Nieuws

Recept voor veilige rookgranaat

Arjen Dijkgraaf |
Anorganische chemie, Materialen & Coatings, Veiligheid & Regelgeving

Fosfor(V)nitride is een veilige vervanger voor rode fosfor in rookgranaten. Het rookt perfect en de kans is een stuk kleiner dat de granaat voortijdig afgaat, blijkt uit een publicatie in Angewandte Chemie.

Zo’n rookgranaat bevat naast fosfor een oxidant, zoals KNO3, en iets oxideerbaars zoals boor of magnesium. De reactie tussen die twee laatste componenten genereert voldoende hitte om rode fosfor (Pr) om te zetten in witte (P4) die vervolgens met zuurstof uit de lucht kan reageren tot P4O10. Dat wordt door vocht in diezelfde lucht weer gehydrolyseerd tot fosforzuur, dat nog meer water aantrekt en zo een dichte mist vormt.

Probleem is alleen dat er vrij veel hitte nodig is om dit proces in gang te zetten. Een stoffenmengsel dat er reactief genoeg voor is, is vrijwel automatisch overgevoelig voor wrijving of schokken. Bovendien heeft rode fosfor het nadeel dat het ontleedt als er vocht bij komt, en dat het heftig reageert met chloraten (ClO3- en ClO4-) waar de vuurwerkindustrie óók op ruime schaal mee werkt. Dat laatste is in de praktijk een ernstig veiligheidsrisico.

Ernst-Christian Koch en Stanisław Cudziło hebben nu onderzocht of je Pr kunt vervangen door P3N5. Die verbinding is in principe niet brandbaar: in combinatie met lucht begint ze pas bij 700 ºC te ontleden, en die reactie is endotherm. Ontleden doet het ook niet, en reageren met chloraten alleen wanneer je de combinatie aansteekt.

Maar als je zo’n combinatie inderdaad aansteekt, krijg je een reeks reacties waarbij elementaire fosfor (P4 of P2) vrijkomt die op de gebruikelijke manier kan doorreageren met luchtzuurstof tot witte rook. Met KNO3 lukt dit ook. En als de reactie tussen P3N5 en KNO3 eenmaal op gang is verloopt hij volgens de auteurs 200 keer sneller dan wanneer je Pr met KNO3 laat reageren: voldoende om een dichte rookwolk te genereren.

Om zo’n mengsel aan te steken is een temperatuur van rond de 400 ºC nodig. Als je het niet aansteekt, is het slechts een beetje gevoelig voor schokken en helemaal niet meer voor wrijving.

De auteurs concluderen dat je op deze manier een veilige rookgranaat moet kunnen maken. Onduidelijk blijft of ze het al hebben geprobeerd.

bron: Wiley

Deel deze pagina
Bestel nu GRATIS 2 proefnummers C2W

Bestel nu GRATIS 2 proefnummer C2W

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven