Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

      Київський національний технічний  університет «Київський політехнічний  інститут» 
 
 
 
 

                      Реферат

     На  тему: «Історія виготовлення селітри.     Зв’язок селітри з виробництвом пороху» 
 
 
 
 

                                                                                                     Виконала:

                                                                                            Студентка І-го курсу гр. ХН-11

                                                                                                             Веремчук Ірина

                                                                                                    Перевірила: Косогіна І. В. 
 
 

                                                                 Київ 2011 

Зміст 

Вступ 3

Селітра в стародавні часи 3

Селітра в Європі. 5

Виробництво селітри 7

Порох 8

Список  використаних джерел 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вступ

Під ім'ям Селітри в техніці взагалі позначаються азотно-кислі солі натрію, калію, амонію, барію, стронцію, кальцію, магнію; для вказівки роду Селітри. звичайно говорять, яка селітра.: натровий, калійна, аміачна селітра. та ін Дуже часто назва селітра. без яких-небудь додавань застосовується для позначення спеціально калійної селітри. У XVI в. селітра. називалася у нас ямчугой, або емчугой. Слово селітра. представляє зіпсоване латинську назву "sal nitri". Греки і римляни не знали селітри, у стародавніх авторів назва nitrum вживалася для позначення нальотів соди. Перша згадка про селітру. в європейській літературі зустрічається у Геберіт в VIII ст. (Хоча китайці знали про неї близько Р. Х.); селітра називалася тоді sal petrae, звідки з'явилося франц. salp ê tre, німець. Salpeter та ін Раймунд Раймунд (Raymund Lullusus) дав селітрі. назву sal nitri.

Види  селітри

Натрієва селітра. Найбільша кількість вживаної в техніці азотно-натрієвої солі NaNO 3 видобувається в Південній Америці в Чилі; тому натрієву селітру. називають звичайно чилійською селітрою

Калійна, або звичайна, селітра в малих кількостях дуже поширена в природі (у рослинах, у грунті, у річковій і колодязної води та ін.) Поклади селітри зустрічаються в різних місцях земної кулі, переважно в жаркому кліматі: в Ост-Індії, Персії, Єгипті, Алжирі, Іспанії, Туркестані та інших країнах

Аміачна селітра NH 4NO3 виходить, головним чином, при насиченні азотною кислотою розчину аміаку або вуглекислого амонію, іноді її готують подвійним розкладанням сірчано-аміачної солі (NH 4) 2SO4 з калійної С., причому виходить NH 4NO3 і сірчано-калієва сіль

Баритові  селітра Ba (NO3) 2 виходить або розчиненням в слабкої азотної кислоти вуглебаріевої солі, яка зустрічається у вигляді мінералу вітериту, або за допомогою подвійного розкладання хлористого барію ВаСl 2 з чилійської селітри:

  Селітра в стародавні часи

Селітра утворюється при розкладанні тваринних і рослинних залишків. Древній термін "sal petre" (англ.) або "nitrum" (лат.) означає білу сіль, видобуту з землі, - ним називали і поварену сіль, і соду. Латинський термін походить від арабського "ntrum". В умовах жаркого клімату і довгого сухого сезону, що забезпечують досить швидке розкладання органічних речовин і накопичення кристалічного нальоту на грунті, утворення суміші нітратів - звичайне явище. Проте виділення з природної суміші досить чистої калієвої селітри, придатної для приготування горючих складів, вимагало значних хімічних знань. Найбільш підходящий для накопичення "селітряної землі" клімат був в Південному Китаї, Північній Африці, Сирії та Індії. Наукові знання китайців у той час дозволили їм організувати виробництво досить чистої селітри. З XIII століття технологія була перейнята арабами. Хоча іноді калієву селітру називають "індійської", твердження про її індійське історичне походження невірні. Для виробництва "селітряної землі" використовували суміш гною, кісток і нутрощів тварин, які розміщувалися в спеціальні ями з попелом і вапном. Освічені касти індійського суспільства не могли стикатися з такою сировиною і, отже, розробити технологію виділення і очищення селітри. Проте в ХIII столітті в Індії вже сформувалася каста "селітрянщиків", які виробляли нітрат калію у великих кількостях швидше за все за китайською технологією. Згадаймо, що араби називали очищену калієву селітру "китайським снігом". Відомий вчений і мандрівник Марко Поло, який відвідав Китай у 1274-1291 рр.., Описав цю технологію. Після екстракції водою з "селітряної землі" і упарювання розчину отримували "білу доброякісну сіль". Цей продукт китайці використовували і як кухонну сіль, - відомо, що нітрати поліпшують консервуючу дію хлориду натрію.

"Батьківщиною" селітри можна, мабуть, вважати Китай. Перший опис складу та рецепти приготування горючої суміші з селітри, сірки і вугілля (або бамбукової тирси) зазвичай пов'язують з ім'ям даоського алхіміка і лікаря династії Тан Сунь Симяо (Сунь Симо) (601-682 р. н.е.). У його трактаті "Цянь цзинь яофан" ("Безцінні рецепти"), вперше надрукованому в 1066 р. і перевидано в 1307, 1544 і 1604 рр.., Спалах пороховий суміші трактується як злиття холодного і спокійного жіночого начала "інь" - селітри - з гарячим і рухомим чоловічим початком "ян" - сіркою. Наведений склад суміші (40 частин селітри, 20 частин сірки, 5 частин вугілля) відповідає повільно палаючого ракетному паливу, але не вибуховій пороху. Феєрверки на основі горючих сумішей були відомі в Китаї і раніше, при династії Сюй (589-618 гг.н.е.), а "вогненні стріли" згадуються як засіб оборони у літописі "Трьох царств" (181-234 гг.н. е..). Селітра ("земляна сіль") згадувалася як лікарський засіб в медичній книзі "Шеньнун беньцацзін" у 2 ст.до н.е.

Селітра до Візантії поставлялася з арабських країн. На початку XIII ст. рецепти її виготовлення були записані арабськими вченими (Ібн абі Узайбіа, Абд Алла Ібн Бейтар, Шемседдін Мохаммед), які, в свою чергу згадують про "китайських вогненних стрілах". До XIII століття арабська імперія простягалася від Індії до Іспанії. Завоювавши величезні території, халіфи ("заступники" пророка Мухаммеда) заохочували розвиток науки і торгівлю. Араби зібрали й узагальнили культурні досягнення підкорених ними народів. На арабську мову були переведені головні твори грецьких, єврейських, східних філософів і вчених. Арабські купці торгували з Китаєм і Західною Європою. Вони ж поставляли "китайський сніг" або "китайську сіль" - очищену селітру - для медиків з початку XIII століття. А дещо пізніше Шемседдін Мохаммед описав і стрілянину допомогою порохового заряду (ок.1304 р.). З бойовим застосуванням горючих сумішей на основі селітри європейці познайомилися під час хрестових походів (1250 р.) і в битвах з маврами в Іспанії.

Зіставлення літературних джерел, ніяк, здавалося  б не пов'язаних тематично, дозволяє зробити дуже цікаве припущення. У  найвідомішій книзі з історії  Православної Церкви (30 видань до 1917 р.) повідомляється, що один з перших християнських  ченців, Аммон (зверніть увагу на ім'я!), В середині IV ст н.е. заснував монастир недалеко від Олександрії (Єгипет) на горі Нітрійській [6а]. Гора так називалася через велику кількість на ній "Нітри". Хоча таку назву використовувалося  в цей час не тільки для селітри, не можна виключити, що Каллінікос, який швидше за все сповідував християнство, отримував необхідну для "грецького вогню" окислювач з Нітрійських монастирів (до кінця IV ст. Їх було 50) . На жаль, у книзі немає відомостей про виробничу діяльність ченців Нітрійській монастирів, тому пріоритет відкриття піротехнічного застосування селітри традиційно залишається за Китаєм.

 
Більш докладно стародавня технологія одержання селітри описана в  книзі А. Маршалла "Вибухові речовини" (1915 р.) на прикладі виробництва, ще існував  в Індії в XIX ст. [4]: ​​"Сира" селітра до перекристалізації містила  від 30 до 65% нітрату калію, до 14% нітратів кальцію і магнію, від 15 до 35% хлориду  натрію, до 15% сульфату натрію. Після  першої перекристалізації вміст  нітрату калію збільшувалася  до 82-90%, але така селітра містила  ще до 7% хлориду і нітрату натрію. Оскільки нітрат натрію гігроскопічний, селітра для виробництва пороху вимагала принаймні двох перекристалізацій ".

 
                                      Селітра в Європі.

Середньовічна Європа була набагато більш смердючої, ніж наше стерильне XXI століття. Селяни - переважна більшість населення - ділили з худобою свої халупи з земляною долівкою. Залишки їжі і собаче лайно падали на очерет, яким було покрито підлогу. Людські екскременти та гній були єдиним добривом, а відкриті стічні канави в містах - звичайною справою. І з цих смердючих основ людського існування майстри порохових справ витягували свій найдорогоцінніший інгредієнт.

Люди  давно помітили, як sal petrae, «сіль каменів», виступає у вигляді білої кірки  на кам'яних стінах. Стародавній монах  описував її як «чаклунську сіль», серед  кристалів якої, схожих на лід, ховається  дух пекла ..

Селітра утворювалася на стінах і підлогах вбиральнь і хлівів, «в льохах, гробницях і покинутих печерах, куди не може проникнути дощ».

Справа  залишалася за малим - цю селітру треба  було зібрати. Виникло співтовариство збирачів селітри, перетворившись на свого роду касту, отримало особливі спадкові привілеї.

Як і  селяни інших європейських країн, англійські фермери проклинали збирачів селітри - наприклад, ті забороняли мостити  підлоги в корівниках, оскільки це нововведення перешкоджало накопичення  і дозріванню селітри.

Починаючи з XV століття виробництво пороху у  Франції (як і в інших країнах  Європи) залежало від збирачів селітри, які видобували сировину на скотних дворах і витравлюють необхідну речовину з штукатурки зруйнованих будівель. Король дарував цим майстрам право конфіскувати багатий селітрою грунт і відходи, де б вони їх не знайшли: цей привілей називалася droit defouilk-«право копати». Привілей був спадковим, і збирачі селітри утворювали замкнутий професійне співтовариство.

 
Збирачі з королівським указом в  руках зіскоблювали відкладення  селітри на скотних дворах і в  голубниках. Їх вторгнення дратували  селян: мало того, що двори були перекопані, а господарські будівлі зруйновані, так велено було ще давати нічліг збирачам селітри і надавати їм паливо для  випарювання смердючої рідини, яку  вони отримували з відходів .

Але природної  сировини не вистачало. Королі вичавлювали  з підданих всі соки, щоб добути достатню кількість необхідної речовини. Порохових справ майстри прочісували країну в пошуках старих компостних куп і вигрібних ям, смітників і туалетів. 
 
Паралельно з пошуками «природною» селітри, порохові майстри стали намагатися відтворити процес її отримання, використовуючи гній, сечу і людські фекалії.

Помітивши, в яких природних умовах вони знаходять селітру, ремісники кінця XIV століття почали відтворювати ті ж умови штучно. Ці спроби прискорити розпад органічних матеріалів і запобігти витоку нітратів привели до створення селітряніц, які прийшли на зміну простій компостній купі.

Процес  був нескладним - будь-який, у кого була крита яма або льох і запас  гною, міг зайнятися цією справою. Рецепт селітри 1561 рекомендує змішати  людські фекалії, сечу, «а саме тих, хто п'є вино або міцне пиво», гній «коней, що годують вівсом», і  вапно, отриману зі старого будівельного розчину або штукатурки. Шар суміші по коліно глибиною слід вкривати від  дощу і регулярно перемішувати протягом року. Потім «подібно снігу» повинна  була виступити селітра. Припис сечі п'яниць не було безглуздістю - розщеплення  алкоголю збагачує сечу амонієм - середовищем, в якому процвітають нітратні бактерії.

Порохових справ майстри повинні були переробити сотню фунтів нечистот, щоб отримати півфунта доброї селітри. Робочі промивали  водою огидну гущу, щоб розчинити  нітрати, потім облягали їх з отриманого розчину.

Щоб зменшити небезпеку вибуху, майстри почали додавати в ступу невелику кількість  рідини. Іноді використовувалися  очищені винні спирти, які, як вважали, здатні витягувати забруднення. У пошані була також людська сеча, особливо сеча п'яниці, а найкраще - питущого єпископа.

Паралельно  майстри вчилися очищати селітру, замінюючи нітрат кальцію на нітрат калію. Для цього рідко розведений водою гній вилуговували деревною золою. Потім місиво очищали за допомогою бичачої крові, квасців і скибок ріпи.

До сімнадцятого століття був знайдений ще одне джерело  селітри - «з'ясувалося, що цінне джерело  селітри - нашвидку поховані тіла солдатів. Отриманий таким шляхом порох  повинен був принести смерть інших  людей - страшне безвідходне виробництво  ».

                                       Селітра в Новому Світі

Головною  проблемою, як звичайно, залишалася селітра. Рейнс відправив до Європи агентів, які зуміли за роки війни провезти 2,7 мільйона фунтів сировини крізь блокаду, якої мешканці півночі намагалися задушити південні штати. Деяка кількість  селітри було отримано з гуано  кажанів - його добували в печерах  Теннессі, Кентуккі й Алабами. Прагнучи поповнити запаси і домогтися, щоб  Конфедерація могла сама забезпечити  себе селітрою, Рейнс звернувся до старовинного способу пристрої селітряніц - «нітріаріев». Робітники копали довгі  канави і заповнювали їх гноєм, гниючими рослинами і тушами полеглих тварин. Кружляли навколо бродячі пси періодично пробиралися до канавах, що дало репортеру журналу «Монтгомері Уїклі Мейл» привід для сарказму: вже звичайно, солдати, які використовують такий порох, «здатні на саме завзятий опір» * Джонатан Харелсон, завзятий чиновник, що відповідав за збір селітри в околицях міста Сельма, штат Алабама, наполягав, щоб домогосподарки не виливати даремно свої нічні горщики, а випорожнювали б їх у спеціальну збірну бочку.

Виробництво селітри

За описом Д. Деві, який відвідав цейлонські родовища в 1821 р., селітра виробляється в печерах, які, ймовірно, колись служили місцеперебуванням різних тварин, з них деякі й тоді були населені у величезній кількості кажанами і завалені їх екскрементами ; в інших печерах тварин залишків не помічалося, і селітра потрапляла сюди, просочуючись у вигляді розчину з вищерозміщеної грунту, багатою рослинними залишками (напр., печера Меmооrа). У Бенгалії, в долині Гангу, селітра з'являється в жарку пору року на поверхні землі, яка в цих місцях дуже багата гумусом. У всіх цих випадках селітра є результатом розкладання азотистих речовин під впливом діяльності особливих бактерій (див. Селітрообразованіе), чому сприяє волога і теплий клімат. Так як селітра грунтом не поглинається, то розчини її, завдяки капілярності, піднімаються на поверхню грунту, і тут після випаровування води селітра виділяється у вигляді нальоту. Для отримання селітри збирають селітроносную землю після періоду дощів в жовтні і листопаді, вранці, після сходу Сонця; землю знімають на глибину кількох дюймів. За деякими вказівками, у багатьох місцях цією операцією займаються члени особливої касти (Sorawallah), які обходять села, оглядають стічні канави, хліви і різні місця, куди може потрапляти сеча і органічні відходи. Зібрану землю іноді залишають вилежуватися 2 - 3 місяці (і тоді вміст у ній селітри зростає); звичайно ж її кладуть у великі глиняні судини і витравлюють водою, до якої іноді додають золи (для розкладання азотно-кислих солей, кальцію і магнію). Отриманий розчин концентрують у глиняних посудинах або в особливих ямах прямо на сонці, потім випарюють в котлах до появи кристалів і, нарешті, залишають кристалізуватися на холоді. В інших випадках селітряні землю поміщають в ряд глиняних посудин, сполучених між собою так, що розчин з однієї судини можна перевести в інший, і піддають землю методичного вилуговування. При кристалізації розчинів селітри, отриманих без надбавки золи, в маткових розчинах залишається значна кількість азотно-кислого кальцію і магнію, які йдуть потім в покидьок і служать, в свою чергу, джерелом для утворення селітри в грунті. Сира (не очищена) селітра містить значну кількість домішок кухонної солі, хлористого калію, сірчано-натрієвої солі, магнезіальні, кальцієві солі, буру і пр.

Для отримання  чистої селітри, яка була потрібна, напр., Для приготування чорного пороху, її піддавали нової кристалізації (виходила рафінована або літрованная селітра.). До Кримської війни велика частина існувала у продажу селітра виходила з Ост-Індії, з появою ж біля цього часу на сцену Стассфуртского родовища хлористого калію, калійна селітра починає готуватися з чилійської селітри, і вивіз селітри з Ост-Індії швидко падає. В Алжирі поклади селітри знайдені в околицях Біскри; грунт утримував її там в кількості 4 - 6%; ще в 60-х рр.. поклади ці розроблялися, але тепер майже зовсім занедбані. В Італії селітра знаходили у вигляді нальоту на стінах деяких печер в Апулії; у Франції її знаходили в крейді Рош-Гюйона. селітра утворюється тут завдяки розкладанню (під впливом повітря) азотистих речовин, що знаходяться в крейді; в Турень подібними селітрообразовательнимі властивостями володіє туф, що представляє суміш сланців, піщанику і вапняків; шматки його при лежанні на повітрі швидко покривалися нальотом селітри

Порох

Основною  складовою пороху є селітра. Спочатку до його складу входила натрієва, а  згодом калієва селітра. Натрієва селітра вкрай гігроскопічна. Вміст вологи в такому поросі повинен бути в межах 0,7-1,0%. При вмісті вологи понад 2% порох важко запалюється, а при 15% вологи він зовсім втрачає здатність до займання. Тобто, всього одна туманна або - не приведи Господь - дощова ніч, і битва на ранок буде програна. Порох з натрієвою селітрою і є той багаторазово описаний порох, намокання якого так боялися гармаші, але тільки цей порох спочатку й був більш-менш доступний. 
Найбагатше родовище натрієвої селітри знаходилося в Верхів'ях Нілу, де його відкрили єгипетські «китайці» і «індійці», а потім єгипетські греки та араби. Там же, у сірчаних джерел залягала в достатку і сірка - другий базовий компонент димного пороху. Почасти тому так рвалися в Святу землю хрестоносці. Втім, натрієва селітра, нехай гігроскопічна і в невеликих кількостях свою роль спочатку виконувала чудово: для мін, тобто, підкопів під фортечні стіни її можна було просушити оптом, відразу всю. Легко було просушити селітру і для Бомбардьє - облогових, найперших гармат, які робили до 5-10 пострілів за добу. Півгодини сушиш, півгодини змішуєш з сіркою і вугіллям, і годину готуєш постріл. Натрієва селітра була нездоланною перешкодою лише для ручної зброї. Зібрати у двох-трьох тисяч солдатів вже готовий порох для просушки нереально, та й небезпечно: інгредієнти давно змішані, їх не розділити. Для ручної зброї була потрібна калієва селітра - не така гігроскопічна, а тому що дає стабільні склади. 
Саме тому  для ручної зброї селітри клали більше, а для знарядь - менше. Секрет простий: для гармат згодиться відносно дешева натрієва - і просушити її легко, і покласти до складу поменше можна, щоб не так вологу порох тягнув. А от для ручної зброї потрібна селітра калієва, щоб не вимок порох в кошелях за одну-єдину ніч. Але калієва селітра, по 5-6 років зревшая в селітряні ямах з падлом, коштувала дорого, а тому перші ручні гармати були надбанням знатних і багатих.

На зорі пороху історії його часто називали «дистилятом диявола». Один з компонентів  пороху, сірка, стала асоціюватися з  сатаною. Запах сірки - це запах пекла. Але для виробництва пороху потрібно було багато селітри. Середньовічний китайський текст під назвою «Сон у Східній столиці» описує уявлення, яке дали китайські військові в присутності імператора приблизно в 1110 році. Спектакль відкрився «гуркотом, подібним до грому». Дія таємничого речовини було засноване на унікальній суміші складових частин - селітри, сірки і деревного вугілля, старанно потовчених і змішаних у певній пропорції. Китайці назвали цю суміш хо яо - «вогняне зілля». Китайські алхіміки копітко працювали над тим, щоб звільнити від домішок речовини, які вони знаходили в природі. Чистота була священним якістю, очищення - ритуалом. «Селітра - князь, а сірка - міністр, - говориться в китайському історичному тексті XVI століття. - Їх взаємозалежність - ось що породжує їх придатність ».

Китайці дуже любили застосовувати вогонь у церемоніях і розвагах, а «вогняне зілля» пропонувало винахідливому імпресаріо міріади можливостей. Піротехніка стала першою областю, в якій знайшло застосування нове чарівне речовина. Китайські військові швидко зацікавилися «вогненним зіллям». У 1044 році імператор Женьцзун отримав від одного зі своїх наближених доповідь «Про основи військової справи». У тексті містилися два рецепти виготовлення «вогняного зілля», придатного для використання в запальних бомбах, які можна було метати облоговими машинами. Третя суміш призначалася як пальне для отруйних димових бомб. Пропорція селітри у всіх трьох сумішах була низькою, а це означає, що їх дія була розрахована на стрімке горіння, а не на вибух. Це були перші в світі прикладні формули пороху. До 1083 китайці виготовляли порохові вогненні стріли десятками тисяч: в папір загортали грудку пороху «розміром з гранат», прикріплювали його до древка і запечатували соснової смолою. За 80 років, що минули з тих пір, як було записано перші формули пороху, військові придумали нове застосування для цього чарівного речовини: розривні бомби. «Вогняне зілля» Бойова завдання у цих бомб була поки що та ж, що і у хлопавок, - змусити ворога здригнутися, злякатися, розгубитися. Перші гармати з'явилися в Китаї в кінці XIII століття: найдавніше збереглося знаряддя невпевнено датується 1288 роком. В описі битви, що сталася в 1359 році під Хан-чжоу, який став на той час центром виробництва пороху, вогнепальна зброя вже згадується як щось само собою зрозуміле.

Маршрут, за яким порох прийшов на Захід, і  точна дата, коли це сталося, невідомі і, можливо, ніколи не стануть відомі. Приблизно в 1240 році араби також  отримали зі Сходу відомості про  селітрі («китайському снігу»). Ми знаємо, що монахи-місіонери відвідали двір монгольських правителів Китаю вже  в 30-х роках XIII століття. Можливо, вони й викрали в Китаї секрет пороху, як пізніше станеться і з секретом китайського фарфору. 
 
 
 
 
 
 
 

                                       Список використаних джерел

http://www.naiau.kiev.ua

http://absentis.livejournal.com

http://dalizovut.narod.ru

http://www.ukrreferat.com/