Brontekst bekijken van Buskruit

[[Bestand:Black Powder-1.jpg|thumb|Buskruit]]'''Buskruit''' is een [[explosief]] mengsel dat gebruikt wordt om [[projectiel]]en af te schieten, om [[vuurpijl]]en voort te stuwen en als uitstootlading in [[vuurwerk]].

Vroeger werd buskruit ook in de [[mijnbouw]] gebruikt. Ook al bestaan tegenwoordig krachtigere mengsels ([[rookzwak kruit]]), het ''zwartkruit'' (zwart buskruit) is nog steeds het meest gebruikte mengsel in pyrotechnische installaties, vooral vanwege de grote stabiliteit van het mengsel, waardoor het niet snel zal ontbranden na een flinke slag of stoot.

== Geschiedenis ==
[[Bestand:Mōko Shūrai Ekotoba.jpg|thumb|Een Mongoolse bom wordt geworpen tegen een aanval van Japanse Samurai gedurende de Mongoolse invasie van Japan, 1281]]
Buskruit is het oudst bekende explosieve mengsel. Explosieve mengsels werden al in de [[9e eeuw]] in [[Chinese keizerrijk|China]] gemaakt. <ref>[https://web.archive.org/web/20160428190355/http://chemistry.about.com/od/historyofchemistry/a/gunpowder.htm Gunpowder], about.com</ref>  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 [[Mongoolse Rijk|Mongolen]] bij de belegering van de stad [[Kaifeng]]. 

De eerste schriftelijke vermeldingen van buskruit in Europa komen voor in de teksten [[Opus Majus]] (1267) en Opus Tertium van de Engelse wetenschapper [[Roger Bacon]]. 

Het belangrijke, maar lastig te vinden of te maken ingrediënt [[salpeter]] is zeer waarschijnlijk wel aan de Chinezen ontleend. De [[Arabieren]] kenden in 1240 salpeter als 'sneeuw van de Chinezen'. Eeuwenlang is buskruit daarna gebruikt in steeds vernuftiger wordende [[vuurwapen]]s.

== Samenstelling ==
De oudste vorm is ''zwart buskruit'', dat bestond uit een poeder (''sas'') van salpeter (gewoonlijk [[kaliumnitraat]]), [[houtskool]] en [[zwavel]], gemengd in de respectievelijke massaverhoudingen 75/15/10, of als zwavelloze variant: kaliumnitraat/houtskool 82/18. Als alle ingrediënten fijn gepoederd en vermengd zijn, heet het mengsel ''green powder'' of slangenpoeder; het mengsel verbrandt traag en laat veel residu achter. Als het mengsel nog een paar uur met een [[kogelmolen]] wordt gemalen, heet het resulterende mengsel ''meal powder'' (letterlijk: 'meelkruit'). Dit is zeer brandbaar en prima bruikbaar voor uitstootladingen in raketten en vuurpijlen; bovendien laat het vrij weinig tot geen residu achter. De grondstoffen moeten zeer zuiver zijn. Vooral het salpeter, oorspronkelijk uit mestkelders en dergelijke gewonnen, was schaars.

Einde 19e eeuw werd het [[rookzwak kruit]] ontwikkeld. Dit bestaat uit [[cellulosenitraat]] en [[nitroglycerine|glycerinenitraat]] en het wordt, in allerlei vormen, in moderne [[munitie]] gebruikt.

De effectiviteit van het mengsel kan nog belangrijk worden verbeterd door het onder toevoeging van water (en soms [[dextrine]]) nog een poos samen te malen in een kogelmolen, en vervolgens te drogen en te zeven. Hierdoor wordt een veel inniger vermenging van de bestanddelen bereikt. Men spreekt dan van ''pulverone''. Voor een nog beter resultaat kan dit mengsel onder hoge druk tot koeken geperst worden en deze koeken te breken en op korrelgrootte te zeven. Hierna volgt voor de grotere korrels nog een [[grafitering]]sstap om de korrels beter te laten vloeien.

Na droging is het mengsel gemakkelijk tot ontbranding te brengen, een elektrostatische ontlading 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. Ook is uit ervaringen gebleken dat het soort gebruikte houtskool erg van belang is voor de kwaliteit van het buskruit. Zo worden vooral houtskool van zachte houtsoorten als [[wilg]]en, [[Paulowniaceae|paulownia]], [[hennep]] of [[Balsa (houtsoort)|balsa]]hout gebruikt. Soms worden de mengverhoudingen wat aangepast (afhankelijk van het doel waarvoor het mengsel wordt gebruikt). Kaliumnitraat is beter dan [[natriumnitraat]] of [[ammoniumnitraat]], omdat die te [[hygroscopisch]] zijn. In het verleden werd ook wel gebruikgemaakt van het veel goedkopere calciumnitraat, maar ook dit zout is hygroscopisch. Ammoniumnitraat is zelfs helemaal niet goed bruikbaar, omdat dit de neiging heeft te ontleden, waardoor het de houtskool en de zwavel niet oxideert. Dit resulteert in een lage brandsnelheid.

== Explosiereactie ==
Bij de verbranding ontleedt het kaliumnitraat waarbij [[Dizuurstof|zuurstofgas]] vrijkomt dat reageert met de [[koolstof]] en [[zwavel]] onder ontwikkeling van warmte en een aantal vaste en gasvormige [[reactieproduct]]en, met name [[koolstofmonoxide|CO]], [[koolstofdioxide|CO<sub>2</sub>]], [[Stikstof (element)|N<sub>2</sub>]] en [[zwaveldioxide|SO<sub>2</sub>]]. 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 [[detonatie|detoneert]] niet. Overigens kloppen onderstaande reacties niet helemaal, aangezien houtskool behalve koolstof ook [[potas]] (kaliumcarbonaat) en andere zouten bevat. Dit kaliumcarbonaat is een belangrijke [[katalysator]]. Het is daarom niet mogelijk buskruit te maken van pure koolstof.

De explosieve kracht van zwart kruit is betrekkelijk gering. Het verbrijzelt naastliggende structuren niet (wat in de mijnbouw een voordeel kan zijn) maar duwt ze weg. De relatieve 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 ([[Zwaveligzuur|H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>]] en [[Kaliumoxide|K<sub>2</sub>O]] tasten de loop aan). Ook verraadt de grote rookwolk onmiddellijk de plaats van de schutter.

De vorm van de kruitkorrels heeft invloed op de snelheidsopbouw van het projectiel tijdens de verplaatsing door de loop van het wapen (zie ''[[inwendige ballistiek]]''). Bij bolvormige kruitkorrels neemt het brandende oppervlak (en dus de druktoename) gestaag af. Bij kruitkorrels met een binnenkant (bijvoorbeeld bij de [[Cilinder (meetkunde)|cilinder]]vorm) blijft het brandende oppervlak constant, of neemt gedurende enige tijd zelfs toe.

== Reactievergelijking ==
Twee van de vele mogelijke theoretische [[reactievergelijking]]en voor buskruit zijn

:<chem>10KNO3 + 8C + 3S -&gt; 2K2CO3 + 3K2SO4 + 5 N2 + 6 CO2</chem>
:<chem>2KNO3 + 3C + S -&gt; K2S + 3CO2 + N2</chem>
De warmte vrijgekomen bij deze explosie is 2860 [[kilojoule|kJ]]/[[kg]] en de volumevergrotingsfactor is 5100. Inderdaad: links in de reactievergelijkingen staan vaste stoffen, die dus weinig volume innemen. Rechts in de reactievergelijkingen staan gassen, die dus meer volume innemen. Het zijn ook gassen die een projectiel voortstuwen.

Uit de reactievergelijkingen blijkt ook in welke verhoudingen de bestanddelen gemengd moeten worden. De eerste reactievergelijking geeft 10&nbsp;mol salpeter = 1010&nbsp;g, 8&nbsp;mol koolstof = 96&nbsp;g en 3&nbsp;mol zwavel = 96&nbsp;g, of een massaverhouding 84:8:8. De tweede reactievergelijking geeft 2&nbsp;mol salpeter = 202&nbsp;g, 3&nbsp;mol koolstof = 36&nbsp;g en 1&nbsp;mol zwavel = 32&nbsp;g, of een massaverhouding 75:13:12.

== Zie ook ==
*[[Berthold Schwarz]]

== Externe link ==
* {{en}}[https://web.archive.org/web/20080202165055/http://www.geocities.com/jswortham/gunpowder.html Buskruitfabricage]. Oude, maar zeer grondige behandeling van de samenstelling, fabricage, eigenschappen en reacties bij de verbranding van zwart buskruit.
{{Appendix|2=
{{References}}
}}

[[Categorie:Explosief]]