Schwarzpulver vom chemischen Standpunkt aus betrachtet!

Die Chemie des Schwarzpulvers.

Unser heutiges Schwarzpulver wird nach wie vor nach der jahrhundertelangen, alten und bekannten Rezeptur hergestellt. Und zwar aus den drei Grundsubstanzen ...
Salpeter, Holzkohle und Schwefel.
Als Salpeter wird nicht etwa wie immer irrtümlicher Weise angenommen wird, der sogenannte "Chilesalpeter" verwendet, sondern überwiegend der "Kalisalpeter", auch Kaliumnitrat genannt.
Der Grund ist ganz einfach. Der Chilesalpeter ( Natriumnitrat ) ist sehr stark hygroskopisch, das heiß stark feuchtigkeits,- bzw. wasseranziehend von seiner chemischen Eigenschaft her, veranlagt. Nun ist das natürlich zur offenen Aufbewahrung, also damit das Pulver immer trocken bleibt, sehr schlecht. Den naßes Pulver ist zum schießen wertlos, da es ja sehr schlecht oder überhaupt nicht mehr entzünbar ist und somit die Eigenschaft als Treibmittel ganz und gar verlorengegangen ist.
Aus diesem Grunde wird deshalb nur noch der Kalisalpeter ( Kaliumnitrat ) zur Herstellung des Schwarzpulvers verwendet, wenn es zum Einsatz als Treibmittel beim Schießen oder in der Feuerwerkerei genutzt werden soll.
Der Salpeter dient nur rein als Oxidationsmittel im Schwarzpulver. Im Kaliumnitrat ist der Sauerstoffgehalt z.B. 1500 mal größer als im selben Raumteil Luft. Deshalb verlaufen die Verbrennungsvorgänge bei seiner Anwesenheit mit außerordenlicher rascher Geschwindigkeit ab.
Der Kalisalpeter, chem.Bezeichnung Kaliumnitrat , kam offen in Ostindien vor und wurde damals auch von dort her überwiegend zur Herstellung des damaligen "Schwarzpulvers" verwendet.
Chilesalpeter, auch Natronsalpeter genannt (die genaue chem. Bezeichnung ist Natriumnitrat ), stammt aus dem Herkunftsland Chile, wie die Bezeichnung schon sagt. Er wurde fast ausschließlich als Dünger verwendet. Chile ist heute als Lieferant für Dünger fast bedeutungslos. Dank unserer modernen Chemie (Ammoniksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren) wird unser Dünger bei uns selbst hergestellt. Dies nur mal am Rande erwähnt.
Die zwei anderen Komponenten des Schwarzpulvers, der Schwefel und die Holzkohle dienen rein als Brennstoff. Sie werden durch den Salpeter rasch zur Verbrennung gebracht (oxydiert) und liefern hierbei das notwendige Gas, welches dann zum schnellen Austreiben des Geschoß verantwortlich ist. Der Schwefel wurde in der damaligen Zeit von Sizilien bezogen, wo dieser ebenfalls offen und relativ sehr rein vorkommt. Auch in Mittel- und Südamerika tritt Schwefel offen zu Tage. Von dort bezog damals z.B. der Spanier Cortez sein Schwefel, um die Eroberung Südamerikas voranzutreiben. Denn Spanien lag weit weg vom Kriegsschauplatz und konnte ihm so kein Schwarzpulver zukommen lassen.
Die Holzkohle wurde damals aus den Meilern durch Vergasung des Holzes hergestellt. Diese Arbeitet wurde von den "Köhlern" ausgeführt. Beim Schwarzpulver kam es sehr auf die Holzart an, welche man zur Holzkohlengewinnung nahm, um das optimalste Pulver mit besten Schießergbnissen herzustellen.

Am besten geeignet hierfür sind .....

.....folgende Holzarten:
  1. Hanfstengel ( Beste Resultate bei der Verbrennung und beim Aschgehalt)
  2. Weinreben
  3. Fichtenholz
  4. Faulbaumholz (im Volksmund auch als "Pulverbaum" bezeichnet)
  5. Maisstroh
  6. Kastanien- und Nußbaumholz (schlechtere Resultate)
Kaliumnitrat.
Auch Kalisalpeter genannt, chem.Formel KNO3, weißes wasserlösliches Pulver.
Harmlos, sofern ist nicht mit brennbaren Stoffen gemischt und entzündet wird. Verwendet wird es in der Lebensmittelbranche z.B. in den Metzgereien um das Fleisch zu pökeln. Gibt dem Fleisch je nach Dosierung eine sehr schöne röliche Farbe und hält es außerdem länger frisch. Dient als Oxydationsmittell beim Schwarzpulver und findet unter anderem auch sehr viel in der Feuerwerkerei Verwendung. In Drogerien und im Lebensmittelhandel billig erhältlich. Aufbewahrung am besten in einem geschlossenem Gefäß.

Natriumnitrat.
Auch unter dem Namen als Chilesalpeter oder Natronsalpeter im Volksmund bezeichnet, chem. Formel NaNO3, ist ein weißes,feuchtigkeitsanziehendes, wasserlösliches Pulver.
Innerlich eingenommen etwas giftig!
Mit brennbaren Substanzen gemischt und erhitzt reagiert es explosionsgefährlich. Wird in der Feuerwerkerei verwendet, da es mit gelborangener Flamme abbrennt. Für die Schwarzpulverherstellung ungeeignet, da es zu hygroskopisch ist. Darstellbar durch Neutralisation von Soda mit Salpetersäure. Aufbewahrung am besten in Gefäßen unter Luftabschluß.

Schwefel.
Chem. Zeichen S von Sulfur.Als feines,gelbes Pulver unter dem Namen Schwefelblume oder Schwelblüte im Handel. Geruchs- und geschmacksneutral. Wir vom Wasser nicht benetzt und deshalb ist der Schwefel im Wasser auch nicht löslich. Brennt mit intensiver blauer Flamme. Schwefel wird zur Desinfektion verwendet. Ausschweflung von Fässern. Es ist Bestandteil im Schwarzpulver als Brennstoff und erzeugt mithin ein Teil des Treibgases bei der Oxydation durch den Salpeter. Ferner wird er in der Arzneimittelherstellung, in der Feuerwekerei und bei der Kautschukherstellung benötigt.
Früher auch für Streichhölzer.

Holzkohle ( Carbon chem. C ).
Holzkohle wird aus Holz durch Erhitzung unter Luftabschlluß gewonnen. Diese wird in mannigfacher Art in der Medizin, im Labor, für Grillfeuer und letztendlich zur Herstellung des Schwarzpulvers, verwendet.
Von ihr hängt letzendlich die Güte des Schwarzpulvers ab. Also welche Holzart zur Holzkohlengewinnung letztendlich verwendet wurde.

Erklärung: Bei der raschen Verbrennung der brennbaren Stoffe Holzkohle und Schwefel mit Hilfe des sauerstoffreichen Salpeters entstehen momentan überwiegend die Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff und Schwefelwasserstoff. Weil durch die Verbrennung des Schwarzpulvers und die dabei entstehendenen Gase ein zigfaches Raumvolumina benötigten, wird deshalb das Geschoß aus den Lauf getrieben oder durch das Rückstoßprinzip z.B.
fliegt die Rakete dann auch hoch.

Beim Entzünden des Schwarzpulvers spielt sich folgende Reaktion ab:

Aus 4 KNO3 + S2 + 6 C entsteht nach der Reaktionsgleichung> 2 KS2 + 2N2 + 6CO2
Nach einsetzen der Atommassen besagt dies, das 404 g Kaliumnitrat in Mischung mit 64 g Schwefel und 72 g Holzkohlepulver nach dem Zünden 220 g Kaliumsulfid, ......
(Gleichung K2 + H2CO3 nach der Reaktion H2S + K2CO3) Schwefelwasserstoff ist der typ. Geruch des Schwarzpulvers

......56 g Stickstoff und 264 g Kohlendioxid ergeben.
Nach dem Gasgesetz, welches besagt das 1 Mol bei 0oC und 1 bar Druck einen Raum von 22,4 Liter einehmen, würde nach obiger Formel 8 mal 22,4 Liter = 179,2 Liter Gas aus "404g+64g+72g=540 g Schwarzpulver" entstehen.
Demnach würden theoretisch aus einem Gramm Pulver 179,2 Liter : 540 g = 330 cm3 Gas entstehen. Tatsächlich enstehen so rund 280 cm3 Gas aus einem Gramm Schwarzpulver.
Beim heutigen Schwarzpulver, auch Schießpulver oder Jagdschwarzpulver genannt, entstehen nach der Verbrennung 57% feste und 43% gasförmigef Anteile.

Die physikalischen Eigenschaften des Schwarzpulvers!!   ( click here! )

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New update erstellt am 05. Juni 2010 von " atzecom "