püssirohi

Keemia

2022

Selgitame, mis on püssirohi, kuidas see leiutati ja millised tagajärjed sellel olid. Püssirohu liigid, koostis ja kasutusalad.

Püssirohi on esimene teadaolev lõhkeaine ajaloos.

Mis on püssirohi?

Püssirohi on ainete segu, millel on süttivad omadused. Deflagratsioon on kiire põlemise liik (kiire oksüdatsioon), mille käigus tekib leek, mis levib aeglaselt (kuid kiiremini kui tavalisel põlemisel) termilise difusiooni teel (nähtus, mis koosneb liikumine alates osakesed varieerumise tõttu temperatuuri).

Deflagratsioon on allahelikiirusega plahvatus, mis areneb aeglasema kiirusega kui plahvatus heli (343,2 m/s). Teisest küljest on ülehelikiirusega plahvatusi (detonatsioone), mis tekitavad ekspansiivse laine, st rõhulaine, mis levib kiiremini kui heli ja jätab maha keemilised reaktsioonid.

Püssirohtu on erinevat tüüpi, kuid üldiselt viitame selle nimetusega mustale pulbrile, mis on esimene teadaolev lõhkeaine maailmas. ajalugu. Tänapäeval on olemas ka teisi vorme, millel on madal suitsutootmine ja suurem jõudlus, alates tüübist keemilised reaktsioonid alates põlemine mis neid iseloomustavad.

Püssirohu leiutamine

Paradoksaalsel kombel leiutati püssirohi Hiinas, kuid taoistide surematusejoogi otsimise juhusliku tagajärjena. Erinevad teooriad salpeetri põletamise kohta (segu kaaliumnitraadi (KNO3) ja naatriumnitraadi (NaNO3)) ning väävli suhtes tekstid Hiina alkeemia 492 pKr. C. pakkus need välja ained puhastav (sellest ka selle nimi: pinyin, “Tuletõrjeravim”), kuigi just selle sütitavad omadused mõjutasid tõesti.

Võitluses mongolitega kasutasid Hiina väed tulirelvi: rakette, pomme ja primitiivseid leegiheitjaid, millest paljud läksid võidukate mongolite ja lõpuks ka teiste Lähis-Ida ja mujal rahvaste kätte. Euroopa. Esimene lahing, milles läänerahvad seisid vastamisi tulirelvi kandva mongoli armeega, oli Mohi lahing, milles Ungari kuningriiki alistasid pealetungivad tatarlased ja mongolid.

Püssirohu avastamise tagajärjed

Ajaloo esimest kahurit kasutasid Osmanite mamelukid 1260. aastal.

Püssirohu avastamine muudaks igaveseks sõjakunsti inimene, mis annab maailmale uue tasakaalu saab, sest püssirohuga relvastatud väed olid palju tõhusamad kui lähivõitlusrelvadega varustatud väed ja neil oli palju suurem kahjuvõime kui nooled, odad ja muud visatud relvad.

Tegelikult võimaldas püssirohu ja lõhkeainete kasutamine ilmuda täiesti uus valik tööriistu sõdasealhulgas suurtükid, lammutusrühmad, pommid, miinid ning hiiglaslik ja mitmekesine vintpüsside ja püstolite arsenal. Näiteks ajaloo esimest kahurit kasutasid Ottomani mamelukid Ain Jaluti lahingus 1260. aastal.

Püssirohu liigid

Saame tuvastada järgmised püssirohu tüübid:

  • Must pulber. See on vanim ja esimene, mis leiutati. Üldiselt peetakse püssirohule viidates silmas musta pulbrit. Sellel on kiire ja võimas reaktsioon ning see tekitab palju suitsu. Pärast reageerimist jättis see tulirelvade torudesse palju jääke, mis põhjustas riknemise.
  • Pruun püssirohi. See leiutati 1880. aastal punase kivisöe ja suurema soolakoguse kasutamisest ning saavutas aeglasema põlemise ja vähem söövitavate jääkidega. Seda ei kasutatud aga kunagi palju, sest varsti pärast seda ilmus välja valge pulber.
  • Valge pulber. Seda nimetatakse ka suitsuvabaks püssirohuks või püroksüleeritud püssirohuks, selles on põlemise tulemusena valdavalt gaasilisi komponente (nitrotselluloosi saadus), mistõttu ei jää musta pulbriga sama palju jääke. Sel põhjusel asendati see tulirelvadega. Kui öelda suitsuvaba pulber, siis see ei tähenda, et plahvatuse ajal ei teki absoluutselt suitsu, vaid seda on palju vähem kui musta pulbri kasutamisel.
  • Flash püssirohi. Hiljuti leiutatud see loodi genereerimiseks valgus jaoks vajalik Fotograafia primitiivne (sellest ka selle nimi), kuna selles on alumiiniumilisandid, mis põlemisel oksüdeeruvad ja tekitavad rohkem valgust.

Püssirohu keemiline koostis

Püssirohu koostis varieerub olenevalt kõnealuse püssirohu tüübist. Lisaks varieerub püssirohu koostis sageli ka sõltuvalt riigist, kus see on valmistatud, see tähendab, et sama tüüpi püssirohul võib olla erinev proportsioonid selle komponentidest, hoolimata sellest, et need on samad, olenevalt selle tootnud riigist. Niisiis on erinevat tüüpi püssirohu kõige populaarsemad kompositsioonid:

Must pulber: 75% kaaliumnitraati, 15% süsinikku ja 10% väävlit.

Pruun või pruun pulber: 78% salpeetrit, 19% punast süsinikku ja 39% väävlit.

Valge pulber (suitsuvaba pulber). See koosneb väga energilistest ainetest, peamiselt nitrotselluloosist või nitroglütseriiniga segatud nitrotselluloosist. Seal on palju tüüpe:

  • Lihtne alus. Koosneb nitrotselluloosist
  • Kahekordne alus. Koosneb nitrotselluloosist ja nitroglütseriinist.
  • Kolmekordne alus. Koosneb nitrotselluloosist, nitroglütseriinist ja nitroguanidiinist.

Flash püssirohi. Üks selle levinumaid variante koosneb kaaliumperkloraadist või -permanganaadist ja pulbrilisest alumiiniumist.

Püssirohu kasutusalad

Püssirohuga saab teha tulirelvade laskemoona.

Püssirohtu kasutatakse praegu:

  • Laskemoona tootmine tulirelvade, suurtükiväe, pommide, miinide ja muude sõjaliste instrumentide jaoks.
  • Ilutulestiku (ilutulestiku) valmistamine pidustusteks ja dekoratiivseteks eesmärkideks.
  • Tootma detonaatoreid ja muid vahendeid hoonete kontrollitud lammutamiseks ja struktuurid.

Püssirohu tähtsus

Püssirohi muutis maailmas revolutsiooni. See käivitas tulirelvade sõjapidamise uue ajastu, muutes igaveseks viisi, kuidas me tulirelvadest aru saame. sõda. Lisaks võimaldas see sündida lõhkeainete uurimine, mis peale selle vahetu relvaeesmärgi teenis näiteks lennundustööstust.

Püssirohu tootmine

Püssirohu põlemine sõltub otseselt selle granulatsiooni suurusest.

Püssirohu valmistamiseks tuleb koostisosad (soolpeeter, kivisüsi ja väävel) purustada ja ühtlaselt segada protseduuriga, mida varem tehti käsitsi, kuid mida sai hiljem mehhaniseerida liigutatavate pressidega. Vesi, näiteks. Koostisosad tuleb jahvatada enam-vähem peeneks pulbriks, kuna selle põlemine sõltub otseselt granulaadi suurusest.

Püssirohu protsessid, valmistamise ja käitlemise meetodid muutusid, kui seda juurde hankiti. teadmisi selle segu kohta. Näiteks algselt transporditi segu selle valmistamise kohast kasutuskohta, mis oli väga ohtlik. risk plahvatus löökide või temperatuurimuutuste tõttu. Hiljem aga hakati komponente eraldi transportima ja need segati segu kasutamise kohas (püssirohi).

Teine probleem oli jahvatusprotsessis saadud terade suurus. Algselt olid terad väga peened, mistõttu olid need segus väga ühtsed (kuhjatud nagu näiteks jahutolmu puhul). Sellest ei piisanud õhku terade vahele, sest põlemiskiirus oli aeglane ja ebaühtlane.

Selle probleemi lahendamiseks lisati segule vett, et saada homogeenne pasta, mis seejärel kuivatati ja lõigati erineva suurusega teradeks. Seejärel eraldati terad sõela abil nende erineva suuruse järgi. Väiksemaid terakesi kasutati väiksema kaliibriga relvade jaoks (kuna põlemine on kiirem) ja suuremaid suurema kaliibriga relvade jaoks (näiteks suurtükid).

Näiteks must pulber kulus 15. ja 16. sajandi Euroopa relvastuses liiga kiiresti ära, mis on veel üks põhjus, miks seda hakati tootma ühtlaste, kuid suuremate teradena.

Tänapäeva püssirohtu valmistatakse nitrotselluloosist (ühealuseline) või nitrotselluloosist ja nitroglütseriinist (kahealuselisest), mis eeldab taimse tselluloosi lämmastamist ja selle töötlemist lahustid kuni saadakse õhuke leht, mis seejärel lõigatakse väikesteks tükkideks, kuivatatakse ja valmistatakse ette põletamiseks.

Püssirohu riskid

Püssirohi on hoolimata pürotehnilisest kasutusest ohtlik materjal. Selle põlemine, olenevalt selle terade suurusest, võib toimuda sädeme, hõõrdumise või löökide mõjul, mis nõuab hoolikat käsitsemist, eriti suurte koguste puhul. Püssirohuplahvatused võivad põhjustada vigastusi, surmad ja materiaalset kahju, eriti kui need tekivad kontrollimatult.

Lisaks on paljud põlemisel kaastoodetud komponendid oma olemuselt saastavad, mistõttu võib püssirohu kuritarvitamine mõjutada põlemisel tekkivat välimust. happevihmad või õhukvaliteedi halvenemine.

Ilutulestik

Pürotehnika leiutasid hiinlased rahumeelsetel eesmärkidel.

Pürotehnika on samuti hiinlaste leiutis, kes kasutasid püssirohtu rahumeelsetel eesmärkidel, meelelahutuseks, kuni olid sunnitud leiutama tulirelvi mongolite sissetungijate tõrjumiseks. Ka tänapäeval kasutatakse selleks otstarbeks püssirohtu, eriti tähtsatel kuupäevadel, näiteks aasta lõpus.

Pürotehnilised seadmed koosnevad tavaliselt püssirohu ja muu segust ained mis vastutavad teatud värvide, müra ja aurude tekitamise eest. Näiteks ilutulestiku puhul värvid Neid toodavad soolad, millel on olenevalt katioonist teatud värvus:

  • Kollane. Naatriumisoolad (Na).
  • Oranž. Rauasoolad (Fe).
  • Roheline. Vase soolad (Cu).
  • Punane. Strontsiumisoolad (Sr).
  • Valge. Alumiiniumi (Al) ja magneesiumi (Mg) soolad.
  • Õunaroheline. Baariumisoolad (Ba).
  • Pehme punane. Liitiumisoolad (Li).

Siiski on ka pürotehnika spetsiaalseid vorme, näiteks raketeid, mida kasutatakse pääste- või signaalimismissioonidel, samuti võitluses rahe vastu või teatud ruumide valgustamiseks.

Tulirelvad

Tulirelvade leiutamine poleks olnud võimalik ilma püssirohu avastamiseta ning see pärineb 10. ja 11. sajandi Hiina dünastiatest, kes kohandasid rauduga tugevdatud bambustorusid tulistamiseks. metallist tükid mongolite sissetungijatele. Enne olid nad juba välja töötanud märkimisväärse hulga sarnaseid relvi, nagu pommid, raketid ja leegiheitjad.

Tulirelvad jõudsid läände järgmise paari sajandi jooksul ja pakkusid rahvad Eurooplastel on teiste vaenlaste rahvaste ees eelis, nagu ka sissetungi korral Ameerika 15. sajandi jooksul. Sellest ajast peale pole selle arendamine ja täiustamine lakanud, samuti pole selle kasutamine sõjapidamises kogu maailmas.

Lisaks kasutatakse neid jahil, kuna see hõlbustab tööd ja võimaldab pikemat laskekaugust ning sisse distsipliinid sihtmärklaskmise spordialad.

Inimkonna ajaloos ei tohi olla nii surmavat leiutist nagu tulirelvad.

!-- GDPR -->