Krudts brænd-hastighed vs blandingsforhold

[mindthomas]

Hej Kemishow Århus.
Jeg er en 16-årig 2-års studerende på HTX i Holstebro.
Jeg er i gang med et teknologi projekt med hypotesen/problemstillingen om hvilken indflydelse blandingsforholdet i krudt har på brænd-hastigheden.
Vi har på skolen kemikalierne til at fremstille krudtet (Sort-krudt: Kaliumnitrat, svovl/svovlblomme, trækul), og jeg har fået tilladelse til at lave forsøg med forskellige blandingsforhold.
Jeg har tidligere været en flittig læser af jeres side, brevkassen, og forummet her, og ved derfor også de grundlæggende bestanddele af sort krudt. Yderligere har jeg lige bestilt bogen Frede Storborgs bog om Krudt- og fyrværkerikemi.

Men mit spørgsmål til jer er hvordan i vil anbefale at jeg griber dette projekt an. Jeg skal lave en forsøgsrække med krudt, hvor jeg skal finde ud af hvilke hændelser der sker ved forskellige blandingsforhold.
Desuden vil jeg høre om i vil anbefale mig at lave en anden krudt-blanding end sort-krudt til disse forsøg (eks. kaliumnitrat og sukker)

Med Venlig Hilsen
Thomas Jespersen

[Peter I]

Først den kedelige: Du er på kant med loven, og det skal både du og din lærer vide før du starter på noget.

Den faglige: Der er en pokkers masse faktorer der indvirker på brandhastighed, og mange af dem er ikke helt nemme at kontrollere.

Bare lige de væsentligste:
Indbyrdes forhold af komponenter
kemikaliers renhed
kemikaliers partikelstørrelse
kullets kvalitet, askeindhold og træsort
fugtindhold
tid og grundighed komponenterne er malet sammen med
kornstørrelse
porøsitet i korn
ladningstæthed i afbrændingen (hastigheden varierer enormt med indeslutningen)

Dit eneste håb er at nøjes med at kigge på en eller to af faktorerne, og så forsøge at holde alle de andre fast.... men det er ikke nemt!

[CRJ]

Bare lige de væsentligste:
Indbyrdes forhold af komponenter - Hvis I har en analysevægt (0,001g) kan du komme tæt på det optimale vægtforhold.
kemikaliers renhed - Rent trækul? Den er umulig - men hvis du bruger trækul fra samme bøtte er du så sikker som muligt. Pulveriser en god sjat og bland den, så har du et nogenlunde ensartet trækulslager at tage fra både mht. partikelstørrelse og partiklernes indbyrdes kemiske sammensætning.
kemikaliers partikelstørrelse
kullets kvalitet, askeindhold og træsort
fugtindhold - Hvis I har eksikatorer kan du opbevare komponenterne her (hvis muligt) og sørge for at have dem ude kun til forsøg og arbejde hurtigst muligt.
tid og grundighed komponenterne er malet sammen med
kornstørrelse
porøsitet i korn
ladningstæthed i afbrændingen (hastigheden varierer enormt med indeslutningen)

Sortkrudt er besværligt... Disse er mine bedste ideer til at sørge for konsistens i din forsøgsrække.

[mindthomas]

Først den kedelige: Du er på kant med loven, og det skal både du og din lærer vide før du starter på noget.

Den faglige: Der er en pokkers masse faktorer der indvirker på brandhastighed, og mange af dem er ikke helt nemme at kontrollere.

Bare lige de væsentligste:
Indbyrdes forhold af komponenter
kemikaliers renhed
kemikaliers partikelstørrelse
kullets kvalitet, askeindhold og træsort
fugtindhold
tid og grundighed komponenterne er malet sammen med
kornstørrelse
porøsitet i korn
ladningstæthed i afbrændingen (hastigheden varierer enormt med indeslutningen)

Dit eneste håb er at nøjes med at kigge på en eller to af faktorerne, og så forsøge at holde alle de andre fast.... men det er ikke nemt!

Tak for jeres svar.

Først vil jeg gerne lige have uddybet dét med at vi er på kanten med loven. Jeg er helt med på at det ikke er lovligt at fremstille krudt, og at det i realiteten er dette vi gør her. Dog har min lærer givet tilladelse til dette, så længe det foregår uden for! Men altså det er ikke lovligt, eller hvordan når det er skoler og kemi-lærere?

Ang. faktorerne, så var meningen fra starten også kun at ændre på én og højest to parametre, og jeg ved vi har en analyse-vægt, men er faktisk i tvivl om vi har en morter
Men jeg vil vende tilbage når jeg ved mere, har brug for hjælp (spørgsmål mm.), eller har nyt om projektet.

Thomas

[vagtborg]

hvis der er en kemi lærer, findes der helt sikkert også en morter og dertil hørende pistel.
Prøv med forskellige typer af kul, og husk at granulere melet ellers har du "bare langsom brænende mel krudt.

[CRJ]

Lov om våben og eksplosivstoffer (https://www.retsinformation.dk/Forms/R0 ... ?id=125806) - men jeg går ud fra at du mere er interesseret i en forklaring af dem end den egentlige ordlyd.
Essensen er at krudt er ulovligt, så er det i princippet ligemeget om man er skole, universitet, privatperson eller industrivirksomhed.
Nu skal jeg ikke male nogen på væggen, men strengt taget er der tale om "hjemmelavet fyrværkeri".

[mindthomas]

Hej.
Jeg har nu læst op på reglerne, og må derfor også erkende at dette jeg er ved at lave faktisk ikke er lovligt
Dog vil jeg ikke lade dette stoppe mig, da jeg har fået lov til det af skolen og kemi-læreren - så må det være dem der hænger på det...

I mandags forsøgte jeg at fremstille en sort-krudt blanding, ved først at morte (og jo, vi havde en morter, hvilket jeg egentlig også godt vidste) trækullet, dernæst blande trækul, svovlblomme og kaliumnitrat i forholdet (75% KNO3, 15% Trækul, 10% svovl). Denne blanding mortede jeg nu igen og hældte den ud på et stykke papir.
Ligetil var det dog ikke at få sat ild til, for hver gang jeg stak en tændstik ned i blandingen, gik den ud

Derfor rullede jeg ca. 3 gram ind i et stykke toiletpapir, og satte ild til dette. Der gik nu ild i blandingen, men den brændte ret langsomt?
For at se om dette havde noget at gøre med toiletpapiret lavede jeg en kemisk lunte (Kaliumpermanganat og propantriol) og fik på den måde tændt blandingen. Den brændte dog stadig langsomt?

Nu går hele dette projekt jo faktisk ud på at teste denne hypotese jeg har opstillet: Hvor stor er forskellen på sort-krudts brændhastighed ved forskellige koncentrationer af Kaliumnitrat, Trækul og Svovl?
Dette er dog lidt svært hvis blandingen ikke brænder, som man forventede den ville, fra starten af! Skyldes dette at blandingen ikke er "stampet"?

Med Venlig Hilsen
Thomas Jespersen

[Peter I]

Den optimale blanding er opnået ved erfaring i løbet af ca. 1000 år: 75-15-10

Lidt mere salpeter skulle i princippet gøre den lidt hurtigere, men ellers er afvigelse fra den klassiske opskrift ikke nogen fordel.

Kullet er meget vigtigt. Det skal være trækul med lavt askeindhold. Jeg har engang forsøgt med "aktivt kul" i forbindelse med et foredrag, og det var en total fuser.

"Indkorporeringen" er også ekstremt vigtig. Stampemølle, kuglemølle eller kollergang er måderne det har været gjort på.
Hvis du bearbejder dit krudt i riveskålen (det du kalder en morter) i en halv times tid, vil du formodentligt også se en forskel.

[mindthomas]

Indkorporeringen" er også ekstremt vigtig. Stampemølle, kuglemølle eller kollergang er måderne det har været gjort på.

Jeg har spurgt efter disse på skolen, men det er altså ikke noget vi har...
Jeg vil forsøge at male en blanding endnu finere og så se om det hjælper, men har i ellers andre idéer? Er dette den eneste mulighed for at få lidt fart på det?

[Gl00d]

Jeg læste engang noget om at man kan granulere krudtet til små klumper eller noget, jeg tror det var det Vagtborg ville sige?

Jag kan dog ikke udtale mig om nogle konkrete effekter da jeg ikke har prøvet de forskellige ting af... Det er et enormt arbejde at lave ordenligt sort krudt så jeg gad simpelhen ikke.

[soul-skater]

Ja, godt sort krudt er sort magi! Og et håndværk

Hvis du får fat i en kuglemølle, så huske at bruge et medie der ikke kan gnistre, som rustfrit, messing, glas, bly, keramiske, etc.

[Peter I]

Jeg læste engang noget om at man kan granulere krudtet til små klumper eller noget, jeg tror det var det Vagtborg ville sige?

Jag kan dog ikke udtale mig om nogle konkrete effekter da jeg ikke har prøvet de forskellige ting af... Det er et enormt arbejde at lave ordenligt sort krudt så jeg gad simpelhen ikke.

Det er korrekt, det kommer efter inkorporeringen.
Skal det være ordentligt, så tilsættes en lille smule vand, og krudtet presses under højt tryk til en sammenhængende meget hård kage. Den brydes så op i småstykker, der sorteres efter størrelse. Fraktionerne tromlepoleres med grafit.... og så er der krudt!
Jo finere granulat, jo hurtigere forbrænding (indtil det kammer over, og er for fint til at flammen kan spredes mellem kornene).

[vagtborg]

ja dit melkrudt skal granuleres, ellers er det ikke potent nok. jeg har tidligere lavet små mængder helt fra bunden. med balsa trækul (hjemmelavet). prøv med forskellige typer der er stor forskel. balsa, pil, grankogler, og finheden af pulveret er meget vigtigt

fremgangsmåde:
kom mikset i en kuglemølle med glas kugler, for at undgå gnister. efter adskellige timer blandes mikset med vand og ethanol, husk at tilsætte lidt dextrin for at binde.
Derefter præses det gennem en køkkensi, lad det hele tørre. og vupti nu har du sort krudt. det virker bedre end mange af de videoer på tuben med div. flash pulvre.
men det hele tager altså meget lang tid at lave, det er det jeg elsker ved sort krudt

[mindthomas]

Jeg har besluttet at jeg forsøger mig med det "langsomme mel-krudt". Jeg tror også det er nemmere at måle forbrændingshastigheden på dette!
Min forsøgsmetode er at lave 3 x-antal meter lang bane af forskellige krudtblandinger (beskrevet herunder), sætte ild til dem enkeltvis, og så måle hvor lang tid det tager for dem at brænde.

Dette er mine nuværende forsøgsrækker:
1. Ens blandingsforhold (standard=75-15-10), men forskel på morter-tiden (hvor lang tid blandingen er mortet)
a. En blanding slet ikke mortet, barer røret sammen
b. En blanding mortet i 15 minutter
c. En blanding mortet i 30 minutter
Hvad er forskellen på forbrændingshastigheden

2. Ens morter-tid, men forskel på blandingsforholdet
a. En blanding med forholdet: 69-18-13
b. En blanding med forholdet: 75-15-10
c. En blanding med forholdet: 81-12-7
Hvad er forskellen på forbrændingshastigheden


I må meget gerne kommentere på dette, da jeg også er på lidt bar bund med udførslen af disse forsøg.

[Peter I]

Fyld det i sugerør eller lignende i stedet. Der vil være en tendens til at flyvende gnister tænder stregen længere henne end flammen egentligt er nået.