筆記:黑火藥製作方法

黑火藥製作方法

組裝
黑火藥=75 硝石+10 硫磺 + 15 木炭。


黑火藥是用硫磺粉和木炭粉(供碳)以及硝酸鉀(供氧)按照化學計量「一硫二硝三木炭」的比例(質量硝酸鉀75%、硫磺10%、木炭15%)混合製成。 最佳比例應為硝酸鉀74.64%,硫磺11.85%,木炭13.51%(質量比)。不過上述的75:10:15比例仍是現在的工業生產標準比例。





硝石製程

熬煮
草木灰+硝土  硝石

怎樣制得硝土
用硝土制取硝酸鉀
【原理】硝酸鉀俗稱火硝或土硝。它是黑火藥的重要原料和複合化肥。制取硝酸鉀可以用硝土和草木灰作原料。土壤裏的有機物腐敗後,經亞硝酸細菌和硝酸細菌的作用,生成硝酸。硝酸根跟土壤裏的鉀、鈉、鎂等離子結合,形成硝酸鹽。硝土中的硝酸鹽就是這樣來的。硝土一般存在於廁所、豬、牛欄屋,庭院的老牆腳,崖邊,岩洞以及不易被雨水沖洗的地面。硝土潮濕,不易曬乾,經太陽曝曬後略變紫紅色。好的硝土放在灼紅的木炭上會爆出火花。 從硝土中提取硝酸鉀,主要原理是利用草木灰中的鉀離子取代硝土中的鈉離子,從而生成硝酸鉀。另外,草木灰裏的碳酸根離子和硫酸根離子跟硝土裏的鈣、鎂離子結合,生成難溶性的鹽而沉澱,從而去掉鈣、鎂等雜質。
主要反應式是
 Ca(NO3)2+K2SO4=2KNO3+CaSO4↓
Ca(NO3)2+K2CO3=2KNO3+CaCO3↓
Mg(NO3)2+K2CO3=2KNO3+MgCO3↓
硝土本身也含有硝酸鉀,最後利用各種鹽溶解度的差異,控制溫度和濃度,使硝酸鉀從混合液中結晶出來。
【操作】
 1)把硝土和草木灰分別研細碾碎。按硝土和草木灰81的品質比稱取原料(原料比因來源不同而有所變化),混合後放在一隻大燒杯中,加入約75的熱水到浸沒混合物為止。
 2)用玻棒不斷攪拌約15分鐘,再進行抽濾。料渣再一次放在燒杯裏,加適量熱水並攪拌15分鐘,再次抽濾,把兩次的濾液合併在一起(原料較多時也可只抽濾一次),得到的濾液常稱為硝水。
3)把硝水傾入一隻大蒸發皿中,加熱蒸發(這一步叫做熬硝),加熱時要不斷攪拌,防止粘底和飛濺。
4)當蒸發掉2334體積的水時停止加熱。這時溶液比較粘,蒸發皿底部已析出少量固體。用玻棒取一滴溶液滴在紙上,溶液如果立即凝結成團狀,說明已達到要求,立即趁熱抽濾。這時溫度很高,硝酸鉀的溶解度較大不會析出,而氯化鈉、氯化鉀等由於溶解度較小而析出。
5)讓濾液自然冷卻到30,這時硝酸鉀的溶解度受溫度的影響變化最大,溶解度急劇下降而大量析出。氯化鈉等鹽的溶解度變化小,基本上不再析出。再次抽濾,即得硝酸鉀晶體。如果要進一步提純,可再次重結晶。
【說明】
1)草木灰以蕎麥杆、棉花殼、棉杆、蠶豆杆、菜子杆、番茄杆、高粱杆、玉米杆等植物燃燒後得到的灰為最好,它們鉀的含量可達1015%。當然其他草木灰也可以使用。
2)以上原理也適用于土法生產土硝。



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