Schwarzpulver

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Schwarzpulver
Gekörntes Schwarzpulver

Schwarzpulver war der erste Explosivstoff, der als Schie√üpulver f√ľr Treibladungen von Schusswaffen verwendet wurde. Als Sprengpulver ist es ein Sprengmittel. Heute wird es als Korn- oder Mehlpulver haupts√§chlich in der Pyrotechnik, insbesondere der Feuerwerkerei verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Chemie

Schwarzpulver
Pulversprengstoff
Chemische Zusammensetzung
Sprengkräftige Bestandteile
  • Kaliumnitrat,
    selten Natriumnitrat
Weitere Bestandteile
  • Sensibilisierer: Schwefel
  • Brennstoff: Holzkohlepulver
Physikalische Eigenschaften
Dichte
g/cm³
von 1,2 bis 1,5
Sauerstoffbilanz
%
von -30 bis -15
Explosionswärme
kJ / kg
ca. 2700
Schwadenvolumen
l / kg
von 260 bis 340
Spezifische Energie
l · MPa / kg
280
Detonationsgeschwindigkeit
m/s
von 300 bis 600
(Deflagration)
Explosionstemperatur
K
ca. 2300
Eigenschaftsvergleich
Brisanz sehr gering
Z√ľndempfindlichkeit sehr hoch
Schwadenvolumen gering
Preis gering
Referenzen [1][2]

Zusammensetzung

Schwarzpulver ist ein pyrotechnischer Satz (pyrotechnische Mischung) und besteht aus einer Mischung von Kaliumnitrat, auch Kalisalpeter genannt, Holzkohle, vornehmlich aus dem Holz des Faulbaums gewonnen, und Schwefel.

Pulver auf der Basis von Natriumnitrat, das billiger, aber sehr hygroskopisch ist, wurden in Form von Presslingen hergestellt und mit Bitumen gegen Feuchtigkeit impr√§gniert. Da sie in dieser Form als Gesch√ľtzpulver wenig geeignet waren, wurden diese Presslinge vornehmlich im Bergbau verwendet, die eigentliche Bezeichnung lautet Sprengsalpeter.

Salpeter dient als Sauerstofflieferant, wobei man hier auch andere Salze (z. B. Chlorate, jedoch wegen hoher Brisanz nicht f√ľr Treibladungspulver) verwenden kann, Kohlepulver als Brennstoff und Schwefel als Brennstoff und Sensibilisierer, damit die Schwarzpulvermischung bei kleinster Ber√ľhrung mit Funken zu brennen beginnt.

Zur Erzielung von Flammenf√§rbungen f√ľr pyrotechnische Erzeugnisse kann das Kaliumnitrat durch Nitrate ersetzt werden, deren Kation eine entsprechende Flammenf√§rbung liefert.

Herstellung

Die Bestandteile m√ľssen fein zermahlen und gleichm√§√üig vermischt werden, wobei jeder Vorgang mehrere Stunden dauert. Das geschieht meistens in einer Pulverm√ľhle. Danach wird das Gemisch in Kuchen feucht verpresst und getrocknet, die wiederum zersto√üen und entweder gek√∂rnt oder als Mehlpulver belassen werden. Beim K√∂rnen wird das Pulver wieder angefeuchtet und wieder in Bewegung zu K√ľgelchen geformt. Damit wird ein Entmischen der Bestandteile verhindert und √ľber die Gr√∂√üe der K√ľgelchen kann die Abbrandgeschwindigkeit in gewissen Grenzen reguliert werden.

Das fertige Pulver wird noch getrocknet und kann dann abgef√ľllt und verpackt werden. Es h√§lt sich luftdicht verpackt √ľber Jahrhunderte v√∂llig unver√§ndert.

Deutsche Schwarzpulverm√ľhlen gibt es in Harzgerode (Sachsen-Anhalt) und im D√∂rntener Ortsteil[3] Kunigunde[4] der Gemeinde Liebenburg (Niedersachsen).

Chemische Reaktion

\mathrm{16 \, C + 4 \, S + 10 \, KNO_3 \rightarrow 15 \, CO + K_2CO_3 + 4 \, K_2SO_3 + 5 \, N_2}

Beim Verbrennen des Schwarzpulvers entstehen also Kohlenmonoxid, Kaliumcarbonat, Kaliumsulfit und Stickstoff. Diese Reaktionsgleichung ist sehr vereinfacht und von der prozentualen Zusammensetzung des Schwarzpulvers abh√§ngig. Nicht ber√ľcksichtigt wurde dabei die Restfeuchtigkeit sowie der Sauerstoff-, Wasserstoff- und Ascheanteil in der Holzkohle.

Explodierte schwarzpulvergef√ľllte Rohrbombe aus einem FBI-Versuchsaufbau

Die Mischung verbrennt rasch, die innerstoffliche Schallgeschwindigkeit wird dabei jedoch nicht √ľberschritten, weswegen statt von einer Detonation von einer Deflagration gesprochen wird. Bei der Verbrennung entsteht eine Temperatur von ungef√§hr 2000 ¬įC.

Schwarzpulver deflagriert mit einer Abbrandgeschwindigkeit von 300 bis 600 m/s, dabei spielen die Restfeuchtigkeit, die Gr√ľndlichkeit der Mahlung und Vermischung der Bestandteile, die Gr√∂√üe und Dichte der Ladung sowie die K√∂rnung eine gro√üe Rolle:

W√§hrend bei Handwaffen feink√∂rniges Pulver verwendet wurde, um √ľberhaupt eine akzeptable Schussleistung zu erreichen, musste bei gro√ükalibrigen Gesch√ľtzen entsprechend grobk√∂rniges Pulver verwendet werden, um den Enddruck zu begrenzen und damit Rohrsprengungen zu vermeiden. Bei Feuerwerksk√∂rpern wird eine Verd√§mmung aus Karton, Metall, Kunststoff und √§hnlichem verwendet.

Das Schwadenvolumen (bei Normalbedingungen) liegt um 337 l/kg, au√üerdem entstehen etwa 0,58 kg feste Kaliumsalze.

Die Nachteile von Schwarzpulver sind die recht niedrige Leistung, durch die brennbaren Gase bedingtes starkes M√ľndungsfeuer und starke Rauchentwicklung durch die gro√üen Mengen fester Kaliumsalze. Aus diesem Grund wurde es weitgehend durch rauchschwaches Schie√üpulver auf der Basis von Nitrozellulose verdr√§ngt.

Schwarzpulver ist wenig schlag- und reibungsempfindlich. Statische Elektrizit√§t (Funkenschlag) kann es nur √§u√üerst schwer entz√ľnden, da die enthaltene Holzkohle ein guter Leiter ist und der Strom abflie√üen kann. Die Z√ľndtemperatur liegt sehr niedrig (ca. 170 ¬įC). Schwarzpulver ist massenexplosiv. Ab einer Menge von ca. einem Kilogramm ist keine Verd√§mmung mehr erforderlich, damit das Pulver nicht mehr nur abbrennt, sondern in jedem Fall explodiert.

Verwendung

In der Pyrotechnik, Silvesterknallkörper, Modellraketenantriebe

Geschichte

Der Chemiker und Spezialist f√ľr Explosivstoffgeschichte Jochen Gartz vertritt die Ansicht, dass die Rezeptur des Schie√üpulvers, entgegen fr√ľheren Vorstellungen, nicht durch Zufall in China oder Arabien entdeckt wurde, sondern sich im Laufe wiederholter Experimente aus salpeterhaltigen Brandmischungen entwickelt hat, wie sie den Byzantinern bereits seit dem 7. Jahrhundert bekannt waren. Hierbei wurden nach und nach die fl√ľssigen Bestandteile des sogenannten griechischen Feuers (wie z. B. Erd√∂l) durch festere Brandstoffe ersetzt (wie pulverisierte Kohle).

Der Liber Ignium (das Buch des Feuers) von Marcus Graecus, etwa aus dem 11. Jahrhundert, mit noch erhaltenen Abschriften vom Beginn des 13. Jahrhunderts, enth√§lt noch mehrere Rezeptvarianten. Auch Roger Bacon erw√§hnt in mehreren Schriften von 1242 bis 1267 mehrmals das Pulver, aber mit unterschiedlichen Masseverh√§ltnissen und 1267 sogar als Kinderspielzeug. F√ľr Papst Clemens IV. verfasste Bacon 1268 die Kurzfassung Opus tertium, in dem er folgendes Rezept schildert: "Sed tamen 7 Partes Salpetrae, 5 Partes Coruli et 5 Partes Sulfuris"[5] (deutsch: Nimm 7 Teile Salpeter, 5 Teile Haselholz-Kohle und 5 Teile Schwefel). Ein weiteres, um 1250 geschriebenes Buch, das f√§lschlich Albertus Magnus zugeschrieben wurde, kopierte nahezu v√∂llig das √§ltere Buch von Marcus Graecus. Erste milit√§rische Anwendung soll das Schie√üpulver in Europa m√∂glicherweise bei einer Schlacht im hundertj√§hrigen Krieg im Jahr 1346 in der N√§he von Abb√©ville erhalten haben. Um 1354 nutzten die D√§nen das Schie√üpulver bei einer Seeschlacht.[6]

Im Kaiserreich China wurden salpeterhaltige Brands√§tze im Song-zeitlichen Wu Ching Tsung Yao um 1044 erw√§hnt. In dieser Zeit wurden auch Feuerpfeile (Raketen) entwickelt. Ein chinesischer Kriegsmandarin, Yu-yen-wen, wollte im Jahr 1161 derartige Feuerpfeile auch zur Abschreckung von Feinden milit√§risch nutzen. Im Jahr 1232 kam bei der Belagerung der Stadt Kai-Fung Schie√üpulver zum Einsatz. In China und Japan diente jedoch das Schie√üpulver vornehmlich zu rituellen Zwecken, und zwar zu Ehren Verstorbener.[7] Das Buch ist aber nur in seiner fr√ľhesten Kopie von 1550 aus der Ming-Zeit √ľberliefert, daher ist nicht mehr erkennbar, ob die Vermerke zu den Brands√§tzen nicht sp√§ter hinzugef√ľgt wurden. Es ist jedoch nachgewiesen, dass mit Schwarzpulver gef√ľllte Bomben durch die Chinesen sp√§testens im 13. Jahrhundert als Waffe eingesetzt wurden. [8]

In seinem Buch √ľber berittenen Kampf und den Einsatz von Kriegsmaschinen (Al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya) von etwa 1285 beschreibt der syrische Autor Hassan ar-Rammah die Herstellung von Schwarzpulver, insbesondere die erforderliche Reinigung des Kaliumnitrats.

Im Mittelalter nannte man das Schwarzpulver auch ‚ÄěDonnerkraut‚Äú. Der heutige Name Schwarzpulver geht wohl nicht auf den Franziskanerm√∂nch Berthold Schwarz aus Freiburg zur√ľck, der im 14. Jahrhundert einer Legende zufolge die treibende Wirkung der Pulvergase auf Geschosse fand, sondern auf dessen Aussehen; gegen Ende des 19. Jahrhunderts brauchte man eine Unterscheidung des Schwarzpulver von den neuen (wei√üen) Cellulosenitratpulvern.

Das Schwarzpulver blieb bis zur Erfindung der modernen Sprengstoffe der einzige milit√§rische und zivile Explosivstoff und einziges Treibmittel f√ľr Artillerie- und Handfeuerwaffen. Im 17. Jahrhundert wurde seine Handhabung als Treibmittel f√ľr Musketen durch die Papierpatrone mit abgemessener F√ľllmenge einschlie√ülich Kugel erleichtert. In der ersten H√§lfte des 19. Jahrhunderts machte die Entwicklung des Hinterladers die noch einfachere Einheitspatrone m√∂glich. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts verdr√§ngten brisante Sprengstoffe wie das Nitroglyzerin, das darauf basierende Dynamit, die Nitrozellulose (Schie√übaumwolle) und Nitroaromaten und Nitramine etc. das Schwarzpulver weitgehend als Explosivstoff und Treibmittel.

Heutige Verwendung

Korn

Heute wird Schwarzpulver vor allem f√ľr Feuerwerke verwendet. Es dient dabei als Antriebsmittel f√ľr einfache Raketen, als Ladung von B√∂llern und als Aussto√ü- und Zerlegerladung f√ľr gr√∂√üere Effekttr√§ger wie beispielsweise Bomben und Bombetten.

Im Schie√üsport wird Schwarzpulver nur noch als Reminiszenz an die Geschichte des Sch√ľtzenwesens verwendet, wo es in verschiedenen Disziplinen des Vorderlader- und Westernschie√üens oder zum Salutschie√üen zum Einsatz kommt. Erh√§ltlich ist Schwarzpulver f√ľr den sportlichen oder jagdlichen Einsatz (als Jagdschwarzpulver) in verschiedenen Korngr√∂√üen die mit dem Buchstaben F (ersatzweise auch P) gekennzeichnet werden (K√∂rnung im mm):

  • Fg = 0,900 - 1,360
  • FFg = 0,670 - 1,360
  • FFFg = 0,508 - 0,870
  • FFFFg = 0,226 - 0,508

Mehlpulver

Mehlpulver (engl. meal) ist die Bezeichnung f√ľr nicht gek√∂rntes Schwarzpulver.

Mehlpulver ist Schwarzpulver, welches nicht gek√∂rnt wurde und sich so wenig f√ľr die Verwendung in Schusswaffen eignet. Wird es zusammengedr√ľckt, verbrennt es nur langsam an der Oberfl√§che (wie z. B. in einer Rakete), ist es zu lose, kann es sich so schnell umsetzen, dass durch den rapiden Druckanstieg der Lauf gesprengt wird. Zudem gelangt das feine Mehlpulver oft nicht durch Einsch√ľtten bis zum Pulversack herunter, sondern bildet vorher einen Pfropfen, so dass die Waffe nicht funktionieren kann. Hinzu kommt, dass Mehlpulver die Eigenschaft hatte, sich beim Transport in den F√§ssern zu entmischen. Gerade auf den ruckeligen Pferdekarren kam es oft dazu, dass nach dem Transport die drei Grundbestandteile in Schichten vorlagen.

Mehlpulver wurde fr√ľher oft als Sprengpulver in M√∂rsern, in Brandkugeln oder als sogenanntes Z√ľndkraut in Steinschloss-, Radschloss- oder Luntenschlosswaffen benutzt. Heute wird es in der Feuerwerkerei verwendet, um den Abbrand einzustellen und damit den Effekt passend zur Geltung zu bringen.

Sprengpulver

Schwarzpulver (der älteste bekannte Explosivstoff) wird als Sprengpulver, je nach Verwendung, den Sprengstoffen oder auch den Schießstoffen bzw. den pyrotechnischen Chemikalien zugeordnet. Die sprengtechnischen Eigenschaften sind jedoch abhängig von der Restfeuchte, der Körnigkeit, der Durchmischung und der Zusammensetzung des Pulvers, sowie von der Ladungsmenge, der Verdämmung und der Einbringung der Ladung (Bohrloch oder aufgelegte Ladung).

Ein wichtiger Einsatzort ist im Steinbruch zur Gewinnung wertvoller Werksteine wie Marmor oder Granit. Aufgrund der stark zerst√∂renden Wirkung von Detonationssprengstoffen kommen diese dort nicht zum Einsatz. Da Sprengpulver nicht brisant ist, sondern schiebende Wirkung hat, wird das Gestein relativ schonend losgebrochen, man erh√§lt Bruchst√ľcke in verwendbarer Gr√∂√üe und es entstehen keine Haarrisse. Nach dem Aufkommen moderner S√§gemethoden verliert dieses Verfahren jedoch zunehmend an Bedeutung.

Rechtliche Hinweise

In der Schweiz ist Schießpulver in Jagdgeschäften frei erhältlich.

Schwarzpulver unterliegt den allgemeinen rechtlichen Regelungen f√ľr pyrotechnische Gegenst√§nde, da es als Chemikalie als pyrotechnischer Satz gilt. Spezielle Regelungen f√ľr offenes und verbautes Schwarzpulver sind:

  • In der Schweiz ist jede Privatperson zum Erwerb von Schwarzpulver berechtigt. Der Verkauf an Kinder ist beschr√§nkt oder verboten. [9] Die Verwendung ist aber im Pyrotechnikgesetz (√Ėsterreich) bzw. Sprengstoffgesetz (Schweiz) sowie den entsprechenden Durchf√ľhrungsverordnungen streng geregelt.
  • In Deutschland sind Privatpersonen zum Erwerb von Schwarzpulver berechtigt, sofern sie √ľber eine entsprechende Erlaubnis nach ¬ß 7 oder ¬ß 27 SprengG verf√ľgen. Voraussetzung daf√ľr ist die erfolgreiche Teilnahme an einem entsprechenden Lehrgang mit einer Pr√ľfung gem√§√ü ¬ß 32 der Ersten Verordnung zum Sprengstoffgesetz. Landl√§ufig werden solche Lehrg√§nge auch B√∂llerlehrgang oder Vorderladerlehrgang genannt. Zu diesen Lehrg√§ngen werden nur Personen zugelassen, die gem√§√ü ¬ß 34 der Ersten Verordnung zum Sprengstoffgesetz eine sogenannte Unbedenklichkeitsbescheinigung vorlegen, die, abh√§ngig von den jeweiligen beh√∂rdlichen Zust√§ndigkeiten, z. B. vom Landratsamt oder vom Gewerbeaufsichtsamt ausgestellt wird. Im privaten Bereich wird nach erfolgreichem Lehrgang (nachgewiesen durch ein amtliches Zeugnis) und bei Vorliegen eines berechtigten Bed√ľrfnisses (Brauchtum bei B√∂llersch√ľtzen und Aus√ľben des entsprechenden Schie√üsportes bei Vorderlader-Sch√ľtzen) eine Erlaubnis nach ¬ß 27 SprengG zum Umgang mit B√∂llerpulver / Schwarzpulver im privaten Bereich, die sogenannte "27-er Erlaubnis" ausgestellt, die vom √∂rtlich zust√§ndigen Landratsamt erteilt wird. Die private Herstellung von Schwarzpulver ist nach deutschem Recht verboten.

Erwerb, Besitz und Umgang ist dem gepr√ľften Pyrotechniker oder Sprengberechtigten prinzipiell gestattet.

Rechtshinweis Bitte den Hinweis zu Rechtsthemen beachten!

Literatur

  • Manuel Baetz: Schwarzpulver f√ľr Survival ‚Äď Band 1 ‚Äď Improvisation von Schwarzpulver und √§hnlichen Mischungen. SurvivalPress, 2004, ISBN 3-937933-07-7.
  • Richard Escales: Schwarzpulver und Sprengsalpeter. SurvivalPress, 1914, ISBN 3-8330-1124-6 (Nachdruck 2003).
  • Thomas Fatscher, Helmut Leiser: Ausarbeitung zum neuen Waffenrecht. Kr√ľger Druck + Verlag, Dillingen/Saar 2003, ISBN 3-00-012000-9.
  • Jochen Gartz: Vom griechischen Feuer zum Dynamit - Eine Kulturgeschichte der Explosivstoffe. E. S. Mittler & Sohn, Hamburg 2007, ISBN 978-3-8132-0867-2.
  • Fritz Seel: Geschichte und Chemie des Schwarzpulvers. Le charbon fait la poudre in Chemie in unserer Zeit 22 (1988) 9-16. doi:10.1002/ciuz.19880220103

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ‚ÜĎ Sprengstoffwerk Gnaschwitz GmbH (Hrsg.): Technisches Datenblatt Sprengpulver THH. Sch√∂nebeck.
  2. ‚ÜĎ Horst Roschlau: Sprengen - Theorie und Praxis. Verlag f√ľr Grundstoffindustrie, Leipzig 1993, ISBN 3-342-00492-4.
  3. ‚ÜĎ www.liebenburg.de: Ortschaft D√∂rnten. Abgerufen am 13. Juli 2010.
  4. ‚ÜĎ WANO Schwarzpulver GmbH, Kunigunde 14, 38704 Liebenburg.
  5. ‚ÜĎ Fragment Opus Tertium, Winchester College Ms. 39.
  6. ‚ÜĎ Fritz Seel: Geschichte des Schwarzpulvers, Chemie in unserer Zeit, Verlag Chemie, Weinheim, 22. Jahrgang, Feb. 1988, S. 9.
  7. ‚ÜĎ Fritz Seel: Geschichte des Schwarzpulvers, Chemie in unserer Zeit, Verlag Chemie, Weinheim, 22. Jahrgang, Feb. 1988, S. 9.
  8. ‚ÜĎ Relics of the Kamikaze.
  9. ‚ÜĎ http://en.wikipedia.org/wiki/Gun_politics_in_Switzerland#Historical_Firearms (ohne Datum).
  10. ‚ÜĎ Siehe/suche "gunpowder".

Wikimedia Foundation.

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  • Schwarzpulver ‚ÄĒ SchwaŐ£rz|pul|ver [wegen der Farbe (?) oder nach einem legend√§ren dt. Franziskanerm√∂nch Berthold Schwarz (Bertholdus Niger, ca. 1310‚Äď1388) (?)]: schw√§rzlichgraues, entz√ľndbares u. explosionsf√§higes Pulver aus ca. 75 % Kaliumnitrat, 15 % Holzkohle… ‚Ķ   Universal-Lexikon

  • Schwarzpulver ‚ÄĒ Schwarzpulvern demFinanzamtverheimlichtesGeld.‚á®Pulver1.Finanzamtsdeutsch1950ff,Berlin ‚Ķ   W√∂rterbuch der deutschen Umgangssprache

  • Schwarzpulver ‚ÄĒ SchwaŐ£rz|pul|ver ‚Ķ   Die deutsche Rechtschreibung

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  • Sprengpulver ‚ÄĒ Schwarzpulver war der erste Explosivstoff, der als Schie√üpulver f√ľr Treibladungen von Schusswaffen verwendet wurde. Als Sprengpulver ist es ein Sprengmittel. Heute wird es als Korn oder Mehlpulver haupts√§chlich in der Pyrotechnik, insbesondere… ‚Ķ   Deutsch Wikipedia


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