praf de puşcă

Chimie

2022

Vă explicăm ce este praful de pușcă, cum a fost inventat și consecințele pe care le-a avut. Tipurile de praf de pușcă, compoziție și utilizări.

Praful de pușcă este primul explozibil cunoscut din istorie.

Ce este praful de pușcă?

Praful de pușcă este un amestec de substanțe cu proprietăți deflagratoare. Deflagrația este un tip de ardere rapidă (oxidare rapidă) care produce flacără, care se răspândește lent (dar mai rapid decât în ​​arderea obișnuită) prin difuzie termică (fenomen care constă în circulaţie din particule datorita variatiei temperatura).

Deflagrația este o explozie subsonică, care se dezvoltă cu o viteză mai mică decât cea a sunet (343,2 m/s). Pe de altă parte, există explozii supersonice (detonații), care generează o undă expansivă, adică o undă de presiune care se deplasează mai repede decât sunetul și lasă un decalaj de reacții chimice.

Există diferite tipuri de praf de pușcă, dar în general prin acest nume ne referim la pulbere neagră, primul explozibil cunoscut din lume. istorie. Astăzi există și alte forme înzestrate cu producție redusă de fum și performanțe mai mari, de tipul de reacții chimice din combustie care îi caracterizează.

Invenția prafului de pușcă

În mod paradoxal, praful de pușcă a fost inventat în China, dar ca o consecință accidentală a căutării taoiștilor pentru o poțiune a nemuririi. Diverse teorii despre arderea salitrului (amestec de azotat de potasiu (KNO3) și azotat de sodiu (NaNO3)) și pe sulf în textele alchimice chineze din 492 d.Hr. C. le-a propus ca eventual substante purificator (de unde și numele: pinyin, „medicamentul focului”), deși proprietățile sale incendiare au făcut cu adevărat diferența.

În lupta lor împotriva mongolilor, trupele chineze au mânuit arme de foc: rachete, bombe și aruncătoare de flăcări primitive, dintre care multe au trecut în mâinile mongolilor învingători și, în cele din urmă, a altor popoare din Orientul Mijlociu și din alte părți. Europa. Prima bătălie în care popoarele occidentale s-au confruntat cu o armată mongolă purtătoare de arme de foc a fost bătălia de la Mohi în care Regatul Ungariei a fost învins de invadatorii tătari și mongoli.

Consecințele descoperirii prafului de pușcă

Primul tun din istorie a fost folosit de mamelucii otomani în 1260.

Descoperirea prafului de pușcă avea să schimbe pentru totdeauna artele militare ale ființă umană, oferind lumii un nou echilibru al poate sa, deoarece trupele înarmate cu praf de pușcă erau mult mai eficiente decât cele prevăzute cu arme de corp la corp și posedau o capacitate de avarie mult mai mare decât săgețile, sulițele și alte arme aruncate.

De fapt, utilizarea prafului de pușcă și a explozivilor a permis apariția unei game cu totul noi de unelte de războiinclusiv tunuri, echipe de demolare, bombe, mine și un arsenal gigantic și divers de puști și pistoale. De exemplu, primul tun din istorie a fost folosit de mamelucii otomani la bătălia de la Ain Jalut din 1260.

Tipuri de praf de pușcă

Putem identifica următoarele tipuri de praf de pușcă:

  • Pudra neagra. Este cel mai vechi și primul care a fost inventat. În general, când se referă la praf de pușcă, se referă la pulbere neagră. Are o reacție rapidă, puternică și produce mult fum. După ce a reacționat, a lăsat multe reziduuri în țevile armelor de foc, ceea ce a cauzat deteriorarea.
  • Praf de pușcă maro. Inventat în 1880 din folosirea cărbunelui roșu și a unei cantități mai mari de salpetru, a realizat o ardere mai lentă și cu reziduuri mai puțin corozive. Cu toate acestea, nu a fost niciodată folosit prea mult pentru că pudră albă a ieșit la scurt timp după.
  • Pudră albă. Denumită și praf de pușcă fără fum sau praf de pușcă piroxilat, are în mare parte componente gazoase ca urmare a arderii (un produs al nitrocelulozei), deci nu lasă aceeași cantitate de reziduuri ca și pulberea neagră. Din acest motiv, îl înlocuia în arme de foc. Când spui pulbere fără fum, nu înseamnă că nu se produce absolut niciun fum în timpul exploziei, dar este mult mai puțin decât atunci când folosești pulbere neagră.
  • Praf de pușcă fulger. Recent inventat, a fost creat pentru a genera ușoară necesar pentru Fotografie primitiv (de unde și numele), deoarece are aditivi de aluminiu care, atunci când are loc arderea, oxidează și generează mai multă lumină.

Compoziția chimică a prafului de pușcă

Compoziția prafului de pușcă variază în funcție de tipul de praf de pușcă în cauză. În plus, compoziția prafului de pușcă variază adesea și în funcție de țara în care este fabricată, adică același tip de praf de pușcă poate avea diferite proporții componentelor sale, deși sunt aceleași, în funcție de țara care l-a produs. Deci, cele mai populare compoziții ale diferitelor tipuri de praf de pușcă sunt:

Pulbere neagră: 75% azotat de potasiu, 15% carbon și 10% sulf.

Pulbere maro sau maro: 78% salpetru, 19% carbon roșu și 39% sulf.

Pulbere albă (pulbere fără fum). Este compus din substante foarte energice, in principal nitroceluloza sau nitroceluloza amestecata cu nitroglicerina. Există o mulțime de tipuri:

  • Bază simplă. Compus din nitroceluloză
  • Baza dubla. Compus din nitroceluloză și nitroglicerină.
  • Baza tripla. Compus din nitroceluloză, nitroglicerină și nitroguanidină.

Praf de pușcă fulger. Una dintre cele mai comune variante ale sale este compusă din perclorat sau permanganat de potasiu și aluminiu sub formă de pulbere.

Utilizări ale prafului de pușcă

Cu praf de pușcă poți face muniție pentru arme de foc.

Praful de pușcă este utilizat în prezent pentru:

  • Fabricarea muniției pentru arme de foc, artilerie, bombe, mine și alte instrumente cu caracter războinic.
  • Fabricarea artificiilor (artificiilor) pentru sărbători și scopuri decorative.
  • Fabricarea detonatoarelor și a altor instrumente pentru demolarea controlată a clădirilor și structurilor.

Importanța prafului de pușcă

Praful de pușcă a revoluționat lumea. A declanșat o nouă eră a războiului cu armele de foc, schimbând pentru totdeauna modul în care înțelegem armele de foc. război. În plus, a permis nașterea studiului explozivilor, care dincolo de scopurile sale imediate de arme, au servit, de exemplu, la hrănirea industriei aeronautice.

Fabricarea prafului de pușcă

Arderea prafului de pușcă depinde direct de mărimea granulării sale.

Pentru fabricarea prafului de pușcă, ingredientele (salpetru, cărbune și sulf) trebuie zdrobite și amestecate uniform, într-un procedeu care se făcea anterior manual, dar care mai târziu putea fi mecanizat cu ajutorul preselor deplasate de Apă, de exemplu. Ingredientele trebuie măcinate într-o pulbere mai mult sau mai puțin fină, deoarece arderea sa depinde direct de mărimea granulării sale.

Procesele, metodele de fabricare și manipulare a prafului de pușcă se schimbau pe măsură ce se achiziționau mai multe. cunoştinţe despre acest amestec. De exemplu, inițial amestecul a fost transportat de la locul în care a fost fabricat până la locul în care urma să fie utilizat, ceea ce era foarte periculos din cauza risc de explozie prin lovituri sau schimbări de temperatură. Dar mai târziu, au început să transporte componentele separat și au fost amestecate în locul unde urma să fie folosit amestecul (praful de pușcă).

O altă problemă a fost dimensiunea boabelor obținute în procesul de măcinare. Inițial boabele au fost foarte fine, ceea ce a făcut ca acestea să fie foarte unite în amestec (îngrămădite așa cum se întâmplă cu praful de făină de exemplu). Asta a făcut ca acolo să nu fie suficient aer între boabe, deoarece viteza de ardere era lentă și neuniformă.

Pentru a rezolva această problemă, la amestec s-a adăugat apă pentru a obține o pastă omogenă care a fost apoi uscată și tăiată în boabe de diferite dimensiuni. Apoi, folosind o sită, boabele au fost separate în funcție de diferitele dimensiuni. Cele mai mici boabe au fost folosite pentru armele de calibru mai mic (deoarece arderea este mai rapidă), iar cele mai mari pentru armele de calibru mai mare (cum ar fi tunurile).

Pulberea neagră, de exemplu, a fost consumată prea repede în armele europene din secolele al XV-lea și al XVI-lea, un alt motiv pentru care a început să fie fabricată în boabe uniforme, dar mai mari.

Praful de pușcă de astăzi este fabricat din nitroceluloză (monobazică) sau nitroceluloză și nitroglicerină (bibazică), care necesită azotarea celulozei vegetale și tratarea acesteia cu solvenți pana se obtine o foaie subtire care se taie apoi in bucati mici care apoi se usuca si se pregateste pentru ardere.

Riscuri de praf de pușcă

Praful de pușcă, în ciuda utilizărilor sale pirotehnice, este un material periculos. Arderea acestuia, in functie de marimea boabelor sale, se poate produce prin scanteie, prin frecare sau prin percutie, ceea ce necesita o manipulare atenta, mai ales in cantitati mari. Exploziile de praf de pușcă pot provoca răni, decese și daune materiale, mai ales atunci când apar într-un mod necontrolat.

În plus, multe dintre componentele subproduse în ardere sunt poluante în natură, astfel încât abuzul de praf de pușcă poate influența aspectul ploaie acida sau deteriora calitatea aerului.

Focuri de artificii

Pirotehnica a fost inventată de chinezi în scopuri pașnice.

Pirotehnia este și o invenție a chinezilor, care au folosit praful de pușcă în scopuri pașnice, pentru divertisment, până când au fost nevoiți să inventeze arme de foc pentru a respinge invadatorii mongoli. Chiar și astăzi praful de pușcă este folosit în aceste scopuri, mai ales la date semnificative, precum sfârșitul anului.

Dispozitivele pirotehnice sunt în general compuse dintr-un amestec de praf de pușcă și altele substante care sunt responsabile pentru producerea anumitor culori, zgomot și fum. De exemplu, în artificiile culorile Sunt produse prin prezența sărurilor care, în funcție de cationul pe care îl au, vor avea o anumită culoare:

  • Galben. Săruri de sodiu (Na).
  • Portocale. Săruri de fier (Fe).
  • Verde. Săruri de cupru (Cu).
  • Roșu. Săruri de stronțiu (Sr).
  • Alb. Săruri de aluminiu (Al) și magneziu (Mg).
  • Măr verde. Săruri de bariu (Ba).
  • Roșu moale. Săruri de litiu (Li).

Există însă și forme specializate de pirotehnică, precum rachetele folosite în misiuni de salvare sau semnalizare, precum și în lupta împotriva grindinii sau în iluminarea anumitor spații.

Arme de foc

Invenția armelor de foc nu ar fi fost posibilă fără descoperirea prafului de pușcă și datează din dinastiile chineze din secolele al X-lea și al XI-lea, care au adaptat țevile de bambus armate cu fier pentru tragere. piese metalice la invadatorii mongoli. Înainte au dezvoltat deja un număr semnificativ de arme similare, cum ar fi bombe, rachete și aruncătoare de flăcări.

Armele de foc au venit în Occident în următoarele câteva secole și au furnizat națiunile Europenii au avantaj asupra altor popoare inamice, cum este cazul invaziei America în cursul secolului al XV-lea. De atunci, dezvoltarea și îmbunătățirea sa nu a încetat și nici utilizarea sa în războiul din întreaga lume.

În plus, se folosesc la vânătoare, deoarece facilitează munca și permite o distanță de tragere mai mare, iar în disciplinelor sporturi de tir la țintă.

Nu trebuie să existe în istoria omenirii o invenție atât de mortală precum armele de foc.

!-- GDPR -->