Schwarzpulver

Schwarzpulver war der erste Explosivstoff, der als Schießpulver für Treibladungen von Schusswaffen verwendet wurde. Heute wird er hauptsächlich in der Pyrotechnik, insbesondere der Feuerwerkerei verwendet.

Die Mischung verbrennt rasend schnell, überschreitet hierbei jedoch nicht die innerstoffliche Schallgeschwindigkeit, weswegen statt von einer Detonation von einer Deflagration gesprochen wird. Bei der Verbrennung entsteht eine Temperatur von ungefähr 2.000 °C.

Chemie

Schwarzpulver besteht aus einer Mischung von 75 (Gewichts-)Prozent Kaliumnitrat, 15 Prozent Holzkohle, vornehmlich aus dem Holz des Faulbaums gewonnen, und zehn Prozent Schwefel, der absolut säurefrei sein muss.

Pulver auf Natriumnitrat-Basis, das billiger, aber sehr hygroskopisch ist, wurden in Form von Presslingen hergestellt und mit Bitumen gegen Feuchtigkeit imprägniert. Da sie in dieser Form als Geschützpulver wenig geeignet waren, wurden sie vornehmlich im Bergbau verwendet, die eigentliche Bezeichnung lautet Sprengsalpeter.

Salpeter dient als Sauerstofflieferant, wobei man hier auch andere Salze verwenden kann, Kohlepulver als Brennstoff und Schwefel als Brennstoff und Sensibilisierer, damit es bei kleinster Berührung mit Funken zu brennen anfängt.

Diese Bestandteile müssen fein zermahlen und gleichmäßig vermischt werden, wobei jeder Vorgang mehrere Stunden dauert. Das geschieht meistens in einer Pulvermühle. Danach wird das Gemisch in so genannte Kuchen feucht verpresst und getrocknet, die wiederum zerstoßen bzw. gekörnt werden. So erlangt man eine größere Oberfläche und Abbrandgeschwindigkeit.

Das fertige Pulver wird noch getrocknet und kann dann abgefüllt bzw. verpackt werden. Es hält sich luftdicht verpackt über Jahrhunderte völlig unverändert.

Bei rauchlosem Schießpulver (Zellulosenitratpulver) wird zur Vergrößerung bzw. Vergleichmäßigung der Abbrandgeschwindigkeit das Pulver in komplizierte Formen gebracht: etwa Röhrchen oder sechseckige Stäbe mit mehreren Bohrungen, um die Oberfläche während des Abbrandes zu vergrößern.

Rauchloses Schießpulver um 1900

Zur Erzielung von Flammenfärbungen in pyrotechnischen Mischungen kann das Kaliumnitrat durch Nitrate ersetzt werden, deren Kation eine entsprechende Flammenfärbung liefert.

Chemische Reaktion (sehr vereinfacht):

$\mathrm {16\,C+4\,S+10\,KNO_{3}\rightarrow 15\,CO+K_{2}CO_{3}+4\,K_{2}SO_{3}+5\,N_{2}}$

Diese Reaktionsgleichung ist angenähert an Schwarzpulver mit 15% Holzkohle-, 10% Schwefel- und 75% Kalisalpeteranteil. Nicht berücksichtigt wurde dabei die Restfeuchtigkeit sowie der Sauerstoff-, Wasserstoff- und Ascheanteil in der Holzkohle.

Schwarzpulver deflagriert mit 300 bis 600 m/s, dabei spielen die Restfeuchtigkeit, die Gründlichkeit der Mahlung und Vermischung der Bestandteile, die Größe und Dichte der Ladung sowie die Körnung eine große Rolle. Während bei Handwaffen feinkörniges Pulver verwendet wurde, um überhaupt eine akzeptable Schussleistung zu erreichen, musste bei großkalibrigen Geschützen entsprechend grobkörniges Pulver verwendet werden, um den Enddruck zu begrenzen und damit Rohrsprengungen zu vermeiden.

Das Schwadenvolumen (bei Normalbedingungen) liegt um 337 l/kg, außerdem entstehen etwa 0,58 kg feste Kaliumsalze.

Die Nachteile von Schwarzpulver sind die recht niedrige Leistung, durch die brennbaren Gase bedingtes starkes Mündungsfeuer und starke Rauchentwicklung durch die großen Mengen fester Kaliumsalze. Aus diesem Grund wurde es weitgehend durch rauchschwaches Schießpulver auf der Basis von Nitrozellulose verdrängt.

Vorsicht! Schwarzpulver ist wenig empfindlich gegenüber Schlag,jedoch kann es sich durch Reibung rasch entzünden, da hierbei die zur Reaktion der Bestandteile miteinander benötigte Aktivierungsenergie in Form von Reibungswärme leicht erreicht werden kann . Statische Elektrizität (Funkenschlag) kann es nur äußerst schwer entzünden, da die enthaltene Holzkohle ein guter Leiter ist und der Strom abfließen kann. Die Anzündtemperatur liegt sehr niedrig (ca. 170 °C). Schwarzpulver ist massenexplosiv. Ab einer Menge von ca. einem Kilogramm ist keine Verdämmung mehr erforderlich, so dass das Pulver nicht mehr nur abbrennt sondern in jedem Fall explodiert.

Geschichte

Schwarzpulvergefüllte Rohrbombe aus einem FBI-Versuchsaufbau

Die Byzantiner kannten bereits im Jahre 671 eine Mischung aus Kolophonium, Schwefel und Salpeter, Griechisches Feuer genannt, erfunden von Kallinikos aus Heliopolis. Dieser selbst auf Wasser brennbare Stoff spielte eine entscheidende Rolle bei der Verteidigung von Konstantinopel. In den folgenden Jahrhunderten wurde das „griechische Feuer“ vor allem in Seegefechten gegen die Flotten der vordringenden Muslime eingesetzt.

Im Kaiserreich China werden salpeterhaltige Brandsätze im Song-zeitlichen Wu Ching Tsung Yao von 1044 erwähnt. Das Buch ist aber nur in seiner frühesten Kopie von 1550 aus der Ming-Zeit überliefert, daher ist nicht mehr erkennbar, ob die Vermerke zu den Brandsätzen nicht später hinzugefügt wurden. Es ist jedoch nachgewiesen, daß mit Schwarzpulver gefüllte Bomben durch die Chinesen spätestens im 13. Jahrhundert als Waffe eingesetzt wurden.

In seinem Buch über berittenen Kampf und den Einsatz von Kriegsmaschinen (Al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya) von etwa 1285 beschreibt der syrische Autor Hassan ar-Rammah die Herstellung von Schwarzpulver, insbesondere die erforderliche Reinigung des Salpeters. Das Liber Ignium (Buch des Feuers) von Marcus Graecus, etwa aus dem 11. Jahrhundert mit noch erhaltenen Abschriften vom Beginn des 13. Jahrhunderts, enthält gleich mehrere Rezeptvarianten. Auch Roger Bacon erwähnt in mehreren Schriften von 1242 bis 1267 mehrmals das Pulver, aber mit unterschiedlichen Masseverhältnissen und sogar 1267 als Kinderspielzeug. Ein weiteres, um 1250 geschriebenes Buch, das fälschlich Albertus Magnus zugeschrieben wurde, kopierte nahezu völlig das ältere Buch von Marcus Graecus.

Im Mittelalter nannte man das Schwarzpulver auch „Donnerkraut“. Der heutige Name Schwarzpulver geht wohl nicht auf den Franziskanermönch Berthold Schwarz aus Freiburg zurück, der im 14. Jahrhundert einer Legende zufolge ein besseres Mischverhältnis von Schwefel, Holzkohle und Salpeter gefunden hat (diese Mischung unterscheidet sich von der chinesischen hinsichtlich des Salpetergehalts) sondern auf dessen Aussehen, gegen Ende des 19. Jhd. brauchte man eine Unterscheidung des Schwarzpulver von den neuen (weißen) Cellulosenitratpulvern.

Das Schwarzpulver blieb bis zur Erfindung der modernen Sprengstoffe der einzige militärische und zivile Explosivstoff und einziges Treibmittel für Artillerie- und Handfeuerwaffen. Im 17. Jahrhundert wurde seine Handhabung als Treibmittel für Musketen durch die Papierpatrone mit abgemessener Füllmenge einschließlich Kugel erleichtert. In der ersten Hälfte des 19. Jh. machte die Entwicklung des Hinterladers die noch einfachere Einheitspatrone möglich. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts verdrängten brisante Sprengstoffe wie das Nitroglyzerin, das darauf basierende Dynamit, die Nitrozellulose (Schießbaumwolle) und Nitroaromaten und Nitramine etc. das Schwarzpulver weitgehend als Explosivstoff und Treibmittel.

Heute wird Schwarzpulver vor allem für Feuerwerke verwendet. Es dient dabei als Antriebsmittel für einfache Raketen, als Ladung von Böllern und als Ausstoß- und Zerlegerladung für größere Effektträger wie beispielsweise Bomben und Bombetten. Im Schießsport wird Schwarzpulver nur noch als Reminiszenz an die Geschichte des Schützenwesens verwendet, wo es in verschiedenen Disziplinen des Vorderlader- und Westernschießens oder zum Salutschießen zum Einsatz kommt. Erhältlich ist Schwarzpulver für den sportlichen oder jagdlichen Einsatz (als Jagdschwarzpulver) in verschiedenen Korngrößen die mit dem Buchstaben F(ersatzweise auch P) gekennzeichnet werden(Körnung im mm):

• Fg = 0,900 - 1,360
• FFg = 0,670 - 1,360
• FFFg = 0,508 - 0,870
• FFFFg = 0,226 - 0,508

Ein wichtiger Einsatzort von Schwarzpulver sind Marmor-Steinbrüche. Aufgrund der stark zerstörenden Wirkung von Detonationssprengstoffen kommen diese dort nicht zum Einsatz. Hier verwendet man das weniger heftig reagierende Schwarzpulver, um Bruchstücke in verwendbarer Größe zu erhalten.

Die einzige noch in Deutschland in Betrieb befindliche Schwarzpulvermühle steht in Harzgerode (Sachsen-Anhalt).

Rechtliche Hinweise

In der Schweiz und Österreich ist Schießpulver in Jagdgeschäften frei erhältlich.

• In der Schweiz und Österreich ist jede Privatperson zum Erwerb von Schwarzpulver berechtigt. Der Verkauf an Kinder ist beschränkt oder verboten.  Die Verwendung ist aber im Pyrotechnikgesetz (Österreich) streng geregelt.
• In Deutschland sind Privatpersonen zum Erwerb von Schwarzpulver berechtigt, sofern sie über eine entsprechende Erlaubnis nach §7 oder 27 SprengG verfügen. Voraussetzung dafür ist die erfolgreiche Teilnahme an einem entsprechenden Lehrgang mit einer Prüfung gemäß §32 der Ersten Verordnung zum Sprengstoffgesetz. Landläufig werden solche Lehrgänge auch Böllerlehrgang oder Vorderladerlehrgang genannt. Zu diesen Lehrgängen werden nur Personen zugelassen, die gemäß §34 der Ersten Verordnung zum Sprengstoffgesetz eine sogenannte Unbedenklichkeitsbescheinigung vorlegen, die, abhängig von den jeweiligen behördlichen Zuständigkeiten, z. B. vom Landratsamt oder vom Gewerbeaufsichtsamt ausgestellt wird. Im privaten Bereich wird nach erfolgreichem Lehrgang (nachgewiesen durch ein amtliches Zeugnis) und bei Vorliegen eines berechtigten Bedürfnisses (Brauchtum bei Böllerschützen und Ausüben des entsprechenden Schießsportes bei Vorderlader-Schützen) eine Erlaubnis nach §27 SprengG zum Umgang mit Böllerpulver / Schwarzpulver im privaten Bereich, die sogenannte "27-er Erlaubnis" ausgestellt, die vom örtlich zuständigen Landratsamt erteilt wird. Die private Herstellung von Schwarzpulver ist nach deutschem Recht verboten.

Daneben ist Erwerb, Besitz und Umgang prinzipiell dem staatl. geprüften Pyrotechniker gestattet.

Bitte den Hinweis zu Rechtsthemen beachten!

Literatur

• Manuel Baetz: Schwarzpulver für Survival - Band 1 - Improvisation von Schwarzpulver und ähnlichen Mischungen. SurvivalPress, 2004 ISBN 3898114198
• Richard Escales: Schwarzpulver und Sprengsalpeter. SurvivalPress, 1914 Reprint 2003, ISBN 3833011246
• Thomas Fatscher/Helmut Leiser: Ausarbeitung zum neuen Waffenrecht. Krüger Druck+Verlag, Dillingen/Saar 2003 ISBN 3000120009
• Jochen Gartz: Kulturgeschichte der Explosivstoffe. E.S.Mittler & Sohn, 2007, Hamburg.

Weblinks

• Ulrich Bretscher's Black Powder Page: musketeer.ch (deutsch/englisch)