puneți niciodată sulf sau zahăr în pulberile pe bază de clorat de potasiu, deoarece o umflătură modestă este suficientă pentru a face ca amestecul să explodeze sau chiar să detoneze brusc. Uneori se adaugă 1 sau 2% bicarbonat de sodiu la pulberile H3 pentru a preveni orice aciditate din compus din descompunerea cloratului de potasiu în acid cloric care, fiind un oxidant puternic, ar aprinde cărbunele, provocând astfel detonarea sau detonarea spontană a pulberii. Dacă, pe de altă parte, azotatul de potasiu este înlocuit cu percloratul său, se obține un exploziv numit „Pirodex”, constând de obicei din 75% perclorat de potasiu, 15% cărbune și 10% sulf, care eliberează mai multă căldură și mai puține reziduuri. pulbere neagră obișnuită pe bază de azotat de potasiu, dar este, de asemenea, ușor mai lentă în arsură.

Percloratul de potasiu este excelent pentru pulberile flash cu aluminiu și / sau magneziu și / sau sulf, în timp ce pentru pulberea neagră este mai bine să folosiți azotat de potasiu sau sodiu sau cel mult clorat de potasiu, care este, de asemenea, utilizat pentru a produce pulberi flash. Fără sulf și cu procente mici de bicarbonat de sodiu ca măsură de precauție. Prin adăugarea unor procente mici de magneziu și aluminiu pulverizat la pulbere, se obține o creștere a luminii, a căldurii și a presiunii, ceea ce mărește spectacularitatea focului artificial. În cele din urmă, prin adăugarea unor săruri metalice, se obțin diferite culori mai mult sau mai puțin intense: sărurile de bariu , în special azotatul de bariu , dau o culoare verde strălucitor, sărurile de stronțiu și calciu o culoare roșu-portocalie, cele de cupru verde-albastru , cele de sodiu galben-auriu, cele de potasiu violet etc.

În loc de sulf și cărbune există făină de produse din plastic și / sau fosfor sau aluminiu și / sau magneziu , în acest caz pulberea se numește „pudră rapidă”, deoarece explodează foarte repede, eliberând și o mulțime de căldură: temperaturi de până la 3000 grade Celsius.

Utilizare

Flacoane cu pulbere neagră. Cel din stânga, o muschetă, a fost produs de Colt , cel din centru este de o marcă necunoscută, cel din dreapta însoțea revolverele Remington.

Începând cu secolul al X-lea, utilizarea pulberii negre în scopuri militare a devenit obișnuită în China pentru fabricarea de rachete și bombe explozive lansate din catapulte . Primele dovezi ale unui tun datează din 1126, când cilindrii de bambus erau folosiți pentru a lansa rachete asupra inamicului. Cilindrii de bambus au fost înlocuiți cu butoaie de metal și cel mai vechi tun din China este datat din 1290. Din China utilizarea militară a pulberii negre a fost absorbită de cuceritorul mongol Genghis Khan care, la rândul său, a folosit primele arme de foc rudimentare cu pulbere neagră. Acest lucru este demonstrat de descrierea luptelor și a echipamentului de război și el menționează armele folosite de acele popoare în Il Milione de Marco Polo , care însă nu menționează niciodată armele. Prin expansiunea mongolă, pulberea neagră s-a răspândit în Japonia și Europa , unde, în special, mongolii au folosit-o împotriva maghiarilor în 1241. Până la mijlocul secolului al XIV-lea, primele arme erau menționate pe scară largă atât în Europa, cât și în China.

Utilizarea pulberii negre pentru producerea de arme de foc și tunuri a fost îngreunată de dificultatea creării butoaielor metalice capabile să reziste exploziei. Această problemă ar fi putut duce la falsa credință că chinezii și-au folosit descoperirea doar pentru artificii . De fapt, armele și rachetele propulsate de pulbere neagră au fost folosite în invaziile mongole din secolul al XIII-lea și au fost o componentă importantă a artei militare din Extremul Orient . De exemplu, zidurile orașului Beijing au fost special construite pentru a rezista atacurilor de artilerie , iar dinastia Ming a mutat capitala de la Nanking la Beijing, deoarece dealurile din jurul Nanjingului au oferit o poziție bună de artilerie pentru o posibilă armată de asediu.

În Europa, utilizarea sa în scopuri de război se referă la exploatările liderului Pietro Navarro , care la sfârșitul secolului al XV-lea și mai ales la începutul secolului al XVI-lea a cucerit numeroase cetăți cu minele sale. O vastă dezvoltare a tehnologiei pulberii negre s-a produs și în Orientul Îndepărtat între secolele XV și XVII. Îmbunătățirile din metalurgie au permis arme mai mici și au dus la crearea muschetei . Tehnologia europeană a armelor a depășit-o treptat pe cea a Chinei, iar aceste îmbunătățiri tehnologice au fost reintroduse în China de misionarii iezuiți care au fost însărcinați să supravegheze construcția de arme de către împărații Ming de mai târziu și de la începutul Qing .

Utilizarea pulberii negre, ca exploziv în scopuri de război, se încheie practic în anii 1870 cu inventarea dinamitei, de către Alfred Nobel , a cărei rețetă originală conținea 55% din greutatea nitroglicerinei și 45% din pământul diatomeu și ulterior odată cu introducerea explozivi mai moderni.

Pulberea maro

Origini și caracteristici

Utilizare

Pudra fumurie sau albă

Origini și caracteristici

În 1884 chimistul francez Paul Marie Eugène Vieille , prin gelatinizarea nitrocelulozei cu un amestec de eter și alcool, a obținut un nou tip de praf de pușcă, complet diferit de pulberea neagră, numită pulbere B (în franceză Poudre B ). Noul compus a fost un exploziv de tip propulsor care a dezvoltat de trei ori energia compușilor folosiți până în acel moment, dar cu o combustie mult mai rapidă și o reducere netă a fumului de ardere - la care porecla „miroase”. Primul tip de praf a fost urmat în curând de altele cu caracteristici similare. De exemplu, în 1888 Nobel a obținut balistita prin gelatinizarea bumbacului colodion cu nitroglicerină; cinci ani mai târziu, Regio Polverificio di Fontana Liri a obținut solenitul . În aceeași perioadă, în cele din urmă, cordita dezvoltată a fost patentată în Regatul Unit .

Spre deosebire de pulberea neagră, pulberea fumurie în timpul arderii produce numai deșeuri gazoase. Vorbind mai corect despre pulberile fumurii la plural, aceștia sunt compuși obținuți din utilizarea unor materiale precum nitroceluloză, cu sau fără nitroglicerină. Acești compuși sunt ușor de lucrat și este astfel posibil să se obțină boabe de formă regulată prin calandrare , desen sau alte mijloace mecanice. Forma și mărimea boabelor influențează modul și durata combustiei, în acest fel este posibil să se obțină efecte diferite cu același compus produs în diferite forme sau dimensiuni.

Pulberile fără fum sunt produsul obținut dintr-un amestec omogen de nitroceluloză cu plastifianți și stabilizatori și / sau cu nitroglicerină și / sau nitroguanidină și / sau altele. Sunt compuși destul de sensibili la căldură , dar nu la șoc. Sunt folosite ca încărcături de propulsie pentru proiectile individuale de arme, tunuri și pentru propulsia cu rachete. Pulberile fără fum sunt propulsori explozivi cu rate mari de ardere și, în general, nu pot detona chiar și atunci când sunt îngrădite. Pulberile fără fum sunt în prezent cele mai utilizate explozivi în scopuri de război.

Utilizare

Bibliografie

AA. VV., Revista de artilerie și ingineri, Roma, Institutul de cultură a armei inginerilor, 1887/1932.
Ezio Cecchini, Tehnologie și artă militară , Roma, Biroul istoric al Statului Major al Armatei, 1997.
JFC Fuller, Bătăliile decisive ale lumii occidentale și influența lor asupra istoriei , Roma, Biroul istoric al Statului Major al Armatei, 1988 [1954-1956] .
Lorini Bonaiuto, Tratat de fortificații, vol. I-VI , Veneția, 1577-1587.
Marselli Nicola, Războiul și istoria sa , Roma, Biroul istoric al statului major al armatei, 1987.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Gunpowder

linkuri externe

Treccani - Gunpowder , pe treccani.it .

Portalul armelor	Portalul chimiei
Portalul de război	Portal de istorie