ruuti

Kemia

2022

Selitämme, mitä ruuti on, miten se keksittiin ja mitä seurauksia sillä oli. Ruudin tyypit, koostumus ja käyttötarkoitukset.

Ruuti on historian ensimmäinen tunnettu räjähde.

Mikä on ruuti?

Ruuti on sekoitus aineita, joilla on palavia ominaisuuksia. Deflagraatio on eräänlainen nopea palaminen (nopea hapettuminen), joka tuottaa liekin, joka leviää hitaasti (mutta nopeammin kuin tavallisessa palamisessa) lämpödiffuusiolla (ilmiö, joka koostuu liikettä alkaen hiukkasia vaihtelun vuoksi lämpötila).

Deflagraatio on aliääniräjähdys, joka kehittyy hitaammin kuin räjähdys ääni (343,2 m/s). Toisaalta on olemassa yliääniräjähdyksiä (räjähdyksiä), jotka synnyttävät ekspansiivisen aallon, toisin sanoen paineaallon, joka kulkee ääntä nopeammin ja jättää viiveen. kemialliset reaktiot.

Ruutityyppejä on erilaisia, mutta yleensä tällä nimellä tarkoitamme mustaa ruutia, joka on ensimmäinen tunnettu räjähde maailmassa. historia. Nykyään on olemassa muita muotoja, joilla on alhainen savuntuotanto ja korkeampi suorituskyky, koska tyyppi kemialliset reaktiot alkaen palaminen jotka ovat heille ominaisia.

Ruudin keksintö

Paradoksaalisesti ruuti keksittiin Kiinassa, mutta se oli vahingossa seurausta taolaisten kuolemattomuuden juoman etsimisestä. Erilaisia ​​teorioita salpeterin polttamisesta (seos kaliumnitraatista (KNO3) ja natriumnitraatista (NaNO3)) ja rikistä tekstit Kiinan alkemikaalit vuodelta 492 jKr. C. ehdotti niitä mahdollisiksi aineet puhdistava (siis sen nimi: pinyin, "Palolääke"), vaikka sen sytyttävät ominaisuudet todella vaikuttivat.

Taistelessaan mongoleja vastaan ​​kiinalaiset joukot käyttivät tuliaseita: raketteja, pommeja ja primitiivisiä liekinheittimiä, joista monet siirtyivät voittaneiden mongolien ja lopulta muiden kansojen käsiin Lähi-idässä ja muualla. Eurooppa. Ensimmäinen taistelu, jossa länsimaiset kansat kohtasivat tuliaseita kantavan mongolien armeijan, oli Mohin taistelu, jossa Unkarin kuningaskunta kukistettiin hyökkääviltä tataareilta ja mongoleilta.

Ruudin löytämisen seuraukset

Ottomaanien mamelukit käyttivät historian ensimmäistä tykkiä vuonna 1260.

Ruudin löytäminen muuttaisi ikuisesti sotataiteen ihminen, joka antaa maailmalle uuden tasapainon voi, koska ruudilla aseistetut joukot olivat paljon tehokkaampia kuin lähitaisteluaseilla varustetut joukot ja niillä oli paljon enemmän vahinkokapasiteettia kuin nuolilla, keihäillä ja muilla heitetyillä aseilla.

Itse asiassa ruudin ja räjähteiden käyttö mahdollisti täysin uudenlaisten työkalujen ilmestymisen sotamukaan lukien tykit, purkuryhmät, pommeja, miinoja sekä jättimäinen ja monipuolinen kiväärien ja pistoolien arsenaali. Esimerkiksi ottomaanien mamelukit käyttivät historian ensimmäistä tykkiä Ain Jalutin taistelussa vuonna 1260.

Ruutin tyypit

Voimme tunnistaa seuraavat ruutityypit:

  • Musta jauhe. Se on vanhin ja ensimmäinen keksitty. Yleensä ruutiin viitattaessa se tarkoittaa mustaa ruutia. Sillä on nopea, voimakas reaktio ja se tuottaa paljon savua. Reagoimisen jälkeen se jätti paljon jäännöksiä ampuma-aseiden putkiin, mikä aiheutti vaurioita.
  • Ruskea ruuti. Se keksittiin vuonna 1880 punaisen hiilen ja suuremman suolamäärän käytöstä, ja se saavutti hitaamman palamisen ja vähemmän syövyttäviä jäämiä. Sitä ei kuitenkaan koskaan käytetty paljon, koska valkoinen jauhe ilmestyi pian sen jälkeen.
  • Valkoinen jauhe. Sitä kutsutaan myös savuttomaksi ruutiksi tai pyroksyloiduksi ruutiksi, ja siinä on palamisen seurauksena enimmäkseen kaasumaisia ​​komponentteja (nitroselluloosan tuote), joten se ei jätä samaa määrää jäännöksiä kuin musta jauhe. Tästä syystä se korvattiin ampuma-aseilla. Kun sanotaan savuton jauhe, se ei tarkoita, että räjähdyksen aikana ei synny lainkaan savua, mutta se on paljon vähemmän kuin mustaa jauhetta käytettäessä.
  • Flash ruuti. Äskettäin keksitty, se luotiin tuottamaan valoa tarpeellinen Valokuvaus primitiivinen (siis sen nimi), koska siinä on alumiinilisäaineita, jotka palaessaan hapettavat ja tuottavat enemmän valoa.

Ruudin kemiallinen koostumus

Ruudin koostumus vaihtelee kyseessä olevan ruutityypin mukaan. Lisäksi ruudin koostumus vaihtelee usein myös valmistusmaan mukaan, eli samantyyppisellä ruudilla voi olla erilainen mittasuhteet sen osista, vaikka ne ovat samoja, riippuen sen valmistusmaasta. Joten suosituimmat erityyppisten ruudin koostumukset ovat:

Musta jauhe: 75 % kaliumnitraattia, 15 % hiiltä ja 10 % rikkiä.

Ruskea tai ruskea jauhe: 78 % salpeteria, 19 % punaista hiiltä ja 39 % rikkiä.

Valkoinen jauhe (savuton jauhe). Se koostuu erittäin energisistä aineista, pääasiassa nitroselluloosasta tai nitroselluloosasta sekoitettuna nitroglyseriiniin. On olemassa monia tyyppejä:

  • Yksinkertainen pohja. Koostuu nitroselluloosasta
  • Kaksoispohja. Koostuu nitroselluloosasta ja nitroglyseriinistä.
  • Kolminkertainen pohja. Koostuu nitroselluloosasta, nitroglyseriinistä ja nitroguanidiinista.

Flash ruuti. Yksi sen yleisimmistä muunnelmista koostuu kaliumperkloraatista tai -permanganaatista ja jauhetusta alumiinista.

Ruudin käyttötarkoitukset

Ruudilla voit valmistaa ampumatarvikkeita ampuma-aseisiin.

Ruutia käytetään tällä hetkellä:

  • Valmistaa ampumatarvikkeita ampuma-aseita, tykistöä, pommeja, miinoja ja muita sotaluonteisia välineitä varten.
  • Ilotulitteiden valmistus juhla- ja koristetarkoituksiin.
  • Valmistetaan nallittajia ja muita välineitä rakennusten hallittuun purkamiseen ja rakenteet.

Ruudin merkitys

Ruuti mullisti maailman. Se sai aikaan uuden ampuma-asodankäynnin aikakauden, joka muutti ikuisesti tapaamme ymmärtää ampuma-aseita. sota. Lisäksi se mahdollisti räjähteiden tutkimuksen syntymisen, joka välittömien asetarkoitusten lisäksi palveli esimerkiksi ilmailuteollisuutta.

Ruudin valmistus

Ruudin palaminen riippuu suoraan sen rakeiden koosta.

Ruudin valmistamiseksi ainesosat (saprakki, hiili ja rikki) on murskattava ja sekoitettava tasaiseksi menetelmällä, joka tehtiin aiemmin käsin, mutta joka voitiin myöhemmin koneellistaa siirrettävillä puristimilla. Vesi, esimerkiksi. Ainesosat on jauhettava enemmän tai vähemmän hienoksi jauheeksi, koska sen palaminen riippuu suoraan sen rakeiden koosta.

Prosessit, valmistusmenetelmät ja ruudin käsittely muuttuivat, kun niitä hankittiin lisää. tietoa tästä sekoituksesta. Esimerkiksi alun perin seos kuljetettiin valmistuspaikasta käyttöpaikkaan, mikä oli erittäin vaarallista. riski räjähdys iskujen tai lämpötilan muutosten seurauksena. Mutta myöhemmin komponentteja alettiin kuljettaa erikseen ja ne sekoitettiin siinä paikassa, jossa seosta oli tarkoitus käyttää (ruti).

Toinen ongelma oli jauhatusprosessissa saatujen jyvien koko. Aluksi jyvät olivat erittäin hienojakoisia, minkä vuoksi ne olivat hyvin yhtenäisiä seoksessa (kasautuivat kuten esim. jauhopölyn kanssa). Se ei tehnyt siellä tarpeeksi ilmaa jyvien väliin, koska palamisnopeus oli hidas ja epätasainen.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi seokseen lisättiin vettä, jotta saatiin homogeeninen tahna, joka sitten kuivattiin ja leikattiin erikokoisiksi rakeiksi. Sitten jyvät erotettiin siivilällä niiden eri kokojen mukaan. Pienimpiä rakeita käytettiin pienemmän kaliiperin aseisiin (koska palaminen on nopeampaa) ja suurempia suurempikaliiperisiin aseisiin (kuten tykkeihin).

Esimerkiksi mustaa jauhetta kulutettiin liian nopeasti 1400- ja 1500-luvun eurooppalaisissa aseissa, mikä oli toinen syy siihen, miksi sitä alettiin valmistaa yhtenäisinä mutta suurempina rakeina.

Nykypäivän ruuti valmistetaan nitroselluloosasta (yksiemäksinen) tai nitroselluloosasta ja nitroglyseriinistä (kaksiemäksinen), mikä vaatii kasvisselluloosan typpikäsittelyä ja sen käsittelyä liuottimia kunnes saadaan ohut levy, joka leikataan sitten pieniksi paloiksi, jotka kuivataan ja valmistetaan palamista varten.

Ruutin riskit

Ruuti on pyroteknisistä käyttötavoistaan ​​huolimatta vaarallinen materiaali. Sen palaminen voi rakeiden koosta riippuen tapahtua kipinän, kitkan tai iskujen vaikutuksesta, mikä vaatii huolellista käsittelyä varsinkin suurissa määrissä. Ruudin räjähdykset voivat aiheuttaa vammoja, kuolemat ja aineelliset vahingot, varsinkin jos ne tapahtuvat hallitsemattomasti.

Lisäksi monet palamisen sivutuotekomponentit ovat luonteeltaan saastuttavia, joten ruudin väärinkäyttö voi vaikuttaa palamisen ulkonäköön. happosateet tai ilmanlaatu heikkenee.

Ilotulitus

Pyrotekniikan keksivät kiinalaiset rauhanomaisiin tarkoituksiin.

Pyrotekniikka on myös kiinalaisten keksintö, jotka käyttivät ruutia rauhanomaisiin tarkoituksiin, viihteeseen, kunnes heidän oli pakko keksiä tuliaseita torjuakseen mongolien hyökkääjät. Vielä nykyäänkin ruutia käytetään näihin tarkoituksiin, varsinkin merkittävinä päivinä, kuten vuoden lopussa.

Pyrotekniset laitteet koostuvat yleensä ruudin ja muun sekoituksesta aineet jotka ovat vastuussa tiettyjen värien, melun ja huurujen tuottamisesta. Esimerkiksi ilotulituksissa värit Niitä tuotetaan suolojen läsnäolosta, joilla niiden kationista riippuen on tietty väri:

  • Keltainen. Natriumsuolat (Na).
  • Oranssi. Rautasuolat (Fe).
  • Vihreä. Kuparisuolat (Cu).
  • Punainen. Strontiumsuolat (Sr).
  • Valkoinen. Alumiini (Al) ja magnesium (Mg) suolat.
  • Omenanvihreä. Bariumsuolat (Ba).
  • Pehmeä punainen. Litiumsuolat (Li).

On kuitenkin olemassa myös erikoistuneita pyroteknisiä muotoja, kuten soihdut, joita käytetään pelastus- tai merkinantotehtävissä sekä rakeiden torjunnassa tai tiettyjen tilojen valaistuksessa.

Tuliaseet

Tuliaseiden keksiminen ei olisi ollut mahdollista ilman ruudin löytämistä, ja se juontaa juurensa 10. ja 11. vuosisadan kiinalaisille dynastioille, jotka sovelsivat rautavahvisteisia bambuputkia ampumiseen. metalliosat mongolien hyökkääjille. Ennen he olivat jo kehittäneet huomattavan määrän samanlaisia ​​aseita, kuten pommeja, raketteja ja liekinheittimiä.

Tuliaseet tulivat länteen seuraavien vuosisatojen aikana ja tarjosivat kansakuntia Eurooppalaisilla on etulyöntiasema muihin viholliskansoihin verrattuna, kuten on hyökkäyksen yhteydessä Amerikka 1400-luvun aikana. Sen jälkeen sen kehitys ja parantaminen ei ole lakannut, eikä sen käyttö sodankäynnissä ympäri maailmaa ole pysähtynyt.

Lisäksi niitä käytetään metsästyksessä, koska se helpottaa työtä ja mahdollistaa suuremman ampumaetäisyyden sekä sisään tieteenaloilla tarkkuusammunta urheilu.

Ihmiskunnan historiassa ei saa olla niin tappavaa keksintöä kuin ampuma-ase.

!-- GDPR -->