Feiten en geschiedenis van buskruit

Buskruit of zwart poeder is van groot historisch belang in de scheikunde. Hoewel het kan exploderen, wordt het voornamelijk gebruikt als drijfgas. Buskruit werd uitgevonden door Chinese alchemisten in de 9e eeuw. Oorspronkelijk werd het gemaakt door elementaire zwavel, houtskool en salpeter (kaliumnitraat) te mengen. De houtskool kwam traditioneel van de wilg, maar wijnstokken, hazelaar, vlier, laurier en dennenappels zijn allemaal gebruikt. Houtskool is niet de enige brandstof die kan worden gebruikt. Suiker wordt in plaats daarvan in veel pyrotechnische toepassingen gebruikt.

Toen de ingrediënten zorgvuldig samen werden gemalen, was het eindresultaat een poeder dat "serpentine" werd genoemd. De ingrediënten hadden de neiging om voorafgaand aan gebruik te remixen, dus het maken van buskruit was erg gevaarlijk. Mensen die buskruit maakten, voegden soms water, wijn of een andere vloeistof toe om dit gevaar te verminderen, omdat een enkele vonk tot een rokerig vuur kon leiden. Nadat de serpentine met een vloeistof was gemengd, kon deze door een zeef worden geduwd om kleine pellets te maken, die vervolgens mochten drogen.

Hoe buskruit werkt

Om samen te vatten, zwart poeder bestaat uit een brandstof (houtskool of suiker) en een oxidatiemiddel (salpeter of niter) en zwavel om een ​​stabiele reactie mogelijk te maken. De koolstof uit de houtskool plus zuurstof vormt koolstofdioxide en energie. De reactie zou traag zijn, zoals een houtvuur, behalve het oxidatiemiddel. Koolstof in een vuur moet zuurstof uit de lucht halen. Salpeter zorgt voor extra zuurstof. Kaliumnitraat, zwavel en koolstof reageren samen en vormen stikstof- en koolstofdioxidegassen en kaliumsulfide. De expanderende gassen, stikstof en kooldioxide, zorgen voor de voortstuwende werking.

Buskruit heeft de neiging veel rook te produceren, wat het zicht op een slagveld kan belemmeren of de zichtbaarheid van vuurwerk kan verminderen. Het veranderen van de verhouding van de ingrediënten beïnvloedt de snelheid waarmee het buskruit verbrandt en de hoeveelheid rook die wordt geproduceerd.

Verschil tussen buskruit en zwart poeder

Hoewel zwart poeder en traditioneel buskruit beide in vuurwapens kunnen worden gebruikt, werd de term "zwart poeder" in de late 19e eeuw in de Verenigde Staten geïntroduceerd om nieuwere formuleringen van traditioneel buskruit te onderscheiden. Zwart poeder produceert minder rook dan de originele buskruitformule. Het is vermeldenswaard dat het vroege zwarte poeder eigenlijk gebroken wit of bruin van kleur was, niet zwart!

Houtskool versus koolstof in buskruit

Zuivere amorfe koolstof wordt niet gebruikt in zwart poeder. Houtskool bevat, hoewel het koolstof bevat, ook cellulose door onvolledige verbranding van hout. Dit geeft houtskool een relatief lage ontstekingstemperatuur. Zwart poeder gemaakt van pure koolstof zou nauwelijks verbranden.

Buskruit Samenstelling

Er is geen enkel "recept" voor buskruit. Dit komt omdat het variëren van de verhouding van de ingrediënten verschillende effecten heeft. Poeder dat in vuurwapens wordt gebruikt, moet snel branden om een ​​projectiel snel te kunnen versnellen. Een formulering die als raketstuwstof wordt gebruikt, moet daarentegen langzamer branden omdat het een lichaam gedurende een lange periode versnelt. Kanonnen gebruiken, net als raketten, een poeder met een lagere verbrandingssnelheid.

In 1879 bereidde de Fransen buskruit met 75% salpeter, 12,5% zwavel en 12,5% houtskool. In hetzelfde jaar gebruikte het Engels buskruit gemaakt van 75% salpeter, 15% houtskool en 10% zwavel. Eén raketformule bestond uit 62,4% salpeter, 23,2% houtskool en 14,4% zwavel.

Buskruit Uitvinding

Historici geloven dat buskruit is ontstaan ​​in China. Oorspronkelijk werd het gebruikt als een brandbom. Later werd het gebruikt als drijfgas en explosief. Het is onduidelijk wanneer precies buskruit zijn weg naar Europa heeft gevonden. Kortom, dit komt omdat records die het gebruik van buskruit beschrijven, moeilijk te interpreteren zijn. Een wapen dat rook produceerde, kan buskruit hebben gebruikt of een andere formulering hebben gebruikt. De formules die in Europa in gebruik kwamen, kwamen nauw overeen met die in China, wat suggereert dat de technologie werd geïntroduceerd nadat deze al was ontwikkeld.

bronnen

• Agrawal, Jai Prakash (2010). High Energy Materials: drijfgassen, explosieven en pyrotechniek. Wiley-VCH.
• Andrade, Tonio (2016). The Gunpowder Age: China, Military Innovation, and the Rise of the West in World History. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13597-7.
• Ashford, Bob (2016). "Een nieuwe interpretatie van de historische gegevens over de buskruitindustrie in Devon en Cornwall". J. Trevithick Soc. 43: 65-73.
• Partington, J.R. (1999). Een geschiedenis van Grieks vuur en buskruit. Baltimore: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-5954-0.
• Urbanski, Tadeusz (1967), Chemie en technologie van explosieven, III. New York: Pergamon Press.