proch strzelniczy

Chemia

2022

Wyjaśniamy, czym jest proch strzelniczy, jak został wynaleziony i jakie miał konsekwencje. Rodzaje prochu, skład i zastosowania.

Proch strzelniczy to pierwszy znany materiał wybuchowy w historii.

Co to jest proch strzelniczy?

Proch strzelniczy to mieszanina substancji o właściwościach deflagracyjnych. Deflagracja to rodzaj szybkiego spalania (szybkie utlenianie), w wyniku którego powstaje płomień, który rozprzestrzenia się powoli (ale szybciej niż w zwykłym spalaniu) poprzez dyfuzję termiczną (zjawisko polegające na ruch z cząstki ze względu na zmienność temperatura).

Deflagracja to eksplozja poddźwiękowa, która rozwija się z prędkością wolniejszą niż dźwięk (343,2 m/s). Z drugiej strony istnieją eksplozje (detonacje) naddźwiękowe, które generują falę ekspansywną, czyli falę ciśnienia, która porusza się szybciej niż dźwięk i pozostawia opóźnienie reakcje chemiczne.

Istnieją różne rodzaje prochu, ale generalnie pod tą nazwą odnosimy się do czarnego prochu, pierwszego znanego materiału wybuchowego na świecie. historia. Obecnie istnieją inne formy charakteryzujące się niską produkcją dymu i wyższą wydajnością, ponieważ typ reakcje chemiczne z spalanie które je charakteryzują.

Wynalezienie prochu

Paradoksalnie, proch strzelniczy został wynaleziony w Chinach, ale jako przypadkowa konsekwencja poszukiwań przez taoistów eliksiru nieśmiertelności. Różne teorie dotyczące spalania saletry (mieszanina azotanu potasu (KNO3) i azotanu sodu (NaNO3)) oraz siarki w teksty Chińskie alchemony z 492 r. n.e. C. zaproponował je jako ewentualne Substancje oczyszczający (stąd jego nazwa: pinyin, „Medycyna przeciwpożarowa”), chociaż to jego właściwości zapalające naprawdę zrobiły różnicę.

W walce z Mongołami wojska chińskie posługiwały się bronią palną: rakietami, bombami i prymitywnymi miotaczami ognia, z których wiele przeszło w ręce zwycięskich Mongołów i ostatecznie innych ludów na Bliskim Wschodzie i gdzie indziej. Europa. Pierwszą bitwą, w której ludy zachodnie zmierzyły się z armią mongolską uzbrojoną w broń palną, była bitwa pod Mohi, w której Królestwo Węgier zostało pokonane przez najeźdźców Tatarów i Mongołów.

Konsekwencje odkrycia prochu strzelniczego

Pierwsza armata w historii została użyta przez osmańskich mameluków w 1260 roku.

Odkrycie prochu na zawsze zmieni sztukę wojskową istota ludzka, dając światu nową równowagę Móc, ponieważ oddziały uzbrojone w proch były znacznie skuteczniejsze niż te wyposażone w broń białą i posiadały znacznie większe obrażenia niż strzały, włócznie i inna broń rzucana.

W rzeczywistości użycie prochu i materiałów wybuchowych pozwoliło na pojawienie się zupełnie nowej gamy narzędzi wojnaw tym armaty, oddziały wyburzeniowe, bomby, miny oraz gigantyczny i różnorodny arsenał karabinów i pistoletów. Na przykład pierwsza armata w historii została użyta przez osmańskich mameluków w bitwie pod Ajn Dżalut w 1260 roku.

Rodzaje prochu

Możemy zidentyfikować następujące rodzaje prochu:

  • Czarny proszek. Jest najstarszym i pierwszym, jaki został wynaleziony. Ogólnie mówiąc, proch strzelniczy odnosi się do czarnego prochu. Ma szybką, silną reakcję i wytwarza dużo dymu. Po przereagowaniu pozostawił wiele osadów w rurach broni palnej, co spowodowało jej degradację.
  • Brązowy proch strzelniczy. Wynaleziony w 1880 roku z użycia czerwonego węgla i większej ilości saletry, osiągnął wolniejsze spalanie i mniej korozyjnych pozostałości. Jednak nigdy nie był używany zbyt często, ponieważ wkrótce potem pojawił się biały proszek.
  • Biały proszek. Nazywany również prochem bezdymnym lub prochem piroksylowanym, zawiera głównie składniki gazowe w wyniku spalania (produkt nitrocelulozy), dzięki czemu nie pozostawia takiej ilości pozostałości jak czarny proch. Z tego powodu zastępował go w broni palnej. Kiedy mówisz o prochu bezdymnym, nie oznacza to, że podczas eksplozji nie powstaje żaden dym, ale jest to znacznie mniej niż przy użyciu czarnego prochu.
  • Błyskowy proch strzelniczy. Niedawno wynaleziony został stworzony, aby generować światło potrzebny do Fotografia prymitywne (stąd jego nazwa), ponieważ zawiera dodatki glinu, które podczas spalania utleniają się i wytwarzają więcej światła.

Skład chemiczny prochu

Skład prochu różni się w zależności od rodzaju prochu. Ponadto skład prochu często również różni się w zależności od kraju, w którym jest produkowany, to znaczy ten sam rodzaj prochu może mieć różne proporcje jego elementów, mimo że są takie same, w zależności od kraju, w którym go wyprodukowano. Najpopularniejsze kompozycje różnych rodzajów prochu to:

Czarny proszek: 75% azotan potasu, 15% węgiel i 10% siarka.

Brązowy lub brązowy proszek: 78% saletra, 19% czerwony węgiel i 39% siarka.

Biały proszek (proszek bezdymny). Składa się z bardzo energetycznych substancji, głównie nitrocelulozy lub nitrocelulozy zmieszanej z nitrogliceryną. Istnieje wiele rodzajów:

  • Prosta podstawa. Złożony z nitrocelulozy
  • Podwójna podstawa. Składa się z nitrocelulozy i nitrogliceryny.
  • Potrójna podstawa. Składa się z nitrocelulozy, nitrogliceryny i nitroguanidyny.

Błyskowy proch strzelniczy. Jeden z jego najczęstszych wariantów składa się z nadchloranu lub nadmanganianu potasu i sproszkowanego aluminium.

Zastosowania prochu

Za pomocą prochu można wytwarzać amunicję do broni palnej.

Proch strzelniczy jest obecnie używany do:

  • Produkuje amunicję do broni palnej, artylerii, bomb, min i innych instrumentów o charakterze bojowym.
  • Produkcja fajerwerków (fajerwerków) do celów świątecznych i dekoracyjnych.
  • Produkcja zapalników i innych przyrządów do kontrolowanego wyburzania budynków i Struktury.

Znaczenie prochu strzelniczego

Proch strzelniczy zrewolucjonizował świat. To zapoczątkowało nową erę broni palnej, zmieniając na zawsze sposób, w jaki rozumiemy broń palną. wojna. Ponadto umożliwiło to narodziny badań nad materiałami wybuchowymi, które poza bezpośrednimi celami uzbrojenia służyły m.in. wykształceniu przemysłu lotniczego.

Produkcja prochu strzelniczego

Spalanie prochu jest bezpośrednio zależne od wielkości jego granulacji.

Aby wyprodukować proch strzelniczy, składniki (salpeter, węgiel i siarka) muszą zostać zmiażdżone i równomiernie wymieszane w procedurze, która wcześniej była wykonywana ręcznie, ale którą później można było zmechanizować za pomocą pras poruszanych przez Woda, na przykład. Składniki muszą być zmielone na mniej lub bardziej drobny proszek, ponieważ jego spalanie zależy bezpośrednio od wielkości jego granulacji.

Procesy, metody produkcji i obsługi prochu zmieniały się w miarę nabywania większej ilości prochu. wiedza, umiejętności o tej mieszance. Np. początkowo mieszanka była transportowana z miejsca jej produkcji do miejsca jej użycia, co było bardzo niebezpieczne ze względu na ryzyko wybuchu przez uderzenia lub zmiany temperatury. Ale później zaczęto transportować składniki osobno i mieszać je w miejscu, w którym mieszanina miała być użyta (proch strzelniczy).

Kolejną kwestią była wielkość ziaren uzyskanych w procesie rozdrabniania. Początkowo ziarna były bardzo drobne, co powodowało, że były bardzo zjednoczone w mieszance (ułożone w stosy, jak to się dzieje na przykład w przypadku mąki). To sprawiło, że nie wystarczyło powietrze między ziarnami, ponieważ tempo spalania było powolne i nierównomierne.

Aby rozwiązać ten problem, do mieszaniny dodano wodę, aby uzyskać jednorodną pastę, którą następnie suszono i krojono na ziarna o różnej wielkości. Następnie za pomocą sita rozdzielono ziarna według ich różnej wielkości. Najmniejsze ziarna używano do broni mniejszego kalibru (ponieważ spalanie jest szybsze), a większe do broni większego kalibru (np. armaty).

Na przykład czarny proszek był zbyt szybko zużywany w europejskiej broni z XV i XVI wieku, co było kolejnym powodem, dla którego zaczęto go wytwarzać w jednolitych, ale większych ziarnach.

Dzisiejsze prochy produkowane są z nitrocelulozy (jednozasadowej) lub nitrocelulozy i nitrogliceryny (dwuzasadowej), która wymaga azotowania celulozy roślinnej i jej obróbki rozpuszczalniki aż do uzyskania cienkiego arkusza, który jest następnie cięty na małe kawałki, które są następnie suszone i przygotowywane do spalania.

Ryzyko prochu

Proch mimo swoich pirotechnicznych zastosowań jest materiałem niebezpiecznym. Jego spalanie, w zależności od wielkości ziaren, może następować za pomocą iskry, tarcia lub uderzenia, co wymaga ostrożnego obchodzenia się, zwłaszcza w dużych ilościach. Wybuchy prochu mogą spowodować obrażenia, zgony oraz szkody materialne, zwłaszcza gdy występują w niekontrolowany sposób.

Ponadto wiele składników ubocznych powstających podczas spalania jest z natury zanieczyszczających, więc nadużywanie prochu strzelniczego może wpłynąć na wygląd kwaśne deszcze lub pogorszyć jakość powietrza.

Fajerwerki

Pirotechnika została wynaleziona przez Chińczyków w celach pokojowych.

Pirotechnika jest również wynalazkiem Chińczyków, którzy używali prochu w celach pokojowych, dla rozrywki, dopóki nie zostali zmuszeni do wynalezienia broni palnej, by odeprzeć najeźdźców mongolskich. Nawet dzisiaj używa się do tych celów prochu, zwłaszcza w ważnych datach, takich jak koniec roku.

Urządzenia pirotechniczne składają się na ogół z mieszanki prochu strzelniczego i innych Substancje które są odpowiedzialne za wytwarzanie określonych kolorów, szumów i oparów. Na przykład w fajerwerkach zabarwienie Powstają dzięki obecności soli, które w zależności od posiadanego kationu będą miały określony kolor:

  • Żółty. Sole sodu (Na).
  • Pomarańczowy. Sole żelaza (Fe).
  • Zielony. Sole miedzi (Cu).
  • Czerwony. Sole strontu (Sr).
  • Biały. Sole glinu (Al) i magnezu (Mg).
  • Zielone jabłko. Sole baru (Ba).
  • Miękki czerwony. Sole litu (Li).

Istnieją jednak również wyspecjalizowane formy pirotechniki, takie jak flary wykorzystywane w misjach ratowniczych czy sygnalizacyjnych, a także w walce z gradem czy w oświetlaniu niektórych przestrzeni.

Broń palna

Wynalezienie broni palnej nie byłoby możliwe bez odkrycia prochu strzelniczego, a jego początki sięgają czasów chińskich dynastii z X i XI wieku, które przystosowały do ​​strzelania rurki bambusowe wzmocnione żelazem. metalowe kawałki do najeźdźców mongolskich. Wcześniej opracowali już znaczną liczbę podobnej broni, takiej jak bomby, rakiety i miotacze ognia.

Broń palna przybyła na Zachód w ciągu następnych kilku stuleci i zapewniła narody Europejczycy mają przewagę nad innymi wrogimi narodami, tak jak w przypadku inwazji Ameryka w XV wieku. Od tego czasu jego rozwój i doskonalenie nie ustało, podobnie jak jego wykorzystanie w działaniach wojennych na całym świecie.

Ponadto znajdują zastosowanie w polowaniu, gdyż ułatwia to pracę i pozwala na większą odległość strzelania, a także dyscypliny sporty strzeleckie.

W historii ludzkości nie może być tak śmiercionośnego wynalazku jak broń palna.

!-- GDPR -->