Barut (Kimyası ve Tarihi)
Sitemize Hoşgeldiniz, Ziyaretçi! Giriş Kayıt Ol





Konuyu Değerlendir
  • 0 Oy - 0 Ortalama
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Barut (Kimyası ve Tarihi)
#1
Merhabalar,

Barutun tarihi ve basit olarak kimyası ile ilgili bazı kaynaklardan rafine ettiğim bilgileri sizlerle paylaşmak isterim.

Çin'den batıya gelen barutun, batıdaki kullanılışı daha yenidir. Avrupa'da ilk olarak barutu Alman rahip ve filozofu Berthold Schwartz'ın ya da İngiliz bilgini Roger Bacon'ın bulduğu ileri sürülmektedir. Bazı tarihçilere göre ilk barutlu savaş, İngiltere-Fransa arasındaki Cressy Savaşı'dır (1346). Daha sonra kimya alanındaki buluşlarla birlikte barut da gelişti, çeşitli barutlar bulundu. Kara barut çok duman çıkarıp topun yerini belli ettiğinden, yerini dumansız barut aldı. 

Dumansız barutu Paul Vieille (1854-1934) adında bir Fransız mühendisi, nitroselülozdan yaptı (1884). Bunu İsveçli kimyager Alfred Nobel'in (1833-1896) nitrogliserinli barutu (dinamit) bulması izledi. Barut, küçük bir kıvılcımla tutuşabilen bir karışımdır. Tutuşunca da hızla yanarak patlar ve çok miktarda gaz çıkarır. Ateşli silahlarda bu gazın oluşturduğu basınçtan yararlanılır. 

Dar bir yerde oluşan basınç, silahın ağzındaki mermi ya da gülleyi ileri doğru fırlatır. Tabanca, tüfek, top gibi silahlarda hep bu olaydan yararlanılır. Barutun miktarı namlunun çapına, merminin büyüklüğüne ve silahın menziline göre ayarlanır. Buna "barut hakkı" denir. Gülle dışındaki top mermilerin de ise; herhangi bir yere çarpma etkisi ile topun içindeki barut, çarpma etkisiyle patlar. Bu tip toplarda hem topu fırlatmak için hem de topu patlatmak için barut kullanılır.

Barutun karışımında % 70-80 potasyum nitrat (KNO3), % 12-20 odun kömürü, % 3-14 de kükürt vardır. Potasyum nitrat kömürle kükürtün yanması için gerekli oksijeni verir. Kükürt de barutun kolayca tutuşmasını sağlar. Kömürün yanmasından karbon dioksit, kükürtün yanmasından da kükürt dioksit gazları meydana gelir. Geriye kalan potasyum sülfat, potasyum karbonat, potasyum sülfür gazlarından yüksek bir basınç meydana getirirler. Bu basınç da ateşli silahlarla merminin ileri fırlamasını sağlar.

Barut, kullanıldığı alana göre, karışımı teşkil eden maddelerin oranlarını değiştirmek suretiyle hazırlanır. Barutu hazırlamak için önce karışımı teşkil eden saf maddeler ince toz haline getirilerek iyice karıştırılır. Toz barut çok hızlı yandığı ve yanma sürati birden düştüğü için bunu tanecikler haline getirmek gerekir. Bunun için alkol gibi çeşitli sıvılarla ıslatılıp hamur haline getirilerek uygun büyüklükteki eleklerden geçirilir veya çeşitli şekillerde önceden hazırlanmış kalıplara basılır. Teknikte yapılan ilerlemelere rağmen barut bugün de pek az farklarla çok eskiden faydalanılan usullerle elde edilir.

On dokuzuncu asırda büyük çaplı toplarda yavaş yanmayı sağlamak için kahverengi barut yapılmıştır. Bunun bileşenleri, % 80 potasyum nitrat, % 3 kükürt ve kalan % 17?si de çavdar samanından elde edilmiş olan kömürdür. Kara barut yandığında, % 45 oranında azot, karbonmonoksit, karbondioksit gazları, % 55 de buhar halinde potasyum karbonat, sülfat ve sülfür tozları meydana gelir. Barutu ilk keşfedenlerin Müslümanlar olduğu yönünde de iddialar vardır, M.S takriben 1200 yıllarında Arabistanlı Abdullah?ın kitaplarında barutun temel maddesi olan potasyum nitrattan bahsedilmektedir.

Ancak; Çinlilerin barutu kullandıkları bilinmektedir. 1884 yılında Vielle?nin dumansız barutu bulmasıyla kara barut önemini büyük ölçüde kaybetmiştir. Dumansız barut nitro selülozlardan yapılmış olup, formülü C6H7O5(NO2)3 şeklindedir ve görüldüğü gibi molekülünde hem yakıt (karbon ve hidrojen), hem de oksijen ihtiva ettiğinden, yanma tam olmakta ve daha az duman meydana gelmektedir. Nitrik asit ve sülfürik asidin selüloz üzerine az az ilavesiyle elde edilir. Bu madde sarımtırak, amorf olup, alkol, eter, benzen ve asetonda çözünür. Bir gramının patlamasıyla meydana gelen enerji 1010 kaloridir. Ülkemizde ilk baruthane ikinci Bayezit zamanında İstanbul Kağıthane?de kurulmuştur. Daha sonra Ankara Elmadağ?da barut fabrikası açılmıştır.

Bilhassa İkinci Dünya Savaşından sonra kara barut üretimi önemli ölçüde azalarak yerini başka yeni maddelere bırakmıştır. Bu maddelerden en önemlileri mağnezyum ve alüminyum gibi metallerin oksitleyici maddelerle verdikleri karışımlardır. Bunlar daha temiz yanmakta ve daha yüksek yanma hızı ve enerji sağlamaktadırlar. Kara barut insanoğluna asırlar boyunca hizmet etmiş, toplarda kullanılmasıyla kale ve surların yıkılmasından, modern medeniyet mefhumuna ulaşılmasına kadar olan safhada büyük rol almıştır.

Gübre sanayisi için oldukça faydalı olan KNO3(potasyum nitrat)?ün kükürt ve karbon tozları ile karışımı karabarutu oluşturmaktadır. Amaç barut ateşlendiğinde kükürt ve karbonun yanmalarını sağlamaktır.

Tepkime başlangıçta oldukça yavaş seyretmekte ve kararlı bir tepkime için ortam sağlanılmaktadır. Burada oldukça kuvvetli oksitleyici olan KNO3 kömür ve kükürt yanmasını sağlamakta; kükürt ise tutuşmayı hızlandırmaktadır. Açığa bol miktarda CO2 (karbondioksit) ve SO2 (kükürtdioksit) çıkmaktadır.Geriye kalan potasyumun sülfür,karbonat ve sülfat gazları ise yüksek bir basınç oluşumunu sağlar. Bu sayede ateşleme gücü kullanılmakta ve silahlarda mermilerin fırlatılması gerçekleşmektedir.Malzemelerin oranına bağlı olarak da yakıcılığı ve oluşan dumanın miktarı da değişebilir. Barutun yanmasını içeren kimyasal bir denklem ifade edersek;


10 KNO3 + 3 S + 8 CO2 = K2CO3 + 3 K2SO4 + 6 CO2 + 5 N2

Bu ayrıca egzotermik bir reaksiyondur.

Kara barut fazla duman çıkarttığı için artık savunma sanayisinde pek büyük bir önemi kalmamıştır. Bugün için ateşli silahlarda daha çok dumansız barut, daha doğru bir deyişle az dumanlı barut kullanılmaktadır. Dumansız barut, kolodyum, trinitro gliserin, trinitro tolüen gibi patlayıcı maddelerin karışımıdır

Barutun istenilen renkte üretilen kimyasal çeşitleri sayesinde havai fişek yapımında da kullanıldığı görülmektedir. Patlama etkisi çok şiddetli olmadığından bazı alanlarda ona alternatif olarak daha güçlü dinamit ve F3 barutu gibi türevler kullanılmaktadır. Önceden kömür ocaklarında sert kayaçlara karşı kullanılıyor olmuş olsa da günümüzde grizu ve kömür tutuşmalarına sebebiyet verdiğinden tercih edilmemektedir. Tıbbi olarak da kara barutun eskilerde basur tedavisinde kullanıldığı söylenmektedir. Ağızdan alınan barutun idrar artırıcı özelliği de bulunmaktadır.


Bazı Barut Çeşitleri;

Pamuk Barutu:
İçerisinde fazla miktarda azot bulunur. Pamuğun nitrik asit ve sülfirik asit ile işleme sokulması sonucu oluşan yanıcı bir maddedir. Dumansız barutların yapımında kullanıldığı gibi mermi ve elektrikli ateşleme aygıtlarında da kullanılmaktadır. Nitroselüloz da denilen bu barut türü jelatin haline getirilebilmektedir

Dumansız Barut:
Jelatinleştirilmiş nitroselüloz ardında katı bir atık bırakmadan ve renksiz bir şekilde yanmaktadır. Karabaruta göre birkaç kat daha fazla güce sahiptir ve ardında sadece hafif bir duman oluşturur

Çözücüsüz Barut:

Nitroselüloz ve nitrogliserinden oluşan bir barut türüdür. İçerisinde uçucu bir çözücü bulunmadığından bu isimle adlandırılır.

Sülfürsüz Barut:

Dumansız barutların icadıyla beraber kükürdün kıvılcıma hassas ortamlarda bulunması sorun oluşturmaya başlamıştır. Bunun sonucunda tanecik boyutu değiştirilerek tahıl boyutlu barut kükürtsüz (sülfürsüz) barut olarak tanımlandı.

Diğer Bazı Barut Türleri:
Piroksilli barut, elektrik barutu, ateş barutu, çakıl barutu, çikolata barutu, imla barutu, kapsül barutu, prizmatik barut, ip barutu, tahrip barutu, top barutu, yaprak barutu, makarna barutu, ağızotu barutu, esmer barut, kapsül barut, kordayt barutu vb.


Temel Barut Hammaddeleri:

Barut Ağacı:
Ağaç kısmı açık kırmızı renkli, özü ise sarımtırak bir renktedir. Barut ağacı Avrupa, Kuzey Afrika, Batı Asya ve ülkemizin Karadeniz kıyılarında yetişmektedir.

[Resim: 041211_0811_BARUT3.png]

Potasyum Nitrat:

Barut ve benzeri patlayıcıları elde etmek için kullanılan potasyum nitrat yeryüzünde oldukça az bulunur. Güney Amerika'da And dağlarının denize bakan kıyılarındaki kuşlardan elde edilen gübreler potasyum nitrat bakımından oldukça zengindir olmasına karşın kısıtlı bir kaynaktır. Almanların havadaki azotu potasyum nitrat sentezinde kullanmaya başlamaları bunu sınırsız bir kaynak haline getirmiştir. İkisi de alkali nitrat olmasına karşın sodyum nitrat havadan çok fazla nem çekmesi sebebiyle potasyum nitratın alternatifi olamamıştır. Yine de sodyum nitrat uygun koşullarda saklanarak bazı patlayıcıların yapımında kullanılmaktadır.

Kaynaklar (1, 2) tarafımdan rafine edilmiştir.

Saygılarımla.
 
Alıntı
6 üye teşekkür etti:
Kaan Yaşar, usame, harun, tsuba, alone61, Gazanfer
  


Foruma Git:


Bu konuyu görüntüleyen kullanıcı(lar): 1 Ziyaretçi