Voortschrijdende Inzichten

Verrassende onderwerpen | Nieuwe invalshoeken

Explosie is opblazen

Dit kunnen we bij springstoffen heel letterlijk nemen. Nemen we 150 gram nitroglycerine; dat is ongeveer een kopje. Komt het tot explosie (kopje schudden!) dan ontstaat in een honderdduizendste van een seconde 1 m³ gas. Dit is zoveel en dit gaat zo snel dat we het niet kunnen navertellen: een formidabele explosie! Het is overigens aardig te bedenken dat de airbag in een auto op een zelfde mechanisme is gebaseerd. Overigens niet met nitroglycerine, maar met natriumazide. Bij de ontleding van natriumazide ontstaat stikstofgas.

Oorlogschemie

Chemie en oorlog zijn onverbrekelijk met elkaar verbonden. Zonder chemie geen fatsoenlijke oorlog. Al sinds mensenheugenis wordt de chemie - overigens met wisselend succes - ingezet om tegenstanders te overwinnen. Een korte tocht door de chemische martelkamer.

De eerste herkenbare beschrijvingen van het gebruik van de chemie in de oorlogsvoering dateren van de Peloponnesische oorlog. Deze oorlog tussen Sparta en Athene woedde in de 4de eeuw voor Christus. Hier treffen we voor het eerst het gebruik van brandende zwavel en teer aan. Brandende zwavel geeft niet alleen irriterende zwaveldampen af, maar ook het nog meer irriterende verbrandingsproduct zwaveldioxide. Nadeel van dit soort middelen was wel dat de windrichting een belangrijke rol speelde. Stond de wind verkeerd of ging de wind draaien dan was het niet meer zo'n bruikbaar of effectief middel.

De Chinezen worden ook vaak genoemd, meestal in relatie tot buskruit. Dat de Chinezen het buskruit kenden, mogen we wel aannemen. Lange tijd gebruikten ze het voor vuurwerk. Gebruik in de oorlog dateert mogelijk uit de 11de eeuw. Schriftelijk bewijzen vinden we echter voor het werk van de monniken Roger Bacon uit Engeland uit het midden van de 13de eeuw en Berthold Schwartz uit Duitsland in het begin van de 14de eeuw. Zij beschrijven beiden de explosieve werking van een mengsel van zwavel, koolstof en salpeter (kaliumnitraat), ofwel buskruit. De uitvinding van het buskruit is misschien wel de meest belangrijke vinding in de oorlogschemie geweest. Buskruit is een voorbeeld van een springstof. Een stof die bij ontbranding in zeer korte tijd producten - meest sterk verhitte gassen - geeft met een veel groter volume. Simpel maar effectief.

Alle latere springstoffen maken gebruik van een zelfde chemisch mechanisme als het buskruit. Zwavel en koolstof (houtskool) waren van oudsher ruim voorhanden. Salpeter was in het begin een probleem, het werd aangevoerd uit India en was daardoor duur. De ontdekking dat kaliumnitraat ook kon worden gewonnen uit de as van berkenhout en urine, maakte de zaak veel eenvoudiger. De 'juiste&' verhouding van de ingrediënten is proefondervindelijk vastgesteld. Begon men met de stoffen te mengen in een gewichtsverhouding 1:1:1, later kwam men tot de betere verhouding 75% salpeter, 15% houtskool en 10% zwavel. De bereiding van buskruit was overigens geen sinecure. Het mengsel kon gemakkelijk bij het mengen gemakkelijk tot ontploffing komen. Toevoeging van wat water (of wijn) kon het gevaar enigszins verminderen. Chemisch gezien is de reactie van buskruit simpel: een oxidator (zuurstofleverancier), kaliumnitraat, en een reductor (zuurstofopnemer), zwavel en koolstof. Latere springstoffen zijn efficiënter en daardoor sneller en dus nog krachtiger, omdat ze oxidator en reductor in zich verenigen. Het eenvoudigste voorbeeld hiervan is ammoniumnitraat.

Zoals uit het voorgaande blijkt, zijn stoffen met stikstof vanaf het begin af aan essentieel geweest bij de formulering van springstoffen. Zo ook bij het dynamiet. Het essentiële bestanddeel van dynamiet is nitroglycerine. Het is gemakkelijk te maken uit een aantal eenvoudige chemicaliën. Elke chemiestudent kan het. Een nadeel van nitroglycerine is dat het in zuivere vorm een bijzonder schokgevoelige vloeistof is. Het was de Zweed Alfred Nobel die de instabiliteit van nitroglycerine temde. Hij ontdekte dat absorptie van nitroglycerine in kiezelgoer een stabiele, en daardoor goed hanteerbare, springstof opleverde: dynamiet.

Oorlogschemie: De Eerste Wereldoorlog