Барут или црни прах има велику историјску важност у хемији. Иако може експлодирати, његова главна употреба је погонско гориво. Прах су измислили Кинези алхемичари у 9. веку. Првобитно је направљен мешањем елемената сумпор, угаљ и сејач (калијум нитрат). Тхе дрвеног угља традиционално потичу из стабла врбе, али су се користиле винове лозе, лешник, стабло, ловор и бор. Угљен није једино гориво које се може користити. Шећер се користи уместо тога у многим пиротехничке примене.
Кад су састојци били пажљиво приземљите заједно, крајњи резултат био је прах који се звао "серпентин." Обично су састојци захтевали ремешање пре употребе, тако да је прављење барута било веома опасно. Људи који су правили барут понекад би додавали воду, вино или неку другу течност да би смањили ову опасност, јер једна искра може резултирати димним ватром. Једном када се серпентин помешао са течношћу, могао би се гурнути кроз сито да би се направили мали пелети, који су потом остављени да се осуше.
Како дјелује барут
Да сумирам, црни прах се састоји од горива (дрвеног угља или шећера) и ан
оксидант (кашица или нитра), и сумпор, како би се омогућила стабилна реакција. Угљен из угља плус кисеоник формира угљен диоксид и енергију. Реакција би била спора, попут дрвене ватре, осим оксиданса. Угљен у ватри мора да извлачи кисеоник из ваздуха. Салтпетер обезбеђује додатни кисеоник. Калијум нитрат, сумпор и угљеник реагују заједно да формирају гасове азота и угљен диоксида и калијум сулфида. Плинови који се шире, азот и угљен диоксид пружају покретачко деловање.Прах је произведен пуно дима, што може умањити вид на бојном пољу или смањити видљивост ватромета. Промјена односа састојака утјече на брзину којом барут сагоријева и количину дима који настаје.
Разлика између праха и црног праха
Иако се у ватреном оружју могу користити и црни прах и традиционални барут, појам "црни прах" био је уведена крајем 19. века у САД како би се разликовале новије формулације од традиционалних барут. Црни прах ствара мање дима у односу на оригиналну формулу барута. Вриједи напоменути да је рани црни прах заправо био сасвим бијеле или преплануле боје, а не црне боје!
Угљен Версус Царбон у Гунповдеру
Чисти аморфни угљеник се не користи у црном праху. Угљен, иако садржи угљен, садржи и целулозу од непотпуног сагоревања дрвета. То даје дрвеном угљу релативно ниску температуру паљења. Црни прах направљен од чистог угљеника једва би изгорио.
Састав барута
Не постоји јединствени "рецепт" за барут. То је зато што варирање односа састојака производи различите ефекте. Прах који се користи у ватреном оружју мора сагорјети великом брзином како би се брзо убрзао пројектил. С друге стране, формулација која се користи као ракетно гориво мора сагоревати спорије јер убрзава тело током дужег временског периода. Топови, као и ракете, користе прах са споријом стопом горења.
1879. године, Французи су припремали барут користећи 75% сечење, 12,5% сумпора и 12,5% угља. Исте године, Енглези су користили барут направљен од 75% соли, 15% угља и 10% сумпора. Једна ракетна формула састојала се од 62,4% соли, 23,2% угља и 14,4% сумпора.
Проналазак барута
Историчари верују да барут потјече из Кине. Првобитно је коришћен као ан запаљив. Касније је пронађен као гориво и експлозив. Остаје нејасно када се тачно барут пробијао ка Европи. То је у основи зато што је записе који описују употребу барута тешко интерпретирати. Оружје које ствара дим могло је користити барут или је могло користити и неку другу формулацију. Формуле које су се користиле у Европи уско су се подударале с онима које се користе у Кини, сугерирајући да је технологија уведена након што је већ развијена.
Извори
- Агравал, Јаи Пракасх (2010). Високоенергетски материјали: погонска средства, експлозиви и пиротехника. Вилеи-ВЦХ.
- Андраде, Тонио (2016). Доба барута: Кина, војне иновације и успон запада у светској историји. Принцетон Университи Пресс. ИСБН 978-0-691-13597-7.
- Асхфорд, Боб (2016). "Нова интерпретација историјских података о индустрији барута у Девону и Цорнваллу". Ј. Тревитхицк Соц. 43: 65–73.
- Партингтон, Ј. Р. (1999). Историја грчке ватре и барута. Балтиморе: Јохнс Хопкинс Университи Пресс. ИСБН 978-0-8018-5954-0.
- Урбански, Тадеусз (1967), Хемија и технологија експлозива, ИИИ. Нев Иорк: Пергамон Пресс.