Kruttfakta og historie

Lær om Black Powder

Mens svartkrutt fortsatt brukes til fyrverkeri og noen skytevåpen, er tryggere og mindre røykfylte erstatninger vanlig. Pyrodex er en vanlig erstatning for svartkrutt. Dave King, Getty Images

Krutt eller svart pulver er av stor historisk betydning i kjemi. Selv om den kan eksplodere, er dens viktigste bruk som drivmiddel. Krutt ble oppfunnet av kinesere alkymister på 900-tallet. Opprinnelig ble det laget ved å blande elementært svovel, kull og salpeter ( kaliumnitrat ). De kull kom tradisjonelt fra piletreet, men vinranke, hassel, hylle, laurbær og furukongler har alle blitt brukt. Kull er ikke det eneste drivstoffet som kan brukes. Sukker brukes i stedet i mange pyrotekniske applikasjoner .

Når ingrediensene var malt forsiktig sammen , ble sluttresultatet et pulver som ble kalt 'serpentin'. Ingrediensene hadde en tendens til å kreve omblanding før bruk, så det var veldig farlig å lage krutt. Folk som lagde krutt tilsatte noen ganger vann, vin eller annen væske for å redusere denne faren siden en enkelt gnist kunne resultere i en røykfylt brann. Når serpentinen var blandet med en væske, kunne den skyves gjennom en skjerm for å lage små pellets, som deretter fikk tørke.

Hvordan krutt fungerer

For å oppsummere består svart pulver av et drivstoff (kull eller sukker) og en oksidasjonsmiddel (saltpeter eller nitre), og svovel , for å tillate en stabil reaksjon. Karbonet fra kullet pluss oksygen danner karbondioksid og energi. Reaksjonen vil være langsom, som en vedild, bortsett fra oksidasjonsmidlet. Karbon i en brann må trekke oksygen fra luften. Salpeter gir ekstra oksygen. Kaliumnitrat, svovel og karbon reagerer sammen for å danne nitrogen og karbondioksidgasser og kaliumsulfid. De ekspanderende gassene, nitrogen og karbondioksid, gir drivkraften.

Krutt har en tendens til å produsere en mye røyk , som kan svekke synet på en slagmark eller redusere synligheten av fyrverkeri. Endring av forholdet mellom ingrediensene påvirker hastigheten hvormed kruttet brenner og mengden røyk som produseres.

Forskjellen mellom krutt og svart pulver

Mens svartkrutt og tradisjonelt krutt begge kan brukes i skytevåpen, ble begrepet 'svartkrutt' introdusert på slutten av 1800-tallet i USA for å skille nyere formuleringer fra tradisjonelt krutt. Svartkrutt produserer mindre røyk enn den originale kruttformelen. Det er verdt å merke seg at tidlig svart pulver faktisk var off-white eller brunfarget i fargen, ikke svart!

Kull versus karbon i krutt

Rent amorft karbon brukes ikke i svart pulver. Kull, mens det inneholder karbon, inneholder også cellulose fra ufullstendig forbrenning av ved. Dette gir trekull en relativt lav antennelsestemperatur. Svart pulver laget av rent karbon ville knapt brenne.

Kruttsammensetning

Det finnes ingen enkelt 'oppskrift' på krutt. Dette er fordi å variere forholdet mellom ingrediensene gir forskjellige effekter. Pulver som brukes i skytevåpen må brenne med høy hastighet for raskt å akselerere et prosjektil. En formulering som brukes som rakettdrivmiddel, må derimot brenne saktere fordi den akselererer kroppen over lang tid. Kanoner, som raketter, bruker et pulver med lavere brennhastighet.

I 1879 tilberedte franskmennene krutt ved å bruke 75% salpeter, 12,5% svovel og 12,5% trekull. Samme år brukte engelskmennene krutt laget av 75 % salpeter, 15 % trekull og 10 % svovel. En rakettformel besto av 62,4 % salpeter, 23,2 % kull og 14,4 % svovel.

Kruttoppfinnelse

Historikere mener krutt har sin opprinnelse i Kina. Opprinnelig ble den brukt som en brennende . Senere fant den bruk som drivmiddel og eksplosiv. Det er fortsatt uklart når, nøyaktig, kruttet kom til Europa. I utgangspunktet skyldes dette at opptegnelser som beskriver bruk av krutt er vanskelige å tolke. Et våpen som produserte røyk kan ha brukt krutt eller kunne ha brukt en annen formulering. Formlene som ble tatt i bruk i Europa samsvarte nøye med de som ble brukt i Kina, noe som tyder på at teknologien ble introdusert etter at den allerede var utviklet.

Kilder

• Agrawal, Jai Prakash (2010). Høyenergimaterialer: Drivmidler, eksplosiver og pyroteknikk . Wiley-VCH.
• Andrade, Tonio (2016). Kruttalderen: Kina, militær innovasjon og fremveksten av Vesten i verdenshistorien . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13597-7.
• Ashford, Bob (2016). 'En ny tolkning av historiske data om kruttindustrien i Devon og Cornwall'. J. Trevithick Soc . 43 : 65–73.
• Partington, J.R. (1999). En historie om gresk ild og krutt . Baltimore: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-5954-0.
• Urbanski, Tadeusz (1967), Kjemi og teknologi for eksplosiver , III . New York: Pergamon Press.