smodnik

Kemija

2022

Pojasnimo, kaj je smodnik, kako je bil izumljen in kakšne posledice je imel. Vrste smodnika, sestava in uporaba.

Smodnik je prvi znani eksploziv v zgodovini.

Kaj je smodnik?

Smodnik je mešanica snovi z deflagracijskimi lastnostmi. Deflagracija je vrsta hitrega zgorevanja (hitra oksidacija), ki proizvaja plamen, ki se širi počasi (vendar hitreje kot pri običajnem zgorevanju) s toplotno difuzijo (pojav, ki je sestavljen iz premikanje od delci zaradi variacije temperaturo).

Deflagacija je podzvočna eksplozija, ki se razvija s hitrostjo, ki je počasnejša od hitrosti zvok (343,2 m/s). Po drugi strani pa obstajajo nadzvočne eksplozije (detonacije), ki ustvarjajo ekspanzivni val, torej tlačni val, ki potuje hitreje od zvoka in pusti zaostanek kemične reakcije.

Obstajajo različne vrste smodnika, vendar na splošno s tem imenom označujemo črni smodnik, prvi znani eksploziv na svetu. zgodovino. Danes obstajajo druge oblike, ki imajo nizko proizvodnjo dima in večjo zmogljivost, saj je vrsta kemične reakcije od zgorevanje ki jih označujejo.

Izum smodnika

Paradoksalno je, da so smodnik izumili na Kitajskem, a kot naključna posledica iskanja taoistov napoja nesmrtnosti. Različne teorije o sežiganju salitre (mešanica kalijevega nitrata (KNO3) in natrijevega nitrata (NaNO3)) ter žvepla v besedila Kitajske alkemije iz leta 492 n.š. C. jih je predlagal kot morebitne snovi čiščenje (od tod tudi ime: pinyin, "Medicina za ogenj"), čeprav so bile prav njegove vžigalne lastnosti tiste, ki so resnično naredile razliko.

Kitajske čete so v boju proti Mongolom uporabljale strelno orožje: rakete, bombe in primitivne ognjemete, od katerih so mnogi prešli v roke zmagovitih Mongolov in sčasoma drugih ljudstev na Bližnjem vzhodu in drugod. Evrope. Prva bitka, v kateri so se zahodna ljudstva soočila z mongolsko vojsko, ki je nosila strelno orožje, je bila bitka pri Mohiju, v kateri so Madžarsko kraljestvo premagali Tatari in Mongoli.

Posledice odkritja smodnika

Prvi top v zgodovini so leta 1260 uporabili otomanski mameluki.

Odkritje smodnika bi za vedno spremenilo vojaško umetnost človeško bitje, ki svetu daje novo ravnovesje lahko, ker so bile čete, oborožene s smodnikom, veliko učinkovitejše od tistih, ki so bile opremljene z blizu orožjem, in so imele veliko večjo škodo kot puščice, sulice in drugo metano orožje.

Pravzaprav je uporaba smodnika in eksploziva omogočila pojav povsem nove palete orodij vojnovključno s topovi, rušilnimi enotami, bombami, minami ter velikanskim in raznolikim arzenalom pušk in pištol. Prvi top v zgodovini so na primer uporabili otomanski mameluki v bitki pri Ain Jalutu leta 1260.

Vrste smodnika

Identificiramo lahko naslednje vrste smodnika:

  • Črni prah. Je najstarejši in prvi izumljen. Na splošno, ko se nanaša na smodnik, se nanaša na črni smodnik. Ima hitro, močno reakcijo in proizvaja veliko dima. Po reakciji je v ceveh strelnega orožja pustil veliko ostankov, kar je povzročilo kvarjenje.
  • Rjavi smodnik. Izumljen leta 1880 z uporabo rdečega premoga in večje količine salitre je dosegel počasneje zgorevanje in z manj korozivnimi ostanki. Vendar ga niso nikoli veliko uporabljali, ker je kmalu zatem prišel bel prah.
  • Bel prah. Imenuje se tudi brezdimni smodnik ali piroksiliran smodnik, ima večinoma plinaste sestavine, ki so posledica zgorevanja (proizvod nitroceluloze), zato ne pušča enake količine ostankov kot črni smodnik. Iz tega razloga ga je zamenjal pri strelnem orožju. Ko rečete brezdimni smodnik, to ne pomeni, da med eksplozijo ne nastane popolnoma nobenega dima, je pa veliko manj kot pri uporabi črnega smodnika.
  • Flash smodnik. Nedavno izumljen je bil ustvarjen za ustvarjanje svetloba potrebno za Fotografija primitivno (od tod tudi njegovo ime), saj ima aluminijeve dodatke, ki pri zgorevanju oksidirajo in ustvarjajo več svetlobe.

Kemična sestava smodnika

Sestava smodnika se razlikuje glede na vrsto zadevnega smodnika. Poleg tega se sestava smodnika pogosto razlikuje tudi glede na državo, kjer je proizveden, torej ima lahko ista vrsta smodnika različne razmerja njegovih sestavnih delov, čeprav so enaki, odvisno od države, ki ga je proizvedla. Torej, najbolj priljubljene sestave različnih vrst smodnika so:

Črni prah: 75 % kalijevega nitrata, 15 % ogljika in 10 % žvepla.

Rjavi ali rjav prah: 78 % salitre, 19 % rdečega ogljika in 39 % žvepla.

Bel prah (brezdimni smodnik). Sestavljen je iz zelo energičnih snovi, predvsem nitroceluloze ali nitroceluloze, pomešane z nitroglicerinom. Obstaja veliko vrst:

  • Enostavna osnova. Sestavljen je iz nitroceluloze
  • Dvojna osnova. Sestavljen je iz nitroceluloze in nitroglicerina.
  • Trojna osnova. Sestavljen je iz nitroceluloze, nitroglicerina in nitrogvanidina.

Flash smodnik. Ena izmed njegovih najpogostejših različic je sestavljena iz kalijevega perklorata ali permanganata in aluminija v prahu.

Uporaba smodnika

S smodnikom lahko naredite strelivo za strelno orožje.

Smodnik se trenutno uporablja za:

  • Izdelava streliva za strelno orožje, topništvo, bombe, mine in druga bojna orodja.
  • Izdelava ognjemetov (ognjemetov) za proslave in okrasne namene.
  • Proizvajajo detonatorje in druge instrumente za nadzorovano rušenje zgradb in strukture.

Pomen smodnika

Smodnik je revolucioniral svet. To je sprožilo novo obdobje bojevanja s strelnim orožjem in za vedno spremenilo način, kako razumemo strelno orožje. vojno. Poleg tega je omogočil rojstvo študija eksplozivov, ki je poleg svojih neposrednih orožnih namenov služil, na primer, za negovanje letalske industrije.

Proizvodnja smodnika

Zgorevanje smodnika je neposredno odvisno od velikosti njegove granulacije.

Za izdelavo smodnika je treba sestavine (solitro, premog in žveplo) zdrobiti in enakomerno pomešati po postopku, ki je bil prej storjen ročno, kasneje pa je bilo mogoče mehanizirati s stiskalnicami, ki jih premikajo Voda, na primer. Sestavine je treba zmleti v bolj ali manj fin prah, saj je njegovo zgorevanje neposredno odvisno od velikosti granulacije.

Postopki, metode izdelave in ravnanja s smodnikom so se spreminjali, ko se je pridobivalo več. znanje o tej mešanici. Na primer, sprva so mešanico prevažali od kraja, kjer je bila izdelana, do kraja, kjer naj bi jo uporabili, kar je bilo zelo nevarno zaradi tveganje eksplozije zaradi udarcev ali sprememb temperature. Kasneje pa so komponente začeli prevažati ločeno in jih mešali na mestu, kjer naj bi mešanico uporabili (sodnik).

Druga težava je bila velikost zrn, pridobljenih v procesu mletja. Sprva so bila zrna zelo drobna, zaradi česar so se v mešanici zelo združila (nakupila, kot se na primer zgodi s prahom iz moke). Zaradi tega ni bilo dovolj zrak med zrni, ker je bila hitrost gorenja počasna in neenakomerna.

Za rešitev tega problema smo mešanici dodali vodo, da smo dobili homogeno pasto, ki smo jo nato posušili in razrezali na zrna različnih velikosti. Nato z uporabo sita ločimo zrna glede na njihove različne velikosti. Najmanjša zrna so bila uporabljena za orožje manjšega kalibra (ker je zgorevanje hitrejše), večja pa za orožje večjega kalibra (kot so topovi).

Črni smodnik se je na primer v evropskem orožju 15. in 16. stoletja prehitro porabil, kar je še en razlog, zakaj so ga začeli izdelovati v enotnih, a večjih zrnih.

Današnji smodniki izdelujejo iz nitroceluloze (monobazične) ali nitroceluloze in nitroglicerina (bibazične), kar zahteva dušik rastlinske celuloze in njeno obdelavo z topila dokler ne dobimo tanke plošče, ki jo nato narežemo na majhne koščke, ki se nato posušijo in pripravijo za zgorevanje.

Nevarnosti smodnika

Smodnik je kljub svoji pirotehnični uporabi nevaren material. Njegovo zgorevanje, odvisno od velikosti njegovih zrn, se lahko zgodi z iskro, trenjem ali udarci, kar zahteva previdno ravnanje, zlasti z velikimi količinami. Eksplozije smodnika lahko povzročijo poškodbe, smrti in materialno škodo, zlasti kadar nastanejo nenadzorovano.

Poleg tega je veliko stranskih sestavin pri zgorevanju onesnaževajoče narave, zato lahko zloraba smodnika vpliva na videz kisli dež ali poslabšanje kakovosti zraka.

Ognjemet

Pirotehniko so izumili Kitajci v miroljubne namene.

Pirotehnika je tudi izum Kitajcev, ki so smodnik uporabljali v miroljubne namene, za zabavo, dokler niso bili prisiljeni izumiti strelno orožje za odganjanje mongolskih zavojevalcev. Še danes se v te namene uporablja smodnik, zlasti ob pomembnih datumih, kot je na primer konec leta.

Pirotehnična sredstva so praviloma sestavljena iz mešanice smodnika in drugega snovi ki so odgovorne za proizvodnjo določenih barv, hrupa in hlapov. Na primer, v ognjemetu barve Proizvajajo se zaradi prisotnosti soli, ki imajo, odvisno od kationa, ki ga imajo, določeno barvo:

  • Rumena. Natrijeve soli (Na).
  • Oranžna. Železove soli (Fe).
  • Zelena. Bakrove soli (Cu).
  • Rdeča. Stroncijeve soli (Sr).
  • Bela. Aluminijeve (Al) in magnezijeve (Mg) soli.
  • Jabolka zelena. Barijeve soli (Ba).
  • Mehko rdeče. Litijeve soli (Li).

Obstajajo pa tudi specializirane oblike pirotehnike, kot so rakete, ki se uporabljajo v reševalnih ali signalnih misijah, pa tudi v boju proti toči ali pri osvetljevanju določenih prostorov.

strelno orožje

Izum strelnega orožja ne bi bil mogoč brez odkritja smodnika, sega v čas kitajskih dinastij 10. in 11. stoletja, ki so za streljanje prilagodile z železom ojačane bambusove cevi. kovinski kosi mongolskim osvajalcem. Pred tem so že razvili precejšnje število podobnega orožja, kot so bombe, rakete in ognjemete.

Strelno orožje je prišlo na Zahod v naslednjih nekaj stoletjih in zagotovilo narodi Evropejci imajo prednost pred drugimi sovražnimi narodi, kot je v primeru invazije Amerika med 15. stoletjem. Od takrat se njegov razvoj in izboljševanje ne ustavi, prav tako pa tudi uporaba v vojskovanju po svetu.

Poleg tega se uporabljajo pri lovu, saj olajša delo in omogoča večjo razdaljo streljanja in v discipline športno streljanje na tarče.

V človeški zgodovini ne sme biti tako smrtonosnega izuma, kot je strelno orožje.

!-- GDPR -->