d. i. auf 1 Volumen der Mischung nur etwa 7,28 Volumen Gas. Aus diesen
Gründen vermischt man den Salpeterschwefel entweder mit Kohle oder mit
Mehlpulver. Ein solches Gemisch, das sich durch die Praxis bewährt hat
und den Namen =grauer Satz= führt, besteht aus 93,46 Proc.
Salpeterschwefel und 6,54 Mehlpulver. Dieses Gemisch wird als
Grundmischung für andere Sätze benutzt, die langsam verbrennen und
dabei intensives Licht entwickeln sollen. Bezüglich der
Lichtentwickelung ist der graue Satz eine vorzügliche Mischung, weil
sich bei der Verbrennung desselben ein nicht flüchtiges und
unschmelzbares Salz, Kaliumsulfat bildet, das in der Flamme der
verbrennenden Mischung zum Glühen gebracht wird. Alle Leuchtsätze, die
bei ihrer Verbrennung =farbiges= Licht erzeugen sollen, müssen nach
jenem Princip angefertigt sein, und namentlich muss das Salz, welches
die Färbung erzeugen soll, bei der Temperatur der Verbrennung des
Satzes noch feuerbeständig sein.
[Sidenote: Mischungen von Kaliumchlorat.]
[Sidenote: Frictions-Zündsatz.]
[Sidenote: Satz zu Zündnadelgewehren.]
Das Kaliumchlorat KClO_{3} giebt im Gemisch mit brennbaren Körpern
seinen Sauerstoff vollständig, leichter und mit grösserer Schnelligkeit
als der Salpeter ab. Man benutzt daher dieses Salz als Gemengtheil zu
Sätzen, bei denen schnelle Entzündlichkeit und schnelle Verbrennung in
Betracht kommen. Ein Gemisch von Kaliumchlorat (80 Gewichtsth.) mit
Schwefel (20 Gewichtsth.), =Chlorkalischwefel= genannt, wurde früher
als Zusatz zu den schnell verbrennlichen Theilen solcher
Feuerwerkssätze benutzt, welche aus langsamer verbrennlichen Salzen
bestanden. Ein Gemenge von Schwefel, Kohle und Kaliumchlorat stellt ein
sehr wirksames Percussionspulver dar. Ein Gemenge von gleichen
Gewichtstheilen Schwefelantimon und Kaliumchlorat wird ausschliesslich
zur =Zündung= gebraucht; es ist durch Reibung, Schlag und Stoss
entzündlich und findet zur Entzündung des Schiesspulvers mittelst der
sogenannten Schlagröhren in groben Geschützen Anwendung. Noch sicherer
wirkt die =Armstrong='sche Mischung, aus rothem Phosphor und
Kaliumchlorat bestehend. Der Satz für =Zündnadelgewehre= besteht
entweder aus einem Gemenge von Kaliumchlorat und Schwefelantimon oder
aus einer Knallquecksilbermischung. Folgende Vorschrift liefert ein
gutes Präparat: 16 Th. Kaliumchlorat, 8 Th. Schwefelantimon, 4 Th.
Schwefelblumen, 1 Th. Kohlenpulver werden mit etwas Gummiwasser oder
Zuckerwasser angefeuchtet, worauf man noch fünf Tropfen Salpetersäure
hinzusetzt. Von diesem Satze befindet sich eine kleine Menge (die
Zündpille) an der Patrone. Die Reibung einer im Augenblicke des
Abdrückens schnell vorwärts geschobenen stählernen Nadel bewirkt die
Entzündung des Satzes. In England bedient man sich wieder der obigen
Mischung aus amorphem Phosphor und Kaliumchlorat. Die =explosiven
Körper= und ihre Anwendbarkeit in der Kriegsfeuerwerkerei sind, wenn
man von dem Knallquecksilber absieht, noch nicht gehörig studirt.
Beachtung und Verwendung verdienen der =Nitromannit= (Knallmannit), die
=pikrinsauren Alkalien= und vor Allem das weiter unten erwähnte
=Nitroglycerin=. =Dessignolle=, welcher bei der Bereitung des Pulvers
den Salpeter durch Kaliumpikrat ersetzen will, sah bei der Explosion
des pikrinsauren Kaliums verschiedene Produkte sich bilden, je nachdem
die Entzündung in freier Luft ([Greek: a]) oder unter Druck ([Greek:
b]) stattfand. Es bilden sich in beiden Fällen:
[Greek: a]) 2C_{6}H_{2}K(NO_{2})_{3}O = K_{2}CO_{3} + 5C + 2N + NO +
Kaliumpikrat NO_{2} + 4CO_{2} + 2CHN.
[Greek: b]) " = K_{2}CO_{3} + 6C + 3N + 5CO_{2} + 2H_{2} + O.
Auch das =Knallanilin= (chromsaures Diazobenzol, durch die Einwirkung
von salpetriger Säure auf Anilin und Fällen des Produktes mit einer
salzsauren Lösung von zweifach-chromsaurem Kali erhalten), ist nach
=Caro= und =Griess= ein Körper, welcher das Knallquecksilber ersetzen
könnte.
[Sidenote: Brandsätze.]
Die =Brandsätze= bestehen wesentlich aus Mehlpulver und grauem Satz,
und gewissen organischen Substanzen wie Pech, Harz, Theer, die sich
leicht entzünden und leicht verbrennlich sind, zu ihrer vollständigen
Verbrennung jedoch eine viel längere Zeit brauchen, als die am
langsamsten verbrennenden Feuerwerkssätze. Die Temperatur, die sich bei
der Verbrennung der Sätze erzeugt, ist eine viel höhere, als die zum
Entzünden von Holz erforderliche, sie ist aber zu schnell
vorübergehend, um eine Entwickelung der brennbaren Gase aus dem Holze,
die zum Fortbrennen desselben nothwendig ist, zu bewirken. Eine längere
Zeit währende Hitze erzeugen nur jene organischen Substanzen, indem
sie, durch den Feuerwerkssatz entzündet, Kohlenwasserstoffe entwickeln,
welche die Entzündung von Holz und ähnlichen brennbaren Körpern
bewirken.
[Sidenote: Farbige Feuer.]
Von den Salzen, die zu =farbigen Feuern= Anwendung finden, sind es die
salpetersauren Verbindungen des Baryts, Strontians und des Natrons,
sowie das schwefelsaure Kupferammoniak. Das sogenannte
=Kaltgeschmolzenzeug=, aus grauem Satz, Mehlpulver und Schwefelantimon,
die unter Branntwein zusammengerührt werden, bestehend, wird zum
weissen Feuer benutzt. Die in der Kriegsfeuerwerkerei gebräuchlichen
Mischungsverhältnisse sind folgende, für 100 Theile berechnet:
Grün Roth Gelb Blau Weiss
Kaliumchlorat 32,7 29,7 -- 54,5 --
Schwefel 9,8 17,2 23,6 -- 20
Holzkohle 5,2 1,7 3,8 18,1 --
Bariumnitrat 52,3 -- -- -- --
Strontiumnitrat -- 45,7 -- -- --
Natriumnitrat -- -- 9,8 -- --
Kupfer-Ammon-Sulfat -- -- -- 27,4 --
Salpeter -- -- 62,8 -- 60
Schwefelantimon -- 5,7 -- -- 5
Mehlpulver -- -- -- -- 15[34]
[34] Es ist vielleicht nicht überflüssig, daran zu erinnern, dass das
Zusammenreiben der Materialien sehr gefährliche Explosionen zur
Folge haben kann. Die Materialien sind =einzeln= fein zu reiben
und blos mit der Hand unter einander zu mengen.
Eine schöne =weisse= Flamme, welche mit einem prachtvoll blauen Rande
umgeben ist, erhält man nach =Uhden= aus 20 Th. Salpeter, 5 Th.
Schwefel, 4 Th. Schwefelkadmium und 1 Th. Kohle. Chlorthallium giebt in
geeigneter Mischung eine prächtig grüne Flamme. Das =Magnesiumlicht=
ist gleichfalls zu pyrotechnischen Zwecken in neuerer Zeit
vorgeschlagen worden.
Unter den die Farbe ertheilenden Salzen sind selbstverständlich
diejenigen die vorzüglichsten, deren Säure durch Sauerstoffabgabe den
Verbrennungsprocess zu unterstützen im Stande ist. In dieser Beziehung
würden die chlorsauren Salze der die Färbung ertheilenden Basen die
vortheilhaftesten sein, da die Chlorsäure ihren Sauerstoff leichter und
vollständiger abgiebt als die Salpetersäure. Der Anwendung dieser Salze
stehen aber mehrere Hindernisse entgegen: sie werden theils an der Luft
leicht feucht, theils zersetzen sie sich ausserordentlich leicht, sogar
freiwillig und unter Explosion, endlich sind sie noch nicht durch den
Handel zu beziehen. -- Anstatt der salpetersauren Salze des Bariums und
Strontiums wendet man auch häufig die Carbonate derselben an. Nach
=Dessignolle= und =Casthelaz= lassen sich prächtige farbige Flammen mit
pikrinsaurem Ammoniak erhalten und zwar aus folgenden Mischungen:
Gelb { Pikrins. Ammoniak 50
{ Pikrins. Eisenoxydul 50
Grün { Pikrins. Ammoniak 48
{ Salpeters. Barium 52
Roth { Pikrins. Ammoniak 54
{ Salpeters. Strontium 46
b) _Nitroglycerin_.
[Sidenote: Nitroglycerin.]
Das =Nitroglycerin= (Sprengöl, Nitroleum, Trinitrin, Glycerylnitrat,
Glonoïn) wurde im Jahre 1847 im Laboratorium von Professor =Pelouze= in
Paris durch =Sobrero= entdeckt, von dem Schweden =Alfred Nobel= im Jahre
1862 aber zuerst fabrikmässig dargestellt und als Sprengmaterial in die
Technik eingeführt. Es hat die Formel C_{3}H_{5}N_{3}O_{9} oder
C_{3}H_{5}} O_{3}, es ist mithin Glycerin C_{3}H_{5}} O_{3}, in welchem 3
At. (NO_{2})_{3}} H_{3}} durch 3 At. NO_{2} ersetzt sind. Bei der
Verbrennung desselben geben 100 Theile
Wasser 20 Th.
Kohlensäure 58 "
Sauerstoff 3,5 "
Stickstoff 18,5 "
---------
100,0 Th.
Da das spec. Gewicht des Sprengöls 1,6 ist, so giebt 1 Vol. davon bei der
Verbrennung
Wasserdampf 554 Vol.
Kohlensäure 469 "
Sauerstoff 39 "
Stickstoff 236 "
---------
1298 Vol.
Nach in Belgien angestellten Versuchen bilden sich bei der Verbrennung
des Nitroglycerins grosse Mengen von Stickoxydul und kein freier
Sauerstoff; der Vorgang bei der Explosion lässt sich mithin durch
folgende Gleichung veranschaulichen:
2 Molek. } { Kohlensäure 6CO_{2}
Nitroglycerin C_{3}H_{5}N_{3}O_{9} } = { Wasser 5H_{2}O
} { Stickoxydul N_{2}O
} { Stickstoff 4N
Nach der Angabe =Nobel='s werden bei der Entzündung des Sprengöls diese
Gase auf das Achtfache ihres Volumens ausgedehnt. Mithin gäbe 1 Vol.
Sprengöl 10,384 Vol. Gase, während 1 Vol. Pulver nur 800 Vol. bildet. Die
Kraft des Sprengöls verhält sich folglich zu der des Pulvers
dem Volumen nach wie 13 : 1,
dem Gewichte nach wie 8 : 1.
Zum Zwecke der Darstellung mischt man rauchende Salpetersäure von 49-50°
B. mit der doppelten Gewichtsmenge concentrirter Schwefelsäure. 3300 Grm.
des wohlerkalteten Gemisches von Schwefelsäure und Salpetersäure bringt
man in einen Glaskolben -- anstatt dessen kann man auch einen Topf von
Steingut oder eine Porcellanschale benutzen -- welches in einer mit
kaltem Wasser gefüllten Wanne steht, und lässt dann langsam und unter
beständigem Umrühren 500 Grm. Glycerin von 30-31° B. hineinfliessen. Nach
der von =E. Kopp= (1868) gegebenen Vorschrift wendet man ein vorher
bereitetes Säuregemisch von 3 Th. rauchender Schwefelsäure von 66° B. und
1 Th. rauchender Salpetersäure von 49-50° B. (=Nitrirsäure=) zum Nitriren
des Glycerins an. Auf 350 Grm. Glycerin rechnet man 2800 Grm.
Nitrirsäure. Von grösster Wichtigkeit ist es, eine merkliche Erwärmung
des Gemisches zu vermeiden, indem sonst eine stürmische Oxydation des
Glycerins, mit Bildung von Oxalsäure, eintreten würde. Aus diesem Grunde
muss das Gefäss, in welchem die Umwandlung des Glycerins in Nitroglycerin
stattfindet, fortwährend durch kaltes Wasser von aussen abgekühlt werden.
Ist das Ganze innig gemischt, so lässt man es 5-10 Minuten lang ruhig
stehen und giesst es dann in das fünf- bis sechsfache Volumen kalten
Wassers, welches vorher in rotirende Bewegung versetzt worden ist. Sehr
rasch sinkt nun das entstandene Nitroglycerin in Form eines schweren
Oeles nieder; man sammelt dasselbe durch Decantiren in einem mehr hohen
als breiten Gefässe, wäscht es in demselben einmal mit Wasser, decantirt
dieses und giesst das Nitroglycerin in Flaschen. Dasselbe ist jetzt zum
Verbrauche fertig, wenn auch in diesem Zustande noch etwas säure- und
wasserhaltig, indess bleibt dies ohne Nachtheil, da, wenn das Präparat
bald nach seiner Darstellung verwendet wird, diese Beimischungen auch
seinem Detoniren keineswegs Eintrag thun. Es ist immer anzurathen, das
Nitroglycerin =nie= zu transportiren, sondern den für einen Tag
erforderlichen Bedarf an Ort und Stelle des Verbrauches selbst
darzustellen.
Das Nitroglycerin ist eine ölartige Flüssigkeit von gelber bis
bräunlicher Farbe, schwerer als Wasser. Im Wasser ist es unlöslich,
löslich dagegen in Alkohol, Aether u. s. w. Einer selbst wenig
intensiven, jedoch länger anhaltenden Kälte ausgesetzt, krystallisirt
es in langen Nadeln. Das beste Mittel, Nitroglycerin zur Detonation zu
bringen, ist ein recht kräftiger Stoss und Schlag; übrigens lässt sich
leicht und ohne grosse Gefahr mit ihm umgehen. In dünner Schicht flach
ausgegossen, lässt es sich durch einen brennenden Körper nur schwierig
entzünden und es brennt nur theilweise ab; man kann ein Nitroglycerin
enthaltendes Fläschchen gegen einen Stein werfen, so dass es zerbricht,
ohne dass das Präparat explodirt. Auch lässt es sich durch vorsichtiges
Erwärmen ohne Zersetzung verflüchtigen; fängt es aber dabei lebhaft an
zu kochen, so droht Detonation. Lässt man einen Tropfen Nitroglycerin
auf eine mässig heisse Gusseisenplatte fallen, so verflüchtigt er sich
ruhig; ist die Platte rothglühend, so entzündet sich der Tropfen
unmittelbar und brennt ebenso wie ein Pulverkorn ohne Geräusch ab. Wenn
dagegen die Platte nicht rothglühend, indessen doch so heiss ist, dass
das Nitroglycerin sofort in's Kochen geräth, so zersetzt sich der
Tropfen plötzlich unter heftiger Detonation. Uebrigens kann das
Nitroglycerin, namentlich wenn es unrein und sauer ist, nach Verlauf
einer bestimmten Zeit eine freiwillige Zersetzung erleiden, welche von
Gasentwickelung und Bildung von Oxalsäure begleitet ist. Dieselbe rührt
wahrscheinlich von einer ähnlichen Ursache her, wie die freiwilligen
Explosionen des Nitroglycerins, deren beklagenswerthe Wirkungen durch
die Zeitungen bekannt geworden sind. Da das Nitroglycerin in sehr gut
zugestopften Flaschen eingeschlossen war, so konnten die bei seiner
freiwilligen Zersetzung entstandenen Gase nicht entweichen, übten
folglich einen starken Druck auf das Nitroglycerin aus, und unter
diesen Verhältnissen war der geringste Stoss und die schwächste
Erschütterung hinreichend, die Explosion hervorzurufen. Man muss daher
(nach =K. List=) dafür sorgen, dass die sich entwickelnden Gase
ungehindert entweichen können, was bei ruhigem Stehen durch losen
Verschluss, beim Versenden durch Sicherheitsventile geschehen kann.
Auch durch Vermeidung von Erwärmung lässt sich, wie es scheint, der
Zersetzung vorbeugen. Um das Sprengöl =unexplodirbar= zu machen, löst
=A. Nobel= dasselbe in reinem Holzgeist (Methylalkohol) auf. Aus dieser
Lösung kann man das Nitroglycerin mit allen seinen Eigenschaften durch
Behandeln mit Wasser wieder abscheiden. Zu vorstehendem Vorschlage
bemerkt =Ch. Seely=, dass derselbe in mehreren Beziehungen bedenklich
sei, 1) wegen der Kosten des Holzgeistes und des Nitroglycerinverlustes
beim Auswaschen, 2) wegen der Flüchtigkeit des Holzgeistes, der zum
Theil an der Luft entweicht, so dass das Nitroglycerin ungeschützt
zurückbleiben könne; 3) sei eine chemische Wirkung zwischen beiden
Substanzen wahrscheinlich und 4) sei der Holzgeist und dessen Dampf
sehr entzündlich und gebe letzterer, mit Luft gemischt, ein
explodirendes Gemenge. In Amerika sind noch verschiedene andere
Vorschläge aufgetaucht, das Nitroglycerin unexplodirbar zu machen. So
ist empfohlen worden, dasselbe -- ähnlich wie es =Gale= für
Schiesspulver mittelst Glassand bewirken will -- mit Sand oder einem
ähnlichen Körper zu vermengen, wodurch aber das Gewicht und Volumen
vergrössert und durch die Adhäsion des Sprengöls am Sande Verlust
herbeigeführt wird. =H. Wurtz= macht den sehr beachtenswerthen
Vorschlag, das Nitroglycerin mit einer gleich dichten Lösung von Zink-,
Kalk- oder Magnesianitrat zu einer Emulsion zu verarbeiten und die
Emulsion bei dem Gebrauch mit Wasser zu versetzen, worauf das Sprengöl
sich abscheidet und durch Decantiren von dem Zusatze getrennt werden
kann. =Seely= schlägt endlich vor, der Zersetzung des Sprengöls dadurch
vorzubeugen, dass man darin eine kleine Menge einer Substanz
suspendirt, welche jede Spur der sich etwa bildenden Säure neutralisirt
(ohne dabei jedoch ein Gas zu bilden). Der Geschmack des Nitroglycerins
ist zuckerartig, zugleich aber brennend und gewürzhaft. Es wirkt
giftig; schon in sehr kleinen Dosen verursacht es heftigen Kopfschmerz.
Sein Dampf wirkt ähnlich und dieser Umstand könnte der Verwendung des
Präparates in tiefen Stollen und auf wetternöthigen Strecken, wo die
Dämpfe nicht so leicht abziehen können, wie bei Steinbruchs- und
Tagebauen, möglicherweise hinderlich sein. Rationeller ist der
Vorschlag von =E. Kopp= in Saverne. Danach sollen die Steinbrecher,
anstatt das Sprengöl zu kaufen, das richtig bereitete Gemisch von
Schwefelsäure und Salpetersäure und höchst concentrirtes und
wohlgereinigtes Glycerin, sowie endlich die wenigen Mess-, Mischungs-
und Trennungsapparate beziehen und das Sprengöl selbst darstellen. In
den Händen eines intelligenten, gut instruirten Arbeiters wird sich
diese Methode stets als die wenigst gefährliche bewähren. Eines
geübten Chemikers bedarf es zur Ausführung solcher Versuche im kleinern
Maassstab nicht. Es soll täglich nur die am gleichen Tag verbrauchte
Menge Sprengöl dargestellt werden. Es ist freilich auch damit nicht das
volle Maass der wünschenswerthen Gefahrlosigkeit gegeben, da die
Hilfsmittel in den Steinbrüchen und Bergwerken stets etwas mangelhaft
sein werden, Störungen der Arbeit nahe liegen, sichere
Aufbewahrungsorte schwer zu finden sind u. s. w. Es steht ganz fest,
dass die Wirkungen des Sprengöles die jedes andern bisher gebrauchten
Sprengmittels übertreffen. Es bietet den Vortheil grosser Arbeits- und
Zeitersparniss beim Bohren der Löcher, grössere Leichtigkeit des
Besetzens derselben und neuer Anwendungen, z. B. zum Sprengen von
Metallblöcken. Diese Vortheile sind trotz aller angeführten
Schattenseiten desselben so gross, dass wir von der vorschreitenden
Wissenschaft und Technik viel eher Vervollkommnungen und gewisse
Sicherungsmittel gegen die mannichfaltigen Gefahren, die es zur Stunde
noch involvirt, zu erwarten haben, als dass die Furcht vor
Unglücksfällen es verdrängen werde. Ein Verbot des Sprengöles in seiner
heutigen Unvollkommenheit, wie es z. B. nach gemachten Erfahrungen in
Belgien, Newcastle, in Wales, Stockholm und Sydney in vielen Ländern
erfolgte, glauben wir vorläufig als vollberechtigt erklären zu müssen.
Ein Gemisch, das zur Darstellung des Nitroglycerins sehr geeignet ist,
wird nach =Nobel= erhalten, wenn man in 3-1/2 Th. Schwefelsäure von
1,83 spec. Gewicht 1 Th. Kalisalpeter löst und abkühlt. Es
krystallisirt dann ein Salz aus, welches aus 1 Mol. Kali, 4 Mol.
Schwefelsäure und 6 Mol. Wasser besteht. Jene Säure scheidet beim
Abkühlen auf 0° fast die ganze Menge des gebildeten Salzes aus und kann
von letzterem durch vorsichtiges Abgiessen befreit werden. Tropft man
einer solchen Säure Glycerin zu, so geht sehr rasch die oben erwähnte
Bildung des eigentlichen Sprengöles vor sich, welches durch Wasser
abgeschieden und gewaschen das Trinitroglycerin darstellt.
[Sidenote: Nobels Dynamit.]
Unter dem Namen =Dynamit=[35] bringt =Nobel= seit 1867 ein neues
Sprengmaterial in den Handel, welches dadurch hergestellt wird, dass
man irgend einen porösen Körper in Pulverform z. B. Holzkohle,
Infusorienerde oder Kieselguhr mit Sprengöl tränkt. Gewöhnlich besteht
es aus 75 Th. Nitroglycerin und 25 Th. Kieselerde. Es hat vor dem
reinen Nitroglycerin (wie die Versuche von =Bolley= und =Kundt= gelehrt
haben) den Vorzug, selbst durch den stärksten Stoss nicht zu
explodiren. Das Pulver bedarf in Folge dessen einer künstlichen
Zündung, wobei es eine solche Gewalt ausübt, dass selbst ohne Besatz
die grössten Eisenblöcke gesprengt werden. Es verbrennt in offenem
Raume oder unter üblicher Verpackung ohne Explosion. Es entwickelt bei
seiner Verbrennung in der Luft etwas salpetrige Dämpfe, bei seiner
Explosion nur Kohlensäure, Stickstoff und Wasserdampf, also
unschädliche Gase. Es entwickelt bei der Verbrennung keinen Rauch, aber
hinterlässt weisse Asche. Es erleidet keine Veränderung durch
Feuchtigkeit. In geschlossenem Raume mit sehr starker
Widerstandsfähigkeit explodirt es durch Funken; unter allen anderen
Umständen erfolgt die Explosion nur durch künstliche Zündung. Die
Vorzüge gegen Sprengpulver sind: Grosse Arbeitsersparniss, weil weniger
Bohrlöcher von geringerem Durchmesser erforderlich sind. Eine grosse
Beschleunigung der Arbeit, da sich die Sprengungen doppelt so rasch,
wie bei Schiesspulver ausführen lassen. Ersparniss von
Sprengmaterialkosten. Das Dynamit kostet vier Mal so viel, leistet aber
acht Mal so viel als Pulver. Die fast vollständige Gefahrlosigkeit.
Unschädlichkeit der Explosionsgase und Abwesenheit von Rauch. Einfache
Anwendung bei nassen Bohrlöchern. Da weniger Bohrlöcher erforderlich
sind, Ersparniss von Gezähkosten. Für den Gebrauch bedient man sich
geleimter Papierpatronen, in welche das Pulver fest eingedrückt wird.
In Kohle kann das Pulver locker verwendet werden. Zur Zündung bedient
man sich einer Zündschnur mit aufgeschobenem und mittelst Zange darauf
festgekniffenen Patentzündhütchen. Diese wird 3 Centimeter tief in das
Pulver geschoben, dies fest angedrückt und die Patrone mit einem
Papierstöpsel geschlossen. Der Besatz wird aus losem Sand hergestellt.
Als Vorsichtsmaassregeln schreibt man vor: Vermeiden des Stäubens mit
dem Pulver, weil der Staub giftig ist, und Füllen der Patrone mit einem
Löffel aus demselben Grunde. Ferner soll es im Interesse der Oekonomie
gerathen sein, möglichst enge Bohrlöcher zu bohren, da sie bei der
grossen Kraft des Dynamits ausreichen. (=Nobel= verkauft das Dynamit
mit Emballage in Fässern von 50 Pfund per Pfund zu 18 Sgr.
Patentzündhütchen für Dynamit kosten 100 Stück 15 Sgr.) Beim Transport
bietet das Dynamit keine Gefahr der Explosion dar. Das von =Dittmar=
erfundene =Dualin= ist ein Gemisch von Nitroglycerin mit Sägespänen,
oder Holzzeug der Papierfabriken, das vorher mit einem Gemisch von
Salpeter- und Schwefelsäure behandelt wurde.
[35] Auch bei der Fabrikation des Dynamits sind Unglücksfälle nicht
ausgeschlossen. Am 26. Januar 1870 fand in der Dynamitfabrik zu
Dünwald bei Cöln a./R. eine Explosion statt, welche 15 Menschen
das Leben kostete; eine nicht minder verhängnissvolle am 29. Mai
1870 zu Krümmel (Herzogthum Lauenburg), sowie am 2. April zu
Waldenburg (Oberschlesien).
c) _Schiessbaumwolle_.
[Sidenote: Schiessbaumwolle.]
Die =Schiessbaumwolle= (Schiesswolle, Pyroxylin, Fulmicoton) wurde 1846
gleichzeitig von =Schönbein= in Basel und von =R. Böttger= in Frankfurt
a. M. entdeckt. Nach der 1846 von =W. Knop= (in Leipzig) veröffentlichten
Methode der Darstellung nimmt man gleiche Volumen Schwefelsäure von 1,84
spec. Gewicht und rauchende Salpetersäure (nach =Lenk= 3 Gewichtstheile
Schwefelsäure auf 1 Gewichtstheil Salpetersäure), mischt beide
Flüssigkeiten in einer Porcellanschale und taucht dann in die Flüssigkeit
so viel gekrempelte und durch Auskochen in Sodalösung von aller
Fettsubstanz befreite Baumwolle, als die Flüssigkeit aufzunehmen vermag,
bedeckt das Gefäss mit einer Glasplatte und lässt das Ganze bei
gewöhnlicher Temperatur einige Minuten lang stehen. Darauf nimmt man die
Baumwolle heraus, wäscht sie mit kaltem Wasser, trocknet sie in warmer
Luft und krempelt sie nach dem Trocknen, um alle zusammengeballten Theile
zu zertheilen. Die Baumwolle darf nicht zu lange Zeit in dem Säuregemisch
stehen bleiben, weil sie sich sonst unter heftiger Entwickelung rother
Dämpfe auflösen würde. Die in der Pulverfabrik zu Paris hinsichtlich der
vortheilhaftesten Fabrikation der Schiessbaumwolle angestellten Versuche
führten zu folgenden Erfahrungssätzen: 1) gleiche Theile Schwefel- und
Salpetersäure und gereinigte Baumwolle; 2) die beste Zeitdauer scheint
10-15 Minuten zu sein; 3) das einmal gebrauchte Gemisch kann nochmals
benutzt werden, dann aber ist die Baumwolle eine längere Zeit
einzutauchen; 4) das Präparat muss langsam getrocknet werden, namentlich
darf man dasselbe, so lange es feucht ist, keiner höheren Temperatur als
100° aussetzen; 5) durch Imprägniren mit Salpetersäure erhält die
Baumwolle noch mehr Kraft.
[Sidenote: Eigenschaften der Schiessbaumwolle.]
Die Schiessbaumwolle hat das Ansehen gewöhnlicher Baumwolle und ist
selbst unter dem Mikroskop nicht von derselben zu unterscheiden. Sie
fühlt sich aber rauher an und hat an Elasticität verloren; sie ist in
Wasser, Alkohol und Essigsäure unlöslich, schwer löslich in reinem
Aether, leicht löslich in alkoholhaltigem Aether und Essigäther. Bei
längerem Aufbewahren erleidet die Schiessbaumwolle eine freiwillige
Zersetzung, die sogar mit einer Selbstentzündung endigen kann; bei
dieser Zersetzung entwickeln sich Wasserdämpfe und salpetrige Säure,
und der zurückbleibende Theil enthält Ameisensäure. Die Angaben über
die Temperatur, bei welcher die Schiessbaumwolle sich entzündet, sind
nicht übereinstimmend. Häufig lässt sich die Schiessbaumwolle bei
90-100° ohne Gefahr der Entzündung trocknen, während die Entzündung
schon bei 43° vorgekommen sein soll. Die Explosion aber eines kleinen
mit Schiessbaumwolle angefüllten Magazins im _Bois de Vincennes_ in
Paris, das an einem Tage stark von der Sonne beschienen wurde, sowie
die fürchterlichen Explosionen in le Bouchet und Faversham, wo die
Temperatur des Trockenraumes nicht über 45-50° steigen konnte, machen
die grösste Vorsicht beim Trocknen und der Aufbewahrung der
Schiessbaumwolle nothwendig. Sie entzündet sich ferner durch starken
Stoss und Schlag und hinterlässt nach der Verbrennung keine Spur von
Rückstand. Auf gekörntem Schiesspulver abgebrannt, entzündet sich
dasselbe nicht. Die Schiessbaumwolle ist sehr hygroskopisch und lässt
sich selbst längere Zeit unter Wasser aufbewahren, ohne ihre explosiven
Eigenschaften einzubüssen. Nach den besten Analysen hat die
Schiessbaumwolle die Formel der Trinitro-Cellulose,
C_{6}H_{7}(NO_{2})_{3}O_{5}, sie ist demnach zu betrachten als
Baumwolle C_{6}H_{10}O_{5}, in welcher 3 Atome Wasserstoff durch 3
Atome Untersalpetersäure ersetzt worden sind. In 100 Theilen besteht
sie aus
Kohlenstoff 24,24
Wasserstoff 2,36
Sauerstoff 59,26
Stickstoff 14,14
------
100,00
Wenn wir von der Schwefelsäure, deren Anwendung zur Darstellung der
Schiessbaumwolle durch ihre wasserbildende Eigenschaft bedingt ist,
absehen, so lässt sich die Umwandlung der Baumwolle in Schiessbaumwolle
durch folgende Gleichung ausdrücken:
C_{6}H_{10}O_{5} + 3HNO_{3} = C_{6}H_{7}(NO_{2})_{3}O_{5} + 3H_{2}O
Baumwolle Schiessbaumwolle
Wenn bei der Darstellung die Cellulose gänzlich in Trinitro-Cellulose
übergeht, so müssen 100 Th. Baumwolle 185 Th. Schiessbaumwolle geben;
wenn sie sich in Binitro-Cellulose verwandelt, müssen 100 Th. Baumwolle
155 Th. Schiessbaumwolle bilden. Die Versuche gaben ein mittleres
Resultat; 100 Th. Baumwolle gaben:
Pelouze (bei 10 Versuchen) (1849) 168-170 Th. Schiessbaumwolle.
Schmidt und Hecker (1848) 169 " "
Vankerckhoff und Reuter (1849) 176,2 " "
W. Crum (1850) 178 " "
Redtenbacher, Schrötter u.
Schneider (1864) 178 " "
v. Lenk (1862) 155 " "
Blondeau (1865) 165,25 " "
Die Zersetzungsprodukte der entzündeten Schiessbaumwolle sind im
luftleeren Raume Kohlenoxyd, Wassergas und Stickstoffgas; im luftleeren
Raume dieselben Körper, ausserdem aber noch salpetrige Säure und Cyan.
1 Grm. Schiessbaumwolle giebt nach =Emil Schmidt= bei der Verbrennung
im Vacuum 588 Kubikcentim. Gas. Nach der Analyse von =Károlyi= bestehen
die Gase in Volumenprocenten aus
Kohlenoxyd 30
Kohlensäure 20
Sumpfgas 10
Stickoxyd 9
Stickstoff 8
Wasserdampf 23
---
100
1 Gewichtstheil Schiessbaumwolle wirkt so viel wie 4,5-5 Th.
Schiesspulver.
[Sidenote: Schiessbaumwolle als Ersatzmittel des Schiesspulvers.]
[Sidenote: Fernere Anwendung der Schiessbaumwolle.]
Die Anwendung der Schiessbaumwolle anbelangend, so scheint es, als ob
sich dieselbe als Ersatzmittel für das Schiesspulver nicht praktisch
erweisen wollte. Obgleich es den Anschein hat, als wäre die
Schiessbaumwolle ihrer Leichtigkeit, Reinlichkeit, der Gefahrlosigkeit
des Transports wegen, dem Schiesspulver vorzuziehen, so liegen doch
bedeutende Unbequemlichkeiten in ihrem grossen Volumen und den damit
verbundenen Schwierigkeiten des Transports, so wie in der Erzeugung
einer grossen Menge von Feuchtigkeit (Wasser und salpetrige Säure) in
dem Rohre, welche beim Schuss nachtheiliger als der feste
Pulverrückstand wirkt. Im stark comprimirten Zustand wirkt die
Schiessbaumwolle durchaus nicht; sie ist demnach zu Zündern, Raketen u.
s. w. nicht anwendbar. Die günstigsten Resultate wurden bei der
Anwendung der Schiessbaumwolle zum Sprengen erhalten. =Pelouze=
empfiehlt die Schiessbaumwolle mit Kaliumchlorat gemengt zur Füllung
der Zündhütchen; die so dargestellten Zündhütchen sind aber weder
sicher noch kräftig genug. Für die Verwendung der Schiessbaumwolle als
Pulversurrogat ist es als ein namhafter Fortschritt zu betrachten, dass
es in den letzten Jahren den Bestrebungen =Abel='s gelungen ist, die
Schiessbaumwolle =mechanisch= der Art zu verarbeiten, dass sie
hinsichtlich ihres Effektes dem Pulver ähnlich ist. Gewöhnlich wird die
Schiessbaumwolle immer in losem, faserigem oder wolligem Zustande
angewendet; in der neuesten Zeit wurde sie auch zu Lunten, Garn oder
Zwirn gesponnen und in Form von Flechten oder Bändern zu Patronen
verarbeitet. Dadurch will man bezwecken, die Schiessbaumwolle dem
Schiesspulver möglichst ähnlich zu machen, indem sie durch dieselbe auf
mechanischem Wege in eine feste, zusammenhängende Masse verwandelt und
als solche zu Körnern oder zu irgend einer anderen Form verarbeitet
wird, welche die zur Erzielung einer gewissen Schnelligkeit oder
Intensität der Verbrennung erforderliche Oberfläche und Dichtigkeit
besitzt. Das Verfahren zur Behandlung der Schiessbaumwolle, welchem man
in der Praxis den Vorzug giebt, ist das folgende: Zunächst wird die
Baumwolle auf bekannte Weise in Schiessbaumwolle verwandelt, zu welchem
Behufe man vorzugsweise die Form von losen Lunten (Vorgespinnst)
anwendet. Nachdem das Präparat durch Auswaschen in laufendem Wasser und
in einer sehr verdünnten Alkalilösung gereinigt worden ist, wird es
mittelst einer der Stoffmühle (Holländer) der Papierfabriken ähnlichen
Maschine zu einem Brei oder Zeug zerkleinert, welcher dann durch die
gewöhnlichen Processe, mittelst deren man Papierzeug in verschiedene
Formen bringt, zu Blättern (Bogen), Scheiben, Cylindern oder anderen
durchbrochenen oder massiven Körpern geformt wird. Dem Zeuge oder Breie
kann man eine geringe Menge von Gummi oder von einem anderen in Wasser
löslichen Bindemittel zusetzen. Um der Masse jeden erforderlichen Grad
von Dichtigkeit und Festigkeit zu ertheilen, unterwirft man sie im noch
feuchten Zustande dem Drucke hydraulischer oder anderer Pressen. Zum
Körnen =der Schiessbaumwolle= werden die erwähnten Bogen, Scheiben etc.
zu Stückchen von der erforderlichen Grösse zerschnitten, oder der noch
Wasser und ausserdem eine geringe Menge Bindemittel enthaltende Zeug
wird in ein Gefäss gebracht, welchem man eine schwingende Bewegung
ertheilt, wodurch er rasch in Körnchen von verschiedener Grösse
verwandelt wird, die dann noch sortirt werden können, falls dies für
nöthig befunden werden sollte. Bei diesen mechanischen Processen können
anstatt Wasser auch andere Flüssigkeiten, z. B. Holzgeist, Weingeist,
Aether oder Gemische von diesen Flüssigkeiten, mit oder ohne ein in
diesen Flüssigkeiten lösliches Bindemittel zur Anwendung kommen.
Anstatt die ganze Masse der Schiessbaumwolle in Zeug oder Brei zu
verwandeln, kann man auch einen Theil derselben in ihrem ursprünglichen
Zustande lassen und mit dem Brei in solchen Verhältnissen mengen, dass
das Gemenge nach dem Pressen eine feste, zusammenhängende Masse von der
erforderlichen Dichtigkeit bildet. Diese solide Schiessbaumwolle kann,
mag sie nun aus Zeug (Brei) allein, oder aus einem Gemenge von diesem
mit faserigem Pyroxylin dargestellt worden sein, auch noch mit
Collodium, also mit löslicher Schiessbaumwolle, in flüssiger oder
gelöster Form überzogen oder damit imprägnirt werden. Solche feste
Schiessbaumwolle kann auch aus Gemengen mehrerer Schiessbaumwollsorten
von verschiedener Zusammensetzung, deren Eigenschaften bekannt sind, d.
h. aus Schiessbaumwolle, welche in Gemischen von Alkohol und Aether,
und in reinem oder mit Alkohol gemischtem Holzgeist löslich ist, und
aus Pyroxylin, welches sich in diesen Flüssigkeiten nicht löst,
dargestellt werden; in diesem Falle können entweder beide oder nur eine
von den beiden Schiessbaumwollsorten in Zeug oder Brei verwandelt
werden, während die andere ihren faserigen Zustand beibehält; oder es
können auch beide Sorten im faserigen Zustande mit einander gemengt
werden. Die Umwandlung dieser Gemenge in feste Massen kann dann
entweder durch Druck allein -- sofern nämlich eine oder beide
Varietäten Breiform -- oder dadurch bewirkt werden, dass die in dem
Gemenge vorhandene lösliche Schiessbaumwolle durch Behandlung mit den
oben genannten, als Lösungsmittel wirkenden Flüssigkeiten als
Bindemittel benutzt wird, in welchem Falle die Gemenge mit oder ohne
die Anwendung von Druck in feste Massen verwandelt werden können.
Neuerdings ist die Schiessbaumwolle zum Filtriren starker Säuren und
ähnlicher energisch wirkender Agentien empfohlen worden.
[Sidenote: Collodium.]
=Maynard= benutzt die Auflösung der Schiessbaumwolle in Aether als
klebendes Mittel und bezeichnet dasselbe mit dem Namen =Collodium= oder
=Klebäther=. Diese Lösung ist von Syrupconsistenz. Bringt man dieselbe
als dünnen Ueberzug auf die Haut, so bildet sich durch Verdunsten des
Aethers eine fest anhängende, undurchdringliche Schicht. Sie dient in
der Chirurgie zum Verschliessen von Schnittwunden statt des englischen
Pflasters, zur Erzeugung photographischer Bilder auf Glas, als
wasserdichter Ueberzug statt des Harzfirnisses, so z. B. bei der
Fabrikation der Salonzündhölzchen etc. Wenn man dieselbe der Luft
aussetzt, so verdunstet der darin enthaltene Aether und hinterlässt ein
dünnes, festes Häutchen, das in Wasser und Weingeist vollkommen
unlöslich ist und, mit der trockenen Hand gerieben, in hohem Grade
negativ elektrisch wird. Eine vollkommen zusammenhängende und
luftdichte Platte von Collodium kann so dünn dargestellt werden, dass
sie die Farben der Newton'schen Ringe zeigt. =Legray= stellt durch
folgendes Verfahren eine Schiessbaumwolle dar, die sich vollständig in
Aether löst: Man mischt 80 Grm. pulverisirten und getrockneten
Kalisalpeter mit 120 Grm. englischer Schwefelsäure; die breiartige
Mischung wird, wenn sie sich zu stark erhitzt haben sollte, durch
Eintauchen des Gefässes in kaltes Wasser abgekühlt; hierauf bringt man
4 Grm. getrockneter Baumwolle hinein und arbeitet sie mit einem
Porcellan- oder Glasspatel etwa fünf Minuten lang darin herum. Man
bringt nun das Ganze in eine Schale mit Regenwasser, und sucht so
schnell als möglich durch Zapfen und Drücken die Säure von der
Baumwolle zu trennen. Nachdem durch mehrmaliges Auswaschen mit
erneuerten Portionen frischen Wassers alle Säure entfernt worden,
trocknet man die Baumwolle in gelinder Wärme. Nach =Mann= (in St.
Petersburg) kommt es bei der Bereitung der Collodiumbaumwolle
vorzüglich auf den Wassergehalt der Schwefelsäure, auf die Temperatur
und Zeit bei der Einwirkung und auf die Gegenwart einer gewissen Menge
Untersalpetersäure in der Salpetersäure an. Eine Schwefelsäure von
1,830-1,835 bei 15° (enthaltend 94 Proc. Monohydrat) eignet sich am
besten zur Zersetzung des Salpeters. In einem Glascylinder übergiesst
man 20 Th. gepulverten Salpeter mit 31 Th. Schwefelsäure und rührt
beide so lange um, bis der Salpeter ganz zergangen ist. In die noch
heisse Mischung, deren Temperatur aber höchstens 50° betragen darf,
trägt man alsdann die Baumwolle ein und arbeitet gut durch, worauf man
den Cylinder mit einer Glasplatte bedeckt und das Ganze ungefähr 24
Stunden lang bei einer Temperatur von 28-30° stehen lässt. Das Gemenge
wird mit kaltem Wasser so lange ausgewaschen, bis die zurückbleibende
Wolle nicht mehr sauer reagirt. Die noch feuchte Wolle wird zuletzt
durch die Behandlung mit kochendem Wasser von den letzten Spuren
schwefelsauren Kalis, die von der Faser der Baumwolle hartnäckig
zurückgehalten werden, befreit. Bleibt die Baumwolle 5-6 Tage lang bei
ungefähr 30° in der Mischung liegen, so gewinnt die Collodiumwolle nur
an Güte. Eine 10-20 Minuten lange Behandlung der Baumwolle giebt ein
vollkommenes Präparat. Auch mit Natronsalpeter kann Collodiumwolle
erhalten werden; man wendet an 33 Th. Schwefelsäure von 1,80 spec.
Gewicht, 17 Th. Natronsalpeter und 1/2 Th. Baumwolle. Nach =Béchamp=
erhält man stets lösliche Schiessbaumwolle, wenn man die Baumwolle in
das noch heisse Gemisch von Salpeter und Schwefelsäure eintaucht und
nicht wartet, bis dasselbe erkaltet ist; im entgegengesetzten Falle ist
das Produkt unlöslich, man kann es aber löslich machen, indem man es
ein zweites Mal in das warme Gemenge der Säure mit dem Salpeter
eintaucht. Essigäther, essigsaures Methyloxyd, Holzgeist und Aceton
lösen gleichfalls die Collodiumwolle auf; alkoholfreier Aether scheint
auf dieselbe nicht einzuwirken. Gewöhnlich wendet man zum Lösen von 1
Th. Collodiumwolle ein Gemisch von 18 Th. Aether und 3 Th. Alkohol an.
[Sidenote: Anhang zur Schiessbaumwolle.]
Durch gleiches Behandeln mit dem oben erwähnten Säuregemisch kann man
auch Werg, Holzspäne, Papier (Pyropapier), Stroh, Zucker, Stärke und
besonders, wie bekannt, auch Glycerin und Mannit explosiv machen.
Das Kochsalz.
[Sidenote: Vorkommen.]