Feuerwerk: Darum knallt und zischt es!

Warum explodiert das Schwarzpulver in der Rakete nicht, sondern schießt sie in den Himmel? Und wie macht man ein Feuerwerk bunt? Foto: privat

Ibbenbüren

(hp) Ohne Schwarzpulver kein Feuerwerk und keine Böller. Erfunden wurde es höchstwahrscheinlich bereits vor etwa 1.000 Jahren in China. Und wie viele andere Erfindungen auch, diente es zunächst kriegerischen Zwecken: Die Chinesen nutzten das Pulver als Antrieb für sehr einfach gebaute Raketen, die sie auf ihre Feinde abfeuerten.

Der Zweck dieser Waffe dürfte weniger darin bestanden haben, die gegnerischen Soldaten zu verletzen. Vielmehr sollten die Raketen für Verwirrung und Durcheinander beim Gegner sorgen; vor allem, indem sie dessen Pferde erschreckten.

Erst in späteren Jahrhunderten wurde Schwarzpulver dann auch verwendet, um Bomben zu bauen oder Kugeln aus Feuerwaffen und Kanonen zu verschießen. Vor etwa 150 Jahren dann verdrängten wirkungsvollere Sprengstoffe allmählich das Schwarzpulver für kriegerische Einsätze.

Schwefel, Salpeter und Holzkohle: Das sind die drei Bestandteile, aus denen „Schwarzpulver“ gemischt wird. Die Herstellung ist sehr aufwändig. Alle drei Stoffe müssen über viele Stunden lang fein vermahlen und sorgfältig miteinander vermischt werden. Anschließend wird das so erhaltene Pulver angefeuchtet, fest verpresst und nach dem Trocken zu diesmal kleinen Körnern vermahlen. Dadurch wird erreicht, dass sich die Bestandteile des Schwarzpulvers nicht wieder voneinander trennen, also „entmischen“ können.

Um das Schwarzpulver zu entzünden, braucht es eine Temperatur von nur etwa 170 Grad. Dann reagieren die drei Stoffe des Schwarzpulvers miteinander. Das Pulver explodiert, weil seine Bestandteile sehr energiereich sind. Der Stoff Salpeter, zu drei Vierteln im Pulver enthalten, liefert dem Gemisch den für die Explosion nötigen Sauerstoff; Holzkohle und Schwefel liefern den Brennstoff.

Der sehr leicht entzündliche Schwefel sorgt zusätzlich dafür, dass das Pulver schon durch einen kleinen Funken augenblicklich in Brand gerät und zum Beispiel in einem Silvesterböller mit lautem Knall explodiert. Viel spektakulärer als ein Böller explodiert natürlich eine Silvesterrakete. Hier erfüllt das Schwarzpulver gleich mehrere Funktionen. So dient es zunächst einmal als Treibsatz für die Rakete: Im Rumpf der Silvesterrakete, einem stabilen Papprohr, wurde das Schwarzpulver unter hohem Druck so fest verpresst, dass es nicht schlagartig durchzünden kann, sondern verhältnismäßig langsam abbrennt.

Trotzdem entstehen auch hierbei sehr schnell große Mengen an Verbrennungsgasen, die mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse am Heck der Rakete austreten und sie zischend in den Himmel schießen. Frei verkäufliche Silvesterraketen – wie sie bei Privatpartys abgeschossen werden – erreichen Höhen von rund 100 Metern. Professionelles Feuerwerk steigt aber je nach Bedarf weit höher in den Himmel. Damit die Rakete einen schönen Funkenschweif hinter sich herzieht, werden dem Treibsatz auch Eisenspäne beigemischt. Da das Schwarzpulver beim Verbrennen rund 2.000 Grad heiß wird, verglühen die Eisenspähne spektakulär als goldene Funken.

Ist der Treibsatz abgebrannt und hat die Rakete bei rund 100 Metern Höhe den Scheitelpunkt ihrer Flugbahn erreicht, zündet automatisch die zweite Ladung Schwarzpulver. Diese enthält die so genannte
Effektfüllung, die für die bunten Funken des Feuerwerks verantwortlich ist.

Wie schon im Treibsatz der Rakete, sind es auch hier feine Metallspäne, die am Himmel in den verschiedensten Farben verglühen: Das Metall Strontium leuchtet zum Beispiel rot auf, Natrium gelb, Barium grün und Kupfer blau. Silberne Funken werden durch Aluminium oder Magnesium erzeugt.

Durch das Mischen verschiedener Metalle lassen sich viele weitere Farben erzeugen: Mischt man zum Beispiel Strontium mit Kupfer, ergibt das einen lilafarbenen Funkenregen.

 
 
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