polvere da sparo

Chimica

2022

Spieghiamo cos'è la polvere da sparo, come è stata inventata e le conseguenze che ha avuto. I tipi di polvere da sparo, composizione e usi.

La polvere da sparo è il primo esplosivo conosciuto nella storia.

Cos'è la polvere da sparo?

La polvere da sparo è una miscela di sostanze con proprietà deflagranti. La deflagrazione è un tipo di combustione rapida (ossidazione rapida) che produce fiamma, che si propaga lentamente (ma più velocemente che nella combustione comune) per diffusione termica (fenomeno che consiste nella movimento a partire dal particelle a causa della variazione del temperatura).

La deflagrazione è un'esplosione subsonica, che si sviluppa a una velocità inferiore a quella del suono (343,2 m/s). D'altra parte, ci sono esplosioni supersoniche (detonazioni), che generano un'onda espansiva, cioè un'onda di pressione che viaggia più veloce del suono e lascia un ritardo di reazioni chimiche.

Esistono diversi tipi di polvere da sparo, ma generalmente con questo nome ci si riferisce alla polvere nera, il primo esplosivo conosciuto al mondo. storia. Oggi esistono altre forme dotate di bassa produzione di fumo e prestazioni più elevate, poiché il tipo di reazioni chimiche a partire dal combustione che li caratterizzano.

Invenzione della polvere da sparo

Paradossalmente, la polvere da sparo è stata inventata in Cina, ma come conseguenza accidentale della ricerca da parte dei taoisti di una pozione di immortalità. Varie teorie sulla combustione del salnitro (miscela di nitrato di potassio (KNO3) e nitrato di sodio (NaNO3)) e sullo zolfo in testi Alchemici cinesi del 492 d.C. C. li ha proposti come eventuali sostanze purificante (da cui il nome: pinyin, “Medicina del fuoco”), sebbene fossero le sue proprietà incendiarie a fare davvero la differenza.

Nella loro lotta contro i mongoli, le truppe cinesi hanno impugnato armi da fuoco: razzi, bombe e primitivi lanciafiamme, molti dei quali sono passati nelle mani dei mongoli vittoriosi e alla fine di altri popoli in Medio Oriente e altrove. Europa. La prima battaglia in cui i popoli occidentali affrontarono un esercito mongolo che trasportava armi da fuoco fu la battaglia di Mohi in cui il Regno d'Ungheria fu sconfitto dagli invasori tartari e mongoli.

Conseguenze della scoperta della polvere da sparo

Il primo cannone della storia fu usato dai Mamelucchi ottomani nel 1260.

La scoperta della polvere da sparo avrebbe cambiato per sempre le arti militari del essere umano, dando al mondo un nuovo equilibrio di potere, perché le truppe armate di polvere da sparo erano molto più efficaci di quelle fornite di armi da mischia, e possedevano una capacità di danno molto maggiore di frecce, lance e altre armi da lancio.

In effetti, l'uso di polvere da sparo ed esplosivi ha permesso la comparsa di una gamma completamente nuova di strumenti di guerrainclusi cannoni, squadre di demolizione, bombe, mine e un arsenale gigantesco e diversificato di fucili e pistole. Ad esempio, il primo cannone della storia fu usato dai mamelucchi ottomani nella battaglia di Ain Jalut nel 1260.

Tipi di polvere da sparo

Possiamo identificare i seguenti tipi di polvere da sparo:

  • Polvere nera. È il più antico e il primo ad essere inventato. In generale, quando si parla di polvere da sparo, si fa riferimento alla polvere nera. Ha una reazione veloce e potente e produce molto fumo. Dopo aver reagito, ha lasciato molti residui nei tubi delle armi da fuoco, che hanno causato il deterioramento.
  • Polvere da sparo marrone. Inventato nel 1880 dall'utilizzo del carbone rosso e di una maggiore quantità di salnitro, raggiungeva una combustione più lenta e con meno residui corrosivi. Tuttavia, non è mai stato usato molto perché la polvere bianca è uscita poco dopo.
  • Polvere bianca. Chiamata anche polvere da sparo senza fumo o polvere da sparo pirossilata, ha componenti per lo più gassosi a seguito della combustione (un prodotto della nitrocellulosa), quindi non lascia la stessa quantità di residuo della polvere nera. Per questo motivo, lo stava sostituendo nelle armi da fuoco. Quando dici polvere senza fumo, non significa che non viene prodotto assolutamente fumo durante l'esplosione, ma è molto meno che quando si usa polvere nera.
  • Polvere da sparo flash. Di recente invenzione, nasce per generare il luce necessario per Fotografia primitivo (da cui il nome), poiché contiene additivi di alluminio che, quando avviene la combustione, si ossidano e generano più luce.

Composizione chimica della polvere da sparo

La composizione della polvere da sparo varia a seconda del tipo di polvere da sparo in questione. Inoltre, la composizione della polvere da sparo spesso varia anche a seconda del paese in cui viene prodotta, ovvero lo stesso tipo di polvere da sparo può avere differenti proporzioni dei suoi componenti, pur essendo gli stessi, a seconda del paese che lo ha prodotto. Quindi, le composizioni più popolari di diversi tipi di polvere da sparo sono:

Polvere nera: 75% nitrato di potassio, 15% carbonio e 10% zolfo.

Marrone o polvere marrone: 78% salnitro, 19% carbonio rosso e 39% zolfo.

Polvere bianca (polvere senza fumo). È composto da sostanze molto energetiche, principalmente nitrocellulosa o nitrocellulosa mista a nitroglicerina. Ci sono molti tipi:

  • Base semplice. Composto da nitrocellulosa
  • Doppia base. Composto da nitrocellulosa e nitroglicerina.
  • Tripla base. Composto da nitrocellulosa, nitroglicerina e nitroguanidina.

Polvere da sparo flash. Una delle sue varianti più comuni è composta da perclorato di potassio o permanganato e alluminio in polvere.

Usi della polvere da sparo

Con la polvere da sparo puoi creare munizioni per armi da fuoco.

La polvere da sparo è attualmente utilizzata per:

  • Fabbricare munizioni per armi da fuoco, artiglieria, bombe, mine e altri strumenti di natura bellicosa.
  • Fabbricare fuochi d'artificio (fuochi d'artificio) per feste e scopi decorativi.
  • Fabbricare detonatori e altri strumenti per la demolizione controllata di edifici e strutture.

L'importanza della polvere da sparo

La polvere da sparo ha rivoluzionato il mondo. Ha dato il via a una nuova era di guerra con armi da fuoco, cambiando per sempre il modo in cui intendiamo le armi da fuoco. guerra. Inoltre, ha permesso la nascita dello studio degli esplosivi, che al di là dei suoi immediati scopi di armamento, serviva, ad esempio, a nutrire l'industria aeronautica.

Fabbricazione di polvere da sparo

La combustione della polvere da sparo dipende direttamente dalla dimensione della sua granulazione.

Per fabbricare la polvere da sparo, gli ingredienti (salnitro, carbone e zolfo) devono essere frantumati e mescolati uniformemente, secondo un procedimento che prima veniva fatto a mano, ma che in seguito poteva essere meccanizzato mediante presse mosse da Acqua, Per esempio. Gli ingredienti devono essere macinati in polvere più o meno fine, poiché la sua combustione dipende direttamente dalla dimensione della sua granulazione.

I processi, i metodi di produzione e manipolazione della polvere da sparo stavano cambiando man mano che ne venivano acquisiti altri. conoscenza su questa miscela. Ad esempio, inizialmente la miscela veniva trasportata dal luogo in cui veniva fabbricata al luogo in cui doveva essere utilizzata, il che era molto pericoloso a causa della rischio di esplosione per colpi o sbalzi di temperatura. Ma in seguito, hanno iniziato a trasportare i componenti separatamente e sono stati miscelati nel luogo in cui doveva essere utilizzata la miscela (polvere da sparo).

Un altro problema era la dimensione dei grani ottenuti nel processo di macinazione. Inizialmente i chicchi erano molto fini, il che li rendeva molto uniti nell'impasto (ammucchiati come avviene ad esempio con la polvere di farina). Questo ha reso lì non abbastanza aria tra i grani, perché la velocità di combustione era lenta e irregolare.

Per risolvere questo problema, all'impasto è stata aggiunta acqua in modo da ottenere una pasta omogenea che è stata poi essiccata e tagliata in grani di diverse dimensioni. Quindi, utilizzando un setaccio, i grani sono stati separati secondo le loro diverse dimensioni. I grani più piccoli venivano usati per armi di calibro più piccolo (poiché la combustione è più veloce) e quelli più grandi per armi di calibro maggiore (come i cannoni).

La polvere nera, ad esempio, veniva consumata troppo rapidamente nelle armi europee del XV e XVI secolo, un altro motivo per cui iniziò a essere fabbricata in grani uniformi ma più grandi.

Le polveri da sparo odierne sono prodotte da nitrocellulosa (monobasica) o nitrocellulosa e nitroglicerina (bibasica), che richiede l'azoto della cellulosa vegetale e il suo trattamento con solventi fino ad ottenere una sfoglia sottile che viene poi tagliata in piccoli pezzi che vengono poi essiccati e preparati per la combustione.

Rischi di polvere da sparo

La polvere da sparo, nonostante i suoi usi pirotecnici, è un materiale pericoloso. La sua combustione, a seconda delle dimensioni dei suoi grani, può avvenire per scintilla, per attrito o per percussione, che richiede un'attenta manipolazione, soprattutto in grandi quantità. Le esplosioni di polvere da sparo possono causare lesioni, deceduti e danni materiali, soprattutto quando si verificano in modo incontrollato.

Inoltre, molti dei componenti sottoprodotti della combustione sono di natura inquinanti, quindi l'abuso di polvere da sparo può influenzare l'aspetto di piogge acide o deteriorare la qualità dell'aria.

Fuochi d'artificio

La pirotecnica è stata inventata dai cinesi per scopi pacifici.

La pirotecnica è anche un'invenzione dei cinesi, che usavano la polvere da sparo per scopi pacifici, per divertimento, finché non furono costretti a inventare armi da fuoco per respingere gli invasori mongoli. Ancora oggi la polvere da sparo viene utilizzata per questi scopi, soprattutto in date significative, come la fine dell'anno.

I dispositivi pirotecnici sono generalmente composti da una miscela di polvere da sparo e altro sostanze responsabili della produzione di determinati colori, rumore e fumi. Ad esempio, nei fuochi d'artificio il colori Sono prodotti dalla presenza di sali che, a seconda del catione che hanno, avranno un certo colore:

  • Giallo. Sali di sodio (Na).
  • Arancione. Sali di ferro (Fe).
  • Verde. Sali di rame (Cu).
  • Rosso. Sali di stronzio (Sr).
  • Bianco. Sali di alluminio (Al) e magnesio (Mg).
  • Mela verde. Sali di bario (Ba).
  • Rosso tenue. Sali di litio (Li).

Esistono però anche forme specializzate di pirotecnica, come i razzi utilizzati nelle missioni di soccorso o segnalazione, nonché nella lotta alla grandine o nell'illuminazione di determinati ambienti.

Armi da fuoco

L'invenzione delle armi da fuoco non sarebbe stata possibile senza la scoperta della polvere da sparo, e risale alle dinastie cinesi del X e XI secolo, che adattarono i tubi di bambù rinforzati con ferro per sparare. pezzi di metallo agli invasori mongoli. Prima avevano già sviluppato un numero significativo di armi simili, come bombe, razzi e lanciafiamme.

Le armi da fuoco arrivarono in Occidente nei secoli successivi e fornirono nazioni Gli europei hanno il vantaggio su altri popoli nemici, come nel caso dell'invasione di America durante il XV secolo. Da allora, il suo sviluppo e miglioramento non sono cessati, né il suo uso nelle guerre in tutto il mondo.

Inoltre, sono utilizzati nella caccia, poiché facilita il lavoro e consente una maggiore distanza di tiro, e in discipline sport di tiro a segno.

Non ci deve essere nella storia umana un'invenzione così mortale come le armi da fuoco.

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