Pólvora

Explosivo de pólvora negra
Pó preto granulado
Composição química
Componentes explosivos	Nitrato de potássio, raramente nitrato de sódio
Outros componentes	Sensibilizador: enxofre Combustível: pó de carvão
Propriedades físicas
Densidade g / cm³	de 1,2 a 1,5
% De equilíbrio de oxigênio	de −30 a −15
Calor de explosão kJ / kg	aprox. 2700
Volume de vapor l / kg	de 260 a 340
Energia específica l · MPa / kg	280
Velocidade de detonação m / s	de 300 a 600 (deflagração)
Temperatura de explosão K	aprox. 2300
Comparação de propriedades
Explosividade	Em muito pouca forma
Sensibilidade de ignição	muito alto
Volume do vapor	Pequena quantidade
preço	Pequena quantidade
credenciais

Pó preto como era pólvora , o primeiro explosivo , conhecida como pólvora para encargos de propelente de arma de fogo foi utilizada. Como um pó explosivo , é um agente explosivo. Hoje é usado principalmente como grão e pó de farinha em pirotecnia - especialmente na produção de fogos de artifício  .

química

composição

O pó preto é uma mistura pirotécnica que consiste em salitre (nitrato de potássio = geralmente nitrato de potássio ), carvão finamente moído (devido ao baixo teor de cinzas, antes principalmente da madeira de amieiro preto , também conhecido como pó de madeira, won) e enxofre é. O pó preto consiste em média de 75% de salitre, 10% de enxofre e 15% de carvão vegetal. Esta proporção de mistura pode variar ligeiramente dependendo do uso pretendido.

O pó à base de nitrato de sódio , mais barato mas muito higroscópico , era feito em pellets e impregnado com betume contra umidade. Essas pelotas não eram muito adequadas como pólvora, eram usadas principalmente na mineração, o nome é nitrato explosivo .

No início da história do pó negro, nitrato de cálcio (inicialmente como nitrato de parede) e nitrato de magnésio foram usados ​​em vez de nitrato de potássio , mas estes rapidamente tornaram o pó inutilizável devido às suas propriedades higroscópicas. Por este motivo, desenvolveram-se processos de dissolução que, com a ajuda do potássio, produziram uma solução com nitrato de potássio a partir do cálcio dissolvido e do nitrato de magnésio (o cálcio e o magnésio precipitaram como carbonatos ). Os nitratos para o pó preto foram obtidos posteriormente por nitrificação bacteriana (ver nitrato de potássio ).

O salitre é usado como um agente oxidante , embora outros sais (por exemplo , cloratos , mas não para pó propulsor devido ao seu alto nível de volatilidade ) possam ser usados. O pó de carbono serve como combustível e o enxofre tanto como combustível quanto como meio de ignição para que a mistura de pó preto comece a queimar com faíscas ao menor contato .

Para obter cores de chama para produtos pirotécnicos , certos nitratos são usados, cujo cátion fornece uma cor de chama correspondente. No chamado livro de fogos de artifício de 1420, as receitas eram usadas para o pó branco (com a adição de "Felberbaumholz"), vermelho (com sândalo), azul (com centáureas) e amarelo (com nardo indiano).

Manufatura

Os ingredientes devem ser finamente moídos e misturados uniformemente. Isso é feito principalmente em um moinho de pó . A mistura é então prensada e seca em bolos , que são então triturados e granulados ou deixados como pó de farinha . No caso da granulação, que já era conhecida no século XV, o pó é umedecido e depois transformado em esferas novamente em movimento. Isso evita que os componentes se separem e o tamanho dos pellets pode ser usado para regular a taxa de queima dentro de certos limites. Além disso, quando umedecidos, o salitre e o enxofre penetram nos microporos das partículas de carbono. O pó acabado é então seco e pode ser enchido e embalado.

Moinhos de pólvora negra alemães estão disponíveis em Harzgerode (Sachsen-Anhalt) e Dörntener distrito Cunegundes da cidade de Liebenburg (Niedersachsen).

Reação química

Queimar pó preto produz dióxido de carbono , monóxido de carbono , carbonato de potássio , sulfito de potássio , de azoto e de pó fino . É uma combustão incompleta. A seguinte equação de reação é simplificada e depende da composição percentual do pó preto. A umidade residual e o teor de oxigênio, hidrogênio e cinzas no carvão não foram levados em consideração.

${\ displaystyle \ mathrm {16 \ C + 4 \ S + 10 \ KNO_ {3} \ rightarrow 15 \ CO + K_ {2} CO_ {3} +4 \ K_ {2} SO_ {3} +5 \ N_ { 2}}}$

Bomba de cano explodida cheia de pólvora negra de uma configuração experimental do FBI

O cano quebrado de uma pistola de carga pela boca, que foi atingida com pó de nitrocelulose em vez de pólvora negra e que não resistiu ao aumento das cargas

A mistura queima rapidamente, mas a velocidade interna do som não é ultrapassada, por isso, em vez de uma detonação, fala-se de uma deflagração . A incineração cria uma temperatura de cerca de 2.000 ° C.

O pó preto deflagra a uma velocidade de queima de 300 a 600 m / s, com a umidade residual, a eficácia da moagem e mistura dos componentes, o tamanho e a densidade da carga e o tamanho do grão desempenhando um papel importante:

Enquanto o pó de granulação fina era usado em armas curtas a fim de atingir um desempenho de tiro aceitável, as armas de grande calibre tinham que usar pó de granulação grossa para limitar a pressão final e, assim, evitar rompimentos de canos. Para fogos de artifício, é usado um isolamento de papelão, plástico e semelhantes.

O volume de vapor (em condições normais ) é de cerca de 337 l / kg, e cerca de 0,58 kg de sais sólidos de potássio também são formados.

As desvantagens da pólvora negra são a potência bastante baixa, o forte clarão causado pelos gases inflamáveis ​​e o forte desenvolvimento de fumaça devido às grandes quantidades de sais de nitrato sólido. Por esse motivo, foi amplamente substituído por pólvora sem fumaça à base de nitrocelulose por volta de 1891 .

O pó preto não é muito sensível ao impacto e à fricção. A eletricidade estática ( faíscas ) é extremamente difícil de acender porque o carvão que contém é um bom condutor elétrico e a eletricidade pode fluir para longe. Além disso, o pó preto moderno é fornecido com uma fina camada de grafite por razões de segurança. A temperatura de ignição é muito baixa (aprox. 170 ° C). A pólvora negra é um explosivo em massa . A partir de uma quantidade de aproximadamente um quilograma , não é mais necessário represar para que o pó não se queime mais, mas sempre exploda .

usar

A pólvora negra é usada em pirotecnia , com foguetes disponíveis gratuitamente , entre outras coisas em modelos de foguetes.

história

A pólvora negra foi inventada no Império da China . A primeira menção escrita de substâncias incendiárias contendo nitroso pode ser encontrada no Wu Jing Zong Yao, datado de Song por volta de 1044. No entanto, o livro só sobreviveu em sua cópia mais recente de 1550 do período Ming , então não é mais possível para determinar se as notas sobre as substâncias incendiárias não foram adicionadas posteriormente. Flechas de fogo (foguetes) também foram desenvolvidas durante este período. O mandarim de guerra chinês Yu Yunwen também usou flechas de fogo desse tipo para deter os inimigos em 1161. A pólvora foi usada no cerco da cidade de Kaifeng em 1232. A arma mais antiga que sobreviveu na China data de cerca de 1288 ( rifle Heilongjiang ). Na China e no Japão, entretanto, a pólvora era usada principalmente para fins rituais, em homenagem aos mortos. No entanto, há evidências de que bombas cheias de pólvora negra foram usadas como armas pelos chineses no século 13, o mais tardar.

O conhecimento sobre a pólvora negra veio possivelmente por meio da tempestade mongol ou de contatos comerciais ao longo da Rota da Seda para a região árabe e (diretamente ou por mediação árabe) para a Europa. Genghis Khan montou uma unidade de catapulta chinesa para suas campanhas na Transoxânia em 1214 , que, como era costume na China antes, também disparou bombas com pólvora, e há relatos de uso na Batalha de Muhi na Hungria em 1241. Notícias de isso poderia ter acontecido depois que Kenneth Chase a embaixada (1252 a 1255) do franciscano Wilhelm von Rubruck aos mongóis na Europa, incluindo Roger Bacon , que também era franciscano, estava muito interessado no relatório da embaixada e em 1267 um dos escreveu as primeiras menções do uso de pólvora negra na Europa.

Na região árabe, o autor sírio Hasan al-Rammah descreve em um livro sobre o combate montado e o uso de máquinas de guerra ( Al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya ) a produção de pólvora negra, em particular a necessária purificação do potássio nitrato.

A pólvora negra também é mencionada no Liber Ignium (o "Livro dos fogos") do fictício Marcus Graecus . Esta coleção de receitas de fontes diferentes e parcialmente antigas - de acordo com JR Partington, em sua maioria originou-se por volta de 1225 com adições posteriores até o final do século 13 (especialmente no que diz respeito à receita da pólvora) - contém uma receita na composição 6 partes de salitre, 2 partes de carvão e 1 parte de enxofre, que também podem ser encontrados em uma obra atribuída a Albertus Magnus , mas cuja atribuição é muito duvidosa. Até Roger Bacon mencionou em vários escritos 1242-1267 várias vezes o pó, inclusive como brinquedos de fogos de artifício para crianças. Se ele também deu informações precisas sobre a fabricação e a composição da pólvora negra, isso é controverso. Em sua história de pirotecnia, JR Partington segue a reconstrução de um anagrama do coronel Artillery Henry Hime (1904), que o coronel Henry Hime afirma ter lido em uma passagem pouco clara de Bacon (em um livro de Bacon, cuja atribuição é controversa ) A reconstrução duvidosa fornece uma composição de proporções quase iguais (7 partes de salitre, 5 partes de carvão de madeira de avelã e 5 partes de enxofre) que difere do Liber Ignium e de receitas posteriores.

A primeira menção de armas de fogo na Europa é a ilustração de um canhão primitivo em um manuscrito inglês de 1326 ( Walter de Milemete ) e na ordem de armas de fogo pelo Magistrado de Florença no mesmo ano. Uma das mais antigas representações europeias dos primeiros dias da armeiros e da arte dos armeiros pode ser encontrada em um manuscrito iluminado da segunda metade do século XIV, que também trata da “pólvora”.

Diz-se que a pólvora foi usada pela primeira vez na Europa em 1331 no cerco de Cividale por cavaleiros alemães e na Batalha de Crécy na Guerra dos Cem Anos em 1346, embora ainda não tenham desempenhado um papel decisivo. Por volta de 1354, os dinamarqueses usaram pólvora em uma batalha naval. Os canhões também teriam desempenhado um papel importante no cerco de Saint-Sauveur-le-Vicomte em 1374, e as muralhas da cidade foram possivelmente derrotadas com canhões pela primeira vez na Europa. Nos estágios finais da Guerra dos Cem Anos, a artilharia de campanha desempenhou um papel decisivo ( Batalha de Gerberoy 1435) e a artilharia de cerco desempenhou um papel decisivo na conquista de Constantinopla (1453) pelos otomanos.

Na Idade Média, o pó preto foi depositado nos países de língua alemã como krud ou krut (erva) também "erva Donner" e nos países de alta língua alemã como pó de rifle (z. B. 1432) e pó ( Frühneuhochdeutsch ), respectivamente. O nome atual de pólvora negra provavelmente não remonta ao franciscano Berthold Schwarz de Freiburg im Breisgau , que - segundo a lenda - encontrou o efeito propulsor dos gases da pólvora em projéteis no século 14, mas na aparência negra da pólvora. Pela primeira vez, como resultado do desenvolvimento repentino de uma quantidade de vapor que tem um volume mais de mil vezes maior que a pólvora negra que explodiu, Vannoccio Biringuccio formulou este efeito propulsor em sua "Pirotecnia". Em 1772, Johann Samuel Halle escreveu em sua oficina de artes de hoje que o ar no pó ou no salitre é comprimido 800 vezes em comparação com a atmosfera . No final do século 19, o pó preto foi diferenciado dos novos pós de nitrato de celulose branca.

Até a invenção dos explosivos modernos , a pólvora negra permanecia o único explosivo militar e civil e o único propelente para artilharia e armas pequenas. No século 17, seu uso como propulsor de mosquetes foi facilitado pelo cartucho de papel com uma quantidade de enchimento medida incluindo uma bola. Na primeira metade do século 19, o desenvolvimento do carregador da culatra tornou possível o cartucho único ainda mais simples . Desde meados do século 19, explosivos mais explosivos - como a nitroglicerina , a dinamite baseada nela , nitrocelulose ( algodão ), nitroaromáticos, nitraminas, etc. - substituíram em grande parte a pólvora negra como explosivo e propelente.

O uso pacífico da pólvora na Europa é historicamente garantido como uma exibição de fogos de artifício em Vicenza Pentecostes de 1379. Ao adicionar novas substâncias, os especialistas italianos desenvolveram espetáculos coloridos para produções de teatro e ópera; castelos, batalhas e eventos naturais foram retratados com fogos de artifício originais. Em 1660, o Rei Sol Luís XIV foi saudado por dez mil fogos de artifício quando entrou em Paris. Em 1749, Georg II mandou Georg Friedrich Handel compor a música de fogos de artifício para celebrar a Paz de Aachen ; partes do cenário do palácio construído para o espetáculo foram queimadas.

Uso hoje

Pó preto granulado / granulado

Hoje a pólvora negra é usada principalmente para fogos de artifício . Ele serve como meio de propulsão para foguetes simples , como carga para fogos de artifício e como carga de ejeção e desmantelamento para portadores de efeitos maiores , como bombas e leitos de bombas .

Saudação de arma com ignição convencional através do orifício de ignição no Shtandart

No tiro desportivo , a pólvora negra é utilizada apenas como uma reminiscência da história do tiro , onde é utilizada em várias disciplinas de disparo pela boca e tiro ocidental ou para bombardeamentos e salvas de arma de fogo (pólvora de fogo de artifício). O pó preto está disponível para uso esportivo ou de caça (como pólvora negra de caça ) em diferentes tamanhos de grãos que são marcados com a letra F (alternativamente também P) (tamanho do grão em mm):

• Fg = 0,900-1,360
• FFg = 0,670-1,360
• FFFg = 0,508-0,870
• FFFFg = 0,226-0,508

Pó de farinha

Farinha em pó ( farinha inglesa ) é o nome do pó preto não granulado.

A farinha em pó é um pó preto que não foi granulado e, portanto, não é adequado para uso em armas de fogo. Se for espremido, só queima lentamente na superfície (como em um foguete, por exemplo); se for muito solto, pode se converter tão rapidamente que o cano explode com o rápido aumento da pressão. Além disso, o pó de farinha fina muitas vezes não desce para o saco de pó ao despejá - lo, mas forma um tampão de antemão, de modo que a arma não pode funcionar. Além disso, a farinha em pó da propriedade tinha que estar em trânsito na segregação dos barris . Em particular nas carroças puxadas a cavalo, os três componentes básicos costumavam ser colocados em camadas após o transporte.

No passado, a farinha em pó era frequentemente usada como pó explosivo em morteiros , bolas incendiárias ou como a chamada erva de ignição em armas de pederneira , sela ou fósforo . Hoje é usado na pirotecnia para ajustar a queima e assim o efeito de adequar a aplicação.

Pó explosivo

Os explosivos ou o pó são pretos como um pó explosivo, dependendo do uso, das substâncias disparadas ou dos produtos químicos pirotécnicos associados. No entanto, as propriedades de detonação dependem da umidade residual, da granularidade, da mistura e da composição do pó, bem como da quantidade de carga, do represamento e da introdução da carga (furo ou carga aplicada).

Um importante local de uso é na pedreira para a extração de pedras valiosas, como mármore ou granito. Devido ao efeito altamente destrutivo dos explosivos de detonação, eles não são usados ​​ali. Como o pó explosivo não é explosivo , mas tem um efeito de empurrar, a rocha se solta com relativa suavidade, fragmentos de tamanho utilizável são obtidos e não há rachaduras finas. No entanto, com o advento dos métodos de corte modernos, esse processo está se tornando cada vez menos importante.

Carga de reforço

Na tecnologia de artilharia, como carga de reforço (reforço) na cadeia de tiro. O isqueiro acende principalmente uma carga de pó preto, que inflama os outros sacos de carga com pó NC .

Crenças populares e superstições, medicina

Diz-se que a pólvora e a pólvora têm várias propriedades milagrosas. Portanto, havia a ideia na crença do caçador de que a mistura de componentes animais em pó, por ex. B. de cobras, vermes ou pássaros, aumente o poder do pó. Misturado ao vinho, segundo uma superstição entre os soldados, que se comprovou para partes da Suíça a partir de 1914, o pó torna os corajosos. Era usado como cáustico para feridas , dissolvido em líquidos e tomado ou aplicado, deveria ajudar contra dores de garganta , febre intermitente , prisão de ventre , cãibras ou cortes na medicina humana e veterinária.

Notícia legal

A pólvora está disponível gratuitamente em lojas de caça na Suíça.

A pólvora negra está sujeita aos regulamentos gerais legais para objetos pirotécnicos , uma vez que esta mistura de substâncias é considerada uma carga pirotécnica . Os regulamentos especiais para pólvora negra aberta e embutida são:

• Na Suíça, nem explosivos nem fogos de artifício perigosos podem ser dados a menores de 18 anos. A aquisição e o uso são estritamente regulamentados na Lei de Explosivos (Suíça) e nas regulamentações de implementação correspondentes.
• Na Alemanha, os particulares têm o direito de comprar pólvora negra, desde que tenham uma licença correspondente de acordo com a Seção 7 ou Seção 27 do SprengG . O pré-requisito para isso é a participação bem-sucedida em um curso correspondente com um exame de acordo com a Seção 32 da Primeira Portaria sobre a Lei de Explosivos . Esses cursos são comumente chamados de curso de fogos de artifício ou curso de carregador de focinho . Apenas são admitidos a esses cursos pessoas que, de acordo com a Seção 34 da Primeira Portaria sobre a Lei de Explosivos, apresentem o chamado certificado de liberação . B. é emitido pelo escritório distrital ou pelo escritório de supervisão comercial. No setor privado, após a conclusão bem-sucedida do curso (conforme evidenciado por um certificado oficial ) e há uma necessidade legítima ( alfândega com fogos de artifício protegendo e exercendo o esporte de tiro apropriado em atiradores de boca) de uma licença de acordo com § 27 Explosivos para comercialização com pólvora / pólvora no setor privado , a chamada "licença 27 er" emitida, que é emitida pelo escritório distrital localmente responsável. A produção privada de pólvora negra é proibida pela lei alemã.

Aquisição, posse e manuseio são, em princípio, permitidos ao pirotécnico certificado ou pessoa autorizada a explodir.

literatura

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Links da web

Wikcionário: Pó preto  - explicações de significados, origens das palavras, sinônimos, traduções

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Evidência individual

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