Knalpraeparaten zijn in het algemeen zelfstandigheden, welke bij verhooging van temperatuur ontploffen en dikwijls bij lichtende verschijnselen zeer veerkrachtige gasvormige ontledingsproducten opleveren, welke op de wanden van beslotene ruimten eene aanmerkelijke kracht oefenen.
Men verdeelt ze in 2 groepen. Tot de eerste rekent men zuuutofrijke mengsels, die door wrijving, schokken, electrische vonken enz. met gedruisch verbranden — alzoo ontploffen. Daartoe behooren mengsels van zuurstof met waterstof (knalgas), mijngas, steenkolengas, aether-, alkohol- en petróleumdampen enz, en vooral mengsels van zuurstofrijke zouten, zooals chloorzuur en salpeterzuur kalium met zeer ontbrandbare zelfstandigheden. Een mengsel van fijngewreven chloorzuur kalium met zwavel, met zwavelmetalen (bijv. vermiljoen), met kool of koolstofrijke ligchamen ontploft zeer ligt door wrijving of door een schok en bezit door zijne verbindingsproducten (chloor, zwavelig zuur, koolzuur en waterdamp) eene verbazende kracht. Reeds een grein van dit zout, met zwavel in een warmen mortier gewreven, geeft ontploffingen met geluiden, welke op die van zweepslagen gelijken. Bij het bezigen van grootere hoeveelheden is het vermengen dier zelfstandigheden, voorts het bewaren en doen ontploffen niet zonder gevaar, weshalve men het aanwenden van dit zout tot het vervaardigen van buskruid, door Berthollet voorgesteld, reeds lang heeft laten varen.
Ook het gebruiken van dit zout tot het vullen van slaghoedjes — waartoe men een vochtig deeg nam van 100 deelen chloorzuur kalium, 12 deelen zwavel en 10 deelen houtskool, of 108 deelen chloorzuur kalium, 42 deelen salpeter, 86 deelen zwavel en 14 deelen lycopodium — voldeed niet aan de eischen, daar het ontwikkelde chloor het ijzer aantast en doet roesten. Aan het salpeterzuur kalium is het buskruid zijne voortstuwende kracht verschuldigd, alsmede het donderpoeder, hetwelk uit 8 deelen salpeter, 2 deelen potasch en 1 deel zwavel bestaat en, in een ijzeren lepel boven de lamp verhit, onder ontwikkeling van stikstof en koolzuur, met geweld ontploft.
Eene tweede groep van ontploffende zelfstandigheden omvat een vrij groot aantal scheikundige verbindingen, wier bestanddeelen door zóó geringe verwantschap verbonden zijn, dat zij zich bij geringe temperatuurverhooging plotseling ontbinden. Vooral de stikstof levert dergelijke verbindingen: chloor-, iod- en broomstikstof ontleden zich zoo gemakkelijk en zoo hevig, dat aan haar gebruik in de practijk niet te denken is, — en men kan hetzelfde verzekeren van alle stikstofmetalen. Ook het dondergoud en het donderzilver, in 1787 door Berthollet. ontdekt — moeijelijk oplossende verbindingen, welke door de werking van ammoniak op het oxyde dezer metalen ontstaan — zijn zeer gevaarlijke zelfstandigheden, welke onder ontwikkeling van waterdamp en stikstof bij de geringste drukking met geweld ontploffen. Minder gevaarlijk, schoon ook daarbij voorzigtigheid te pas komt, is de behandeling der knalzure zouten, die veel meer gebruikt worden en in meer bepaalden zin den naam van knalpraeparaten dragen. Het belangrijkste dezer zouten is het knalkwikzilver of slagkwik, in 1800 door Howard ontdekt.
Zijne zamenstelling is in 1823 door Gay-Lussac en Liebig door een moeijelijk en gevaarlijk onderzoek opgehelderd. Deze verbinding ontstaat door de werking van wijngeest op eene warme oplossing van kwikzilver in salpeterzuur. Deze vloeistof bruist hevig op onder ontwikkeling van salpeter-aetherdamp, stikstof-oxyde-gas, hetwelk tot ondersalpeterzuur oxydeert, en koolzuur, waarbij kristallijn knalkwikzilver zich afscheidt. Bij het bereiden en bewaren van dit praeparaat dient men de grootste omzigtigheid in acht te nemen. In fabrieken lost men 1½de tot 2 halve Nederlandsche ponden kwikzilver bij verwarming op in eene 12-voudige hoeveelheid zuiver salpeterzuur van 36° B., daarna verdeelt men de warme oplossing van salpeterzuur kwikzilver in onderscheidene glazen retorten met de noodige koelvaten, om de ontwikkelde dampen, die ligt ontbranden en nadeelig werken op de longen der arbeiders, zooveel mogelijk te verdigten, waarna men er 11 deelen wijngeest van 80 tot 85% bijvoegt. Men verzamelt den kristallijnen neerslag, welke hierbij ontstaat, op filtreerpapier, wascht dien, ter verwildering der zure moederloog, met koud water, droogt dien met het filtreerpapier op porseleinen of koperen schalen, die door waterdamp verwarmd worden, doch steeds beneden 100° C., en verdeelt het gedroogde praeparaat in kleine hoeveelheden die men in cartonnen doosjes bewaart.
Het knalkwikzilver, dat tot het vervaardigen van slaghoedjes dient, vormt witte, zijdeglanzige, bij het licht grijs wordende kristalnaalden, die in koud water weinig, doch in warm water zeer oplosbaar zijn en door een sterken schok of slag, alsmede bij eene warmte van 187° C., onder ontwikkeling van stikstof, kooloxydegas en kwikzilverdamp, met geweld ontploffen. Dertig grammen van dit knalkwikzilver, op den bodem van een ijzeren vat gelegd en ontstoken, sloegen een gat in dien bodem, als ware er een vierponds kogel doorheen gegaan. Over de ontplofbaarheid van dit zout zijn door Aubert, Pelissier en Gay-Lussac merkwaardige proeven genomen. — Volgens hen geschiedt de ontleding het gemakkelijkst door een slag van ijzer op ijzer, en allengs minder gemakkelijk bij slagen van ijzer op brons, marmer of glas. Een slag van ijzer op lood, gips of hout veroorzaakte geene ontploffing. Moet het praeparaat door wrijving ontleed worden, dan speelt de wrijvingscoëfficiënt der aanrakende oppervlakte eene belangrijke rol. De ontploffing geschiedt het gemakkelijkst bij een wrijven van hout op hout, minder gemakkelijk bij een wrijven van ijzer op ijzer, van marmer op marmer, en van ijzer op hout en marmer. Eene bevochtiging met water vermindert de ontplofbaarheid aanmerkelijk; vermengt men het zout met 30% water, dan kan men het op eene marmeren plaat met een houten looper zonder gevaar wrijven.
Niet lang na de ontdekking van dit praeparaat zocht Howard het aan te wenden in plaats van buskruid, maar hij moest dat denkbeeld laten varen, omdat de ontploffingen met zoo groote snelheid plaats grepen, dat de geweerloopen sprongen. Daarentegen kwam het weldra in gebruik tot vervaardiging van slaghoedjes. Daartoe wrijft men het, onder toevoeging van 30% water, behoorlijk fijn met een looper van buksboomhout op eene marmeren plaat, en voegt bij 100 deelen van dat zout 50 deelen salpeter, of 62½de deelen salpeter en 29 deelen zwavel of 60 deelen fijn gemaakt buskruid. In Frankrijk gebruikt men, volgens Schubarth, een mengsel van 126 deelen chloorzuur kalium, 30 deelen salpeter, en 12 deelen knalkwikzilver, 17 deelen zwavel, 14 deelen glaspoeder en 1 deel gom of lijm. Al die bijmengselen hebben ten doel eene minder snelle ontploffing en eene meer langdurige vlam te verkrijgen en de bereiding minder gevaarlijk te maken. Men vermengt den brij met het stof, dat bij het droogen der massa van deze afvalt, verandert het deeg in korrels door het door eene niet-metalen zeef te drukken, droogt ze bij matige warmte, zeeft ze om het stof weg te nemen en bewaart ze in leder of papier. De slaghoedjes worden vervaardigd door persing uit zeer dun koperblik, en op den bodem van elk hoedje wordt een weinig van die ontplofbare zelfstandigheid met eene harsoplossing vastgehecht en door een schijfje papier tegen vochtigheid beveiligd. Een Ned. pond kwikzilver levert 1¼de Ned. pond knalkwikzilver, en deze hoeveelheid is voldoende tot vulling van 40000 slaghoedjes voor militair gebruik.
Het knalzuur zilver, of het donderzilver van Brugnatelli of Howard, wordt op dergelijke wijze bereid als het knalkwikzilver. Het vormt kleurlooze kristalnaalden, welke reeds bij de geringste wrijving met zooveel geweld ontploffen, dat deze zelfstandigheid niet bruikbaar is voor slaghoedjes. Men bezigt het tot velerlei aardigheden, zooals tot bonbons enz., — ’t geen wegens de vergiftige eigenschappen van dit zout niet zonder gevaar is.
Omtrent het scheikundig zamenstel der knalzure zouten heeft men verschillende meeningen geopperd. Liebig hield ze voor neutrale verbindingen der metaaloxyden met een tweebasisch zuur, dat in zijn procentsgewijs zamenstel overeenkomt met de zuurstofverbindingen van cyan, namelijk het éénbasisch cyanzuur (CNHO) en het driebasisch cyanuur-zuur (C3N3 H3O3). Daaruit volgt voor het knalkwikzilver de formule C2N2O2Hg. Voor dit gevoelen pleit, dat door behandeling eener oplossing van knalkwikzilver met fijn verdeeld zilver, koper, zink enz. de overeenkomstige knalzure zouten voortgebragt kunnen worden, en dat er zure zouten bestaan, waarin de helft van het metaal vertegenwoordigd is door waterstof. Niettemin blijft het nog altijd eene onbeantwoorde vraag, waarom juist de knalzure zouten zoo ligt ontploffen, terwijl aan het evenzoo zamengestelde cyan- en cyanuurzuur die eigenschap ontbreekt.
Vele scheikundigen geven dus aan het knalkwikzilver de formule C2 N (NO2) Hg en verwijzen het alzoo naar de reeks der nitroligchamen, namelijk van die voortbrengselen, welke uit organische verbindingen door de werking van sterk salpeterzuur of van een mengsel van salpeter en zwavelzuur ontstaan, doordien de waterstof geheel of gedeeltelijk door evenveel verbindingsgewigten NO2 (ondersalpeterzuur) vervangen wordt. Bijna allen onderscheiden zich door snelle ontplofbaarheid, en sommige daarvan worden als knalpraeparaten gebezigd. Het meest bekend is het schietkatoen, (zie aldaar). Ook de andere ligchamen uit de groep der koolhydraten, zooals stijfsel en suiker, leveren ontploffende verbindingen. Men heeft bijv. door behandeling van rietsuiker met salpeter- en zwavelzuur knalsuiker vervaardigd, eene doorzigtige, harsachtige, bitter-smakende massa, die ligt ontvlamt en bij wrijving met geweld ontploft. De proeven echter, welke men daarmede in de laboratoria der artillerie genomen heeft, voldeden niet aan de verwachting. Daarentegen is het knalmanniet (nitromanniet) door Domonte en Lobrero ontdekt, zeer aan te bevelen, omdat men het zonder gevaar kan bereiden, terwijl het door zijne hevige ontploffing het knalkwikzilver kan vervangen.
Men verkrijgt het door tot poeder gewreven manniet, een zoet en kristalliseerbaar bestanddeel der manna, met een mengsel van 4½de deelen sterk salpeterzuur en 10½de deelen zwavelzuur te behandelen, den kristalbrij door een met brokjes glas gevulden trechter te laten afdruipen, daarna met koud water te wasschen en uit kokenden alkohol aan eene nieuwe kristallisatie te onderwerpen. Deze verbinding vormt kleurlooze, zijdeglanzige, in water onoplosbare, in warmen alkohol en aether gemakkelijk oplosbare naalden, wier zamenstel uitgedrukt wordt door de formule C6 H8 (NO2)6 O6,6aq. Tot dezelfde groep van verbindingen behoort ook de nitroglycerine, die men verkrijgt door sterk salpeterzuur en zwavelzuur op glycerine (zie aldaar) te laten werken. Ook hier wordt waterstof door ondersalpeterzuur vervangen, zoodat er eene stof ontstaat, waarvan de formule is C2 H5 (NO2)3 O3.
