Buskruit

Buskruit is een explosieve stof die gebruikt wordt om projectielen af te schieten, om vuurpijlen voort te stuwen en in vuurwerk voor het maken van knallen. Ook werd het met name vroeger wel in de mijnbouw gebruikt.

We onderscheiden rookzwak kruit dat in moderne munitie wordt gebruikt en dat van nitrocellulose wordt gemaakt, en het ouderwetse zwarte buskruit. Dit laatste is een mengsel van ca 75% kaliumnitraat (salpeter), 10% zwavel en 15% houtskool, ieder afzonderlijk fijn gepoederd en vermengd. Het resulterende gemengde poeder is brandbaar maar de effectiviteit van het mengsel kan nog belangrijk worden verbeterd door het onder toevoeging van water nog een poos samen te malen in een kruitmolen waardoor een veel inniger vermenging van de bestanddelen wordt bereikt, gevolgd door persen tot koeken onder hoge druk, en deze koeken te breken en op korrelgrootte te zeven. Hierna volgt voor de grotere korrels nog een grafiteringsstap om de korrels beter te laten vloeien. Na droging is het mengsel gemakkelijk tot ontbranding te brengen, een elektrostatische ontlading of een flinke stoot die wrijvingswarmte veroorzaakt kan hiervoor genoeg zijn. Buskruit kan wegens het ontbrandingsgevaar alleen nat worden gemalen. De hevigheid van de verbrandingsreactie hangt zowel af van de mengverhouding als van de korrelvorm en de korrelgrootte waarin het mengsel is gebracht.

Bij de verbranding ontleedt het kaliumnitraat waarbij zuurstofgas vrijkomt dat reageert met de koolstof en zwavel onder vrijkomen van warmte en een aantal vaste en gasvormige reactieproducten, met name CO, CO₂, N₂, en SO₂. De vaste producten zijn vooral kaliumoxide, -sulfide en -sulfaat. De verbranding vindt snel plaats maar wordt pas explosief als het kruit opgesloten is in een kleine ruimte. De snelheid van verbranding in het mengsel blijft onder die van het geluid - buskruit detoneert niet.

De explosieve kracht van zwart kruit is daarom betrekkelijk gering. Het verbrijzelt naastliggende structuren niet (wat in de mijnbouw een voordeel kan zijn) maar duwt ze weg. De relatief hoge hoeveelheid vast residu na de explosie is een van de redenen dat zwart buskruit niet meer in geweerpatronen wordt gebruikt - de producten zijn sterk corrosief en tasten de loop aan; ook verraadt de grote rookwolk de plaats van de schutter onmiddellijk.

[bewerk] Reactievergelijking

Twee van de vele mogelijke theoretische reactievergelijkingen voor buskruit zijn

• 10KNO₃ + 8C + 3S --> 2K₂CO₃ + 3K₂SO₄ + 5N₂ + 6CO₂.
• 3C + 2KNO₃ + S --> K₂S + 3CO₂ + N₂.

De hitte vrijgekomen bij deze explosie is 685 kcal/kg en de volume vergrotingsfactor is 5100.

[bewerk] Geschiedenis

Een Mongoolse bom wordt geworpen tegen een aanval van Japanse Samurai gedurende de Mongoolse invasie van Japan, 1281

Buskruit is de oudst bekende explosieve stof. Explosieve mengsels werden al in de 10e eeuw in China gebruikt. De eerste beschrijving van echt buskruit komt voor in de militaire encyclopedie Wu Ching tsung Yao uit ongeveer het midden van de elfde eeuw. In het jaar 1232 werd buskruit gebruikt door de Mongolen bij de belegering van de stad Keifeng. Roger Bacon noemt het in 1248. Het belangrijke en lastig te vinden of te maken ingrediënt salpeter is zeer waarschijnlijk wel aan de chinezen ontleend. De Arabieren kenden in 1240 het salpeter als 'sneeuw van de chinezen'. Eeuwenlang is buskruit daarna gebruikt in steeds vernuftiger wordende vuurwapens.