Oosthoek Encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 16-06-2020

springstof

betekenis & definitie

v./m. (-fen), chemische verbinding, of mengsel van chemische verbindingen, die door uitwendige oorzaak (b.v. stoot, warmte, vonk) tot explosie gebracht kunnen worden.

(e) Springstoffen worden als explosieve lading of voortdrijvende lading voor militaire en civiele doeleinden (→explosief vervormen) gebruikt. ONTWIKKELING. Eeuwenlang was →buskruit de belangrijkste voortdrijvende lading voor allerlei soorten wapens. Salpeterbuskruit bestaat uit een mengsel van kaliumnitraat (KN03), zwavel en houtskool; zijn verbrandingsvergelijking luidt:

16 KN03 + 7S + 21C→5 K2C03 + K,S04 + 2 K,S3 + 13 C02 + 3 CO + 8 N2

Bij deze verbranding ontstaan dus behalve gassen aanzienlijke hoeveelheden vaste stof in rookvorm (kruitdamp), wat m.n. voor militaire doeleinden een groot nadeel is. De ontdekking van slagof knalkwik (eind 18e eeuw) leidde een nieuwe fase in de ontwikkeling van springstoffen in. Dit was nl. de eerste van een reeks verbindingen, die niet alleen met behulp van vuur, maar ook door middel van een slag of stoot tot ontploffing kan worden gebracht. De Engelsman Forsyth slaagde er in 1807 in slagkwik bruikbaar te maken voor de ontsteking van buskruitladingen. In de jaren veertig van de 19e eeuw vond de introductie plaats van enkele nieuwe springstoffen, waarvan →schietkatoen (C.F.Schönbein, 1845) de belangrijkste was. Van deze verbinding, die in veel gevallen ter vervanging van buskruit als voortdrijvende lading werd gebruikt, is de samenstelling afhankelijk van het aantal N02-groepen dat cellulose bij het nitreren opneemt: b.v. cellulosedinitraat [C6H803(0N02)2]n en cellulosetrinitraat, [C6H702(0N02)3]n.

In de praktijk bleek evenwel, dat schietkatoen geen stabiel produkt is, maar verschijnselen van zelfontbranding vertoont. Dit leidde halverwege de 19e eeuw tot enorme explosies in munitiefabrieken en -magazijnen in Engeland, Frankrijk en Oostenrijk. Vandaar dat chemici gingen zoeken naar middelen om de spontane ontleding van schietkatoen tegen te gaan. In 1884 lukte dit de Franse ingenieur Paul Vieille (*1854 Parijs, ♰1934 Parijs): hij loste schietkatoen op in een mengsel van alcohol en ether, en verkreeg na indamping een stabiele, geleiachtige stof. Later slaagden de Engelsman sir Frederick Augustus Abel (*1827 Londen, ♰1902 Londen) en de Zweed A.→Nobel erin zeer bruikbare springstoffen te maken door het door Vieille verkregen produkt te mengen met verbindingen, die de stabiliteit van schietkatoen bevorderen. Deze colloïde kruitsoorten worden in het algemeen samengevat onder de naam rookzwak (bus)kruit. Tot de door Abel en Nobel gebruikte stabilisatoren behoorde ook glyceroltrinitraat, C3H5(0N02)3, dat ontstaat bij het nitreren van glycerol een reactie, die in 1846 door de Italiaan Ascanio Sobrero (*1812 Calase Monferrato, Piëmont; ♰l888 Turijn) voor het eerst werd uitgevoerd.

Deze zeer explosieve verbinding (ook (tri)-nitroglycerine of glycerinetrinitraat genaamd) bleek zo schokgevoelig te zijn dat er aanvankelijk voor civiele noch voor militaire doeleinden gebruik van kon worden gemaakt. Nobel bracht ook hier uitkomst: hij ontdekte in 1866 dat een redelijk tegen mechanische invloeden bestand mengsel ontstaat wanneer glyceroltrinitraat wordt geabsorbeerd door kiezelgoer. Het op deze wijze verkregen produkt verkreeg later grote bekendheid onder de naam dynamiet. Deze springstof bleek vanwege de toch nog aanwezige schokgevoeligheid overigens meer voor civiel dan voor militair gebruik geschikt te zijn. Jarenlang bleven scheikundigen naar minder schokgevoelige springstoffen zoeken. Uiteindelijk ontdekte de Franse chemicus Eugène Turpin (*1848 Parijs; ♰1927 Pontoise) in 1885 dat het tot die tijd uitsluitend als textielkleurstof gebruikte →picrinezuur (C6H20H(N02)3) in menig opzicht aan de gestelde eisen voldeed.

Deze verbinding werd eerst in Frankrijk, later ook elders gebruikt voor de vulling van artilleriegranaten. Die ontdekking leidde tot een fundamenteel theoretisch onderzoek naar de basiseigenschappen van springstoffen door de Fransman P.E.M.→Berthelot, en tot de synthese van een nog betere springstof. Zo werd trinitrotolueen (C6H2CH3(N02)3, veelal trotyl of TNT genaamd), dat in 1863 door J.Wilbrand was gesynthetiseerd, al spoedig vrij algemeen als explosieve lading gebruikt. In de loop van de 20e eeuw is het produktieproces van de verschillende springstoffen geleidelijk verbeterd. Bovendien is het inzicht in de bij de explosie van deze verbindingen optredende processen steeds groter geworden. Beide factoren hebben ertoe geleid, dat het aantal ongevallen van ernstige aard in munitiefabrieken en -magazijnen in de loop der jaren sterk is afgenomen. INDELING.

Bij de indeling van de springstoffen wordt in het algemeen onderscheid gemaakt tussen brisante stoffen, d.w.z. verbindingen waarvan de explosieve kracht berust op het optreden van een zeer sterke schokgolf (→detonatie), en niet-brisante stoffen, d.w.z. verbindingen, die een explosie kunnen veroorzaken door een meer of minder snelle verbranding (→deflagratie). Tot de eerste categorie behoren o.a. →amatol, ammonal (een mengsel van aluminium, TNT en →cydonite of hexyl (hexanitrodifenylamine)), ammoniumpicraat (C6H20NH4(N02)3), trinitrobenzeen (C6H3(N02)3) en TNT. Bij de tweede categorie worden gewoonlijk ammoniumnitraat (NH4N03), de →chloraatspringstoffen en de meeste (bus)kruitsoorten ingedeeld. →loodazide.

LITT. A.Stetbacher, Sprengund Schiesstoffe (1948); W.C.Lothrop en G.R.Handrick, The relationship between performance and constitution of pure organic explosive compounds (1949); F.Weichelt, Handbuch der gewerblichen Sprengtechnik (1956); T.L.Davis, Chemistry of powder and explosives (1971).

< >