Строение и свойства дымного и бездымного порохов. Вклад Д.И.Менделеева в создание бездымного пороха в России

Исследовательская работа Тема: «Строение и свойства дымного и бездымного порохов. Вклад Д.И.Менделеева в создание бездымного пороха в России». Выполнил Елпашев Евгений ученик 9а класса МОУ «Верхнеусинская СОШ» руководитель Деделькина Т.Е. учитель биологии, химии

Цели исследования Выяснить историю изобретения порохов, их строение, классификацию и применение; Получить дымный и бездымный пороха и исследовать их свойства; Рассмотреть историю создания бездымного пороха в России и практическое значение работ Д.И. Менделеева в этой области.

Порох - взрывчатое вещество и применяется в огнестрельном оружии для сообщения пуле или снаряду необходимой скорости. Порох делится на дымный и бездымный. Первым появился дымный порох и место его изобретения точно не известно. Считают, что он появился в Китае, а затем стал известен арабам. В качестве военного средства порох начали применять в Европе, в том числе в России в 14 веке.

В.И.Суриков «Покорение Сибири Ермаком». Только применение пороха обеспечило покорение сибирского ханства.

Классификация порохов Пороха Дымные Бездымные (гетерогенные системы, (пластифицированные системы горючее + окислитель) на основе нитроцеллюлозы) Дымный (черный) порох пироксилиновые пороха состав: кордиты Нитрат калия – KNO3 (окис-ль) баллиститы Сера; (горючее) Древесный уголь

Дымный (черный) порох

Получение черного пороха и изучение его свойств

Основа пироксилиновых порохов – азотнокислые эфиры целлюлозы (нитроклетчатка) Пироксилин - соответствует полному тринитрату целлюлозы (13,5% N) [C6H7O2 (ONO2)3 ]n – обладает хорошими взрывчатыми свойствами, но плохо растворяется в спиртоэфирной смеси, нестойкое соединение и способен к самовозгоранию (год получения -1884, Вьелль). Коллоксилин соответствует динитрату целлюлозы (10,7 – 12,2% N) [C6H7O2 (ONO2)3 ]n _- прекрасно растворим в спиртоэфирной смеси, но является не слишком сильной взрывчаткой. Пироколлодий ( 12, 5 % N) хорошо растворим в смеси спирта и эфира и обладает мощной взрывчатой силой. Оказался прекрасным исходным материалом при изготовлении пороха для оружия любых калибров. Основа всех современных пироксилиновых порохов. ( Создан в 1892 году Д.И.Менделеевым)

Нитроглицериновые пороха (баллиститы и кордиты) Основой порохов является нитроглицерин CH2OH – CHOH – CH2OH + 3HONO2 H2SO4 CH2 – CH – CH2 + 3H2 O (Нитроглицерин – очень взрывчатое ONO2 ONO2 ONO2 вещество. Взрывается особенно в твердом состоянии.) Кордиты – бездымные пороха на смешанном пластификаторе (нитроглицерин и спиртоэфирный раствор). Баллиститы –в смеси с нитратом целлюлозы образует желатинообразную массу «гремучий студень»,которая не взрывается, а сравнительно медленно горит.

Преимущества бездымного пороха Отсутствие дыма при стрельбе: стрелок не обнаруживает себя противнику, а после выстрела дым не закрывает видимости цели. Малое загрязнение канала ствола пороховым нагаром не скоро оказывает влияние на бой ружья. При сгорании образует в 2,8 раза больше газов, поэтому вдвое увеличивается начальная скорость снаряда. Из-за высокой скорости снаряда выше кучность стрельбы и дальность выстрела. Уменьшается звук выстрела и отдача ружья при стрельбе патронами с бездымным порохом.

Свойства бездымного (пироксилинового) пороха

Вклад Д.И.Менделеева в создание бездымного (пироколлодийного) пороха Усовершенствовал стадию производства пироксилина. Предложил заменить сушку пироксилина обезвоживанием его спиртом. С 1890 года эта стадия производства во всем мире проводится только по способу, предложенному Д.И.Менделеевым. Создал в 1892 году пироколлодийный (пироксилиновый) бездымный порох с выдающимися качествами (12,5 % N), который применялся для оружия любых калибров. В настоящее время оба вида пироксилина (№1 и №2) содержат 12,2 – 12,5 % азота.

Использование дымного и бездымного пороха в наше время. Охотники-промысловики используют дымный порох для гладкоствольных ружей, а бездымный- для нарезных. Черный порох незаменим в пиротехнических составах и фейерверках. Дымный порох применяется в горном деле (называется минным) и в военном деле для изготовления «бикфордова» шнура. В военном деле применяются виды бездымных порохов – пироксилиновые и нитроглицериновые.

Использование дымного пороха

Результаты и выводы Пороха оказали большое влияние на развитие человечества. Дымный порох – смесь, состоящая из окислителя и горючего. При сгорании дает густой белый дым и большое количество нагара. Сила газов невелика, поэтому дальность стрельбы небольшая. При сгорании бездымных порохов выделяется в несколько раз больше газов и, как следствие, большая скорость снаряда. У бездымных порохов много преимуществ и они практически вытеснили дымный порох в военном деле. В основе производства современных бездымных нитроцеллюлозных порохов лежит открытие Д.И.Менделеевым пироколлодия в 1892 году (12,5% N).