Химия и химици № 4 2011
Първоначално барутът се използва само под формата на каша, но създава значителни неудобства при работа. Благодарение на развитата повърхност, прахообразната маса лесно можеше да се овлажни (въгленът е хигроскопичен), беше неудобно да се измерва и транспортира, прахообразната маса залепваше по стените на цевта на оръжието, лесно "изтичаше" през най-малките пукнатини в контейнера и др.
„Изстрелването на прахова маса беше бавен и непредсказуем бизнес. Когато частиците на праха са плътно компресирани, зарядът изгаря само на повърхността. Едно време китайците използваха това свойство в своите „огнени копия“ и ракети. Но в оръдието цялата маса на барута трябваше да изгори бързо. Артилеристът не можеше да напълни камерата за зареждане на своята бомбарда с барут до върха: беше необходимо да се остави внимателно изчислено свободно пространство, така че разхлабеният заряд се запали достатъчно ефективно.Така че камерата - дебелостенен контейнер в задната част на оръдието - беше заредена само наполовина, след това камерата беше напълнена с дървена тапа и сърцевината беше поставена отгоре.
Когато барутът беше запален през пилотния отвор, той първоначално се запали само на повърхността. Вследствие на горене възникнала турбуленция, която смесила останалия барут и той веднага пламнал. Ако прахът беше натиснат твърде плътно или, напротив, беше твърде разхлабен, или не беше правилно разпределен вътре в камерата, изгарянето може да се окаже неравномерно и изстрелът да не е достатъчно силен.
Изобретяването на гранулирането на барута помогна да се отървем от тези неудобства: в някакъв момент майсторите откриха метод на мокро триене, което направи възможно постигането на по-задълбочено смесване. От получената паста се формоват торти с произволен размер и се изсушават. В тази форма барутът се навлажнява по-малко. Преди битката артилеристите отново мелеха барут. В същото време някоиколичеството му оставало под формата на трохи - забелязано е, че в този вид барутът гори по-бързо и има по-голяма сила.
"Днес ни е напълно ясно защо натрошените "торти" са дали по-мощна експлозия. За да се разпространи огън вътре в барутен заряд, е необходим аерозол - въздушна суспензия от капки разтопен нитрат: той запалва частиците на заряда една след друга. За да се случи това е необходимо свободно пространство между частиците. Не става дума за по-добър достъп на въздух - барутът отделя достатъчно собствен кислород, когато гори - а че в гранулирана субстанция е по-лесно за пламъка да проникне дълбоко в сместа, което гарантира бързо изгаряне. В допълнение, новият прах беше много по-лесен за зареждане в пистолета. Дори плътно опакованите пелети никога не се прилепваха една към друга толкова плътно, колкото малките частици прахообразна каша. Всъщност зърнестият прах сам по себе си осигуряваше необходимото свободно пространство в камерата и стрелците вече не трябваше да се тревожат за това. Дървена тапа също вече не беше необходима: парцален тампон беше достатъчен, за да задържи заряда на място. " [J. Kelly Gunpowder. From Alchemy to Artillery: The Story of the Substance That Changed the World, Hummingbird, M, 2005]
По-късно техниката на гранулиране беше подобрена, целулозата беше пресована под високо налягане, след раздробяване неравномерните парчета бяха полирани, което направи възможно получаването на твърди блестящи гранули.
Разбира се, у дома е невъзможно да се получи истински фабричен зърнест барут, но с най-простата техника можете да подобрите свойствата на нашия барут.
За да направите това, навлажнете в хаванпрахообразна каша с малко количество воден разтвор на алкохол 1: 1 (съотношение по обем, в дестилирана вода), добавя се алкохол за по-добро намокряне на праха и намаляване на разтворимостта на селитра. На 9,0 g барут взехме 2,0 ml алкохолен разтвор. В този случай селитрата импрегнира частиците на въглищата и се постига по-добро смесване. Барутът се смила внимателно и се притиска с натиска на пестика. Получената леко влажна маса се остъргва от стените и се поставя върху найлонов плик. Разпределете равномерно с шпатула на тънък слой и с леки удари натрошете на малки зрънца. След това изсушете на въздух поне за един ден.
(В този случай са важни както количеството, така и концентрацията на алкохолния разтвор. Ако има твърде много вода, могат да се образуват големи кристали от селитра, което ще влоши свойствата на барута. Ако вземете по-силен алкохол, селитрата ще бъде слабо разтворима в него и въглищата няма да бъдат импрегнирани със селитра. Оптималното съотношение вода и алкохол е 1: 1, което е близко до силата на обикновената водка).
Изсушените зърна са доста лесни за смачкване с пръсти, за разлика от фабричните пелети, които се пресоват под високо налягане и се полират, но свойствата на праха се подобряват и е по-удобен за работа.
Сушене на гранулиран барутснимка от I.N. Григориев
След това трябва да пресеете и сортирате барута, да отделите пулпата и да разбиете останалите големи гранули в хаванче със слаби удари на пестика. Нашата цел е средната фракция със зърна не повече от 1 mm и не по-малко от около
0,3 мм. Разбира се, нямахме комплект сита и едва ли любителите на химията ще имат възможност да се сдобият с тях. Използвахме цедка за чай като грубо сито, а парче метална мрежа с диаметър на отворите около 0,3 mm служи като фино сито.
Може би е подходящо сито забрашно или други подобни.
Процедурата по пресяване е следната - върху фина мрежа се поставя цедка за чай, в нея се изсипва барут, леко се разклаща цедката. Малките гранули и пулпа минават през цедката и остават на решетката, когато ги има достатъчно, започваме да разклащаме решетката, прахът минава, фракцията, която ни трябва, остава. Съберете пулпата върху лист хартия, той е с добро качество и е подходящ за експерименти. Големи гранули ще останат в цедката за чай.
Когато целият прах е обработен, по-добре е да го изсушим допълнително, за което го поставяме на тънък слой върху плоча от неръждаема стомана (или тенекия с прибрани ръбове), поставяме върху електрическа печка и я включваме за кратко. Опитваме с пръст степента на нагряване,температурата не трябва да е по-висока от 100 ° C, периодично разбърквайте праха чрез разклащане. Изсушете за около 15 минути, след което го поставете в херметически затворен флакон. На снимката най-добрият барут е на листа отдолу.
Част от едрите гранули са използвани за експеримента (изгаряне на барут), останалата част от тях е натрошена и пресята.
Получени проби от гранулиран прах. Дъното е най-ценната фракция