Šaujampulvera fakti, vēsture un apraksts

Šaujampulveris vai melns pulveris ir liela vēsturiska nozīme ķīmijā. Lai arī tas var eksplodēt, galvenokārt to izmanto kā degvielu. Šaujampulveri izgudroja ķīnieši alķīmiķi 9. gadsimtā. Sākotnēji tas tika izgatavots, sajaucot elementāru sērs, kokogles un sālskābe (kālija nitrāts). kokogles tradicionāli nāca no vītolu koka, bet visi ir izmantoti vīnogu, lazda, vecāka gadagājuma, lauru un priežu čiekuri. Kokogles nav vienīgā degviela, ko var izmantot. Tā vietā daudzos tiek izmantots cukurs pirotehniskie lietojumi.

Kad sastāvdaļas bija uzmanīgi samaļ kopā, gala rezultāts bija pulveris, ko sauca par “serpentīnu”. Sastāvdaļas pirms lietošanas bija nepieciešams atkārtoti sajaukt, tāpēc šaujampulvera pagatavošana bija ļoti bīstama. Cilvēki, kas gatavoja šaujampulveri, dažreiz pievienoja ūdeni, vīnu vai citu šķidrumu, lai samazinātu šo bīstamību, jo viena dzirkstele var izraisīt dūmu uguni. Kad serpentīns tika sajaukts ar šķidrumu, to varēja izspiest caur sietu, veidojot mazas granulas, kurām pēc tam ļāva nožūt.

Apkopojot, melnais pulveris sastāv no kurināmā (kokogles vai cukura) un oglekļa oksidētājs (sālskābele vai niter) un sērs, lai nodrošinātu stabilu reakciju. Ogle no ogles un skābekļa veido oglekļa dioksīdu un enerģiju. Reakcija būtu lēna, piemēram, malkas uguns, izņemot oksidētāju. Ugunsgrēka ogleklim no gaisa jāvelk skābeklis. Saltpeter nodrošina papildu skābekli. Kālija nitrāts, sērs un ogleklis reaģē kopā, veidojot slāpekļa un oglekļa dioksīda gāzes un kālija sulfīdu. Izplešanās gāzes, slāpeklis un oglekļa dioksīds, nodrošina dzenošu darbību.

Šaujampulveris mēdz ražot daudz dūmu, kas var pasliktināt redzi kaujas laukā vai samazināt uguņošanas ierīču redzamību. Sastāvdaļu attiecības maiņa ietekmē šaujampulvera degšanas ātrumu un radīto dūmu daudzumu.

Lai gan šaujamieročos var izmantot gan melno pulveri, gan tradicionālo šaujampulveri, termins "melnais pulveris" bija ieviests 19. gadsimta beigās Amerikas Savienotajās Valstīs, lai jaunākos preparātus atšķirtu no tradicionālajiem šaujampulveris. Melnais pulveris rada mazāk dūmu nekā sākotnējā šaujampulvera formula. Ir vērts atzīmēt, ka agri melnais pulveris faktiski bija gandrīz balts vai dzeltenbrūns, nevis melns!

Melnā pulverī neizmanto tīru amorfu oglekli. Kaut arī kokogles satur oglekli, tās satur arī celulozi no nepilnīgas koksnes sadedzināšanas. Tas dod kokoglēm salīdzinoši zemu aizdegšanās temperatūru. Melns pulveris, kas izgatavots no tīra oglekļa, tik tikko nedeg.

Nav vienas šaujampulvera "receptes". Tas ir tāpēc, ka mainīgā sastāvdaļu attiecība rada atšķirīgus efektus. Šaujamieročos izmantotajam pulverim ir ātri jādedzina, lai ātri paātrinātu šāviņu. Preparātam, ko izmanto kā raķešu degvielu, no otras puses, jādeg lēnāk, jo tas paātrina ķermeni ilgā laika posmā. Lielgabali, tāpat kā raķetes, izmanto pulveri ar lēnāku degšanas ātrumu.

1879. gadā franči gatavoja šaujampulveri, izmantojot 75% sālskābes, 12,5% sēra un 12,5% kokogles. Tajā pašā gadā angļi izmantoja šaujampulveri, kas izgatavots no 75% sālskābes, 15% kokogles un 10% sēra. Viena raķetes formula sastāvēja no 62,4% sālskābes, 23,2% kokogles un 14,4% sēra.

Vēsturnieki uzskata, ka šaujampulvera izcelsme ir Ķīnā. Sākotnēji tas tika izmantots kā aizdedzinošs. Vēlāk to atrada kā degvielu un sprāgstvielu. Joprojām nav skaidrs, kad tieši šaujampulveris devās uz Eiropu. Būtībā tas notiek tāpēc, ka ierakstus, kas apraksta šaujampulvera izmantošanu, ir grūti interpretēt. Ierocis, kas ražoja dūmus, iespējams, izmantoja šaujampulveri vai varēja izmantot citu zāļu formu. Eiropā izmantotās formulas precīzi atbilda Ķīnā izmantotajām receptēm, kas liek domāt, ka tehnoloģija tika ieviesta pēc tam, kad tā jau bija izstrādāta.

• Agraval, Jai Prakash (2010). Materiāli ar augstu enerģijas patēriņu: propelenti, sprāgstvielas un pirotehnika. Vailijs-VČ.
• Andrade, Tonio (2016). Šaujampulvera laikmets: Ķīna, militārie jauninājumi un Rietumu pieaugums pasaules vēsturē. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13597-7.
• Ešfords, Bobs (2016). "Jauna vēsturisko datu interpretācija par šaujampulvera rūpniecību Devonā un Kornvolā". Dž. Trevithick Soc. 43: 65–73.
• Partington, J. R. (1999). Grieķijas uguns un šaujampulvera vēsture. Baltimora: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-5954-0.
• Urbanski, Tadeusz (1967), Sprāgstvielu ķīmija un tehnoloģija, III. Ņujorka: Pergamon Press.