Blitzknall

Blitzknall 

(Flash, Flash Report, Thunderflash)

Um einen Knall zu erzeugen, ist in vielen Feuerwerkskörpern ein pyrotechnischer Satz aus Kaliumperchlorat und sehr feinem Aluminiumpulver als Effekt- oder Zerlegerladung enthalten. Dieser sog. Blitzknallsatz (Blitz-Satz) verbrennt mit hohen Temperaturen und sehr hoher Reaktionsgeschwindigkeit. Während z.B. Schwarzpulver für eine Knallwirkung stark verdämmt werden muß, wird schon eine nur einseitig verschlossene Papphülse trotz der geringen Verdämmung von der Perchlorat-Aluminium-Mischung mit hellem Blitz und lautem Knall zerrissen. Das macht auch die extreme Gefährlichkeit dieses Gemisches deutlich: schon bei Knallpatronen ("Staren-, Vogelschreck", Pyrotechnische Munition, Kaliber 15mm), die nur ein bis zwei Gramm Blitzknall-Satz enthalten, kann es bei unsachgemäßer Handhabung zu schwersten Verletzungen kommen.

Bei Kaliumperchlorat als Oxidationsmittel und Aluminium als Brennstoff liegen die Mischungsgrenzen des für eine Knallerzeugung nutzbaren Satzes bei ca. 66-88% Kaliumperchlorat. Höhere Anteile an Kaliumperchlorat verhindern den Abbrand, geringere führen zu einer langsamen Umsetzung. Das stöchiometrische Gemisch aus Aluminium und Kaliumperchlorat, was zu einer vollständigen Umsetzung des im Kaliumperchlorat gebundenen Sauerstoffes zu Aluminiumoxid führt, enthält 66% Kaliumperchlorat und ist mit dem hohen Aluminiumgehalt schon an der Grenze eines knallerzeugendenen Satzes, wird von Ronald Lancaster jedoch als Blitzknallsatz angegeben. Dr. Takeo Shimizu führt einen Blitzknallsatz ausschließlich auf der Basis von Kaliumperchlorat und Aluminium mit einem Anteil von 72% Kaliumperchlorat auf. Dies stimmt gut mit einem rel. häufig anzutreffendem Mischungsverhältnis von 70% Kaliumperchlorat und 30% Aluminium überein. Der hohe Anteil an Kaliumperchlorat in den knallerzeugenden Sätzen führt zu einem Sauerstoffüberschuß der Reaktion. Der überschüßige Sauerstoff kann mit anderen Reduktionsmitteln wie Schwefel umgesetzt werden und führt zu einer noch heftigeren Umsetzung. Hinsichtlich der erzielbaren Lautstärke ergibt ein Satz mit 64% Kaliumperchlorat, 23% Aluminium und dem Rest Schwefel bessere Ergebnisse als ein Satz nur auf Basis von Aluminium.

Die Reaktionsgleichung für die stöchiometrische Umsetzung kann unter Vernachlässigung von bei der hohen Temperatur mit Sicherheit ablaufenden Nebenreaktion mit:

3 KClO₄ + 8 Al → 3 KCl + 4 Al₂O₃

angegeben werden.

Im verwendeten Gemisch mit 72% Kaliumperchlorat liegt ein Molverhältnis von 1:2 (Kaliumperchlorat : Aluminium) vor. Dementsprechend kann die tatsächliche Reaktionsgleichung mit:

2 KClO₄ + 4 Al → 2 KCl + 2 Al₂O₃ + O₂

angenähert werden.

Als Oxidationsmittel wird Kaliumperchlorat manchmal durch Bariumnitrat ersetzt. Dagegen werden Chlorate (Kalium-, Bariumchlorat) niemals zusammen mit Aluminium- oder anderen Metallpulvern verwendet, da sich solche Gemische schon unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit oder bei sehr geringem Druck entzünden und heftigst explodieren können. Aus dem gleichen Grund ist auch Magnesiumpulver in Perchlorat- und Nitrat-Knallsätzen nur selten enthalten (s.a. Salut). In der DDR wiederum war ein Magnesium-Bariumnitrat-Blitzknallsatz handelsüblich.

Um dem Blitzknall eine andere Tonhöhe zu geben und ihn zündwilliger zu machen, setzt man auch einen geringen Prozentsatz Antimontrisulfid oder Schwefel zu; vor allem bei den südländischen Herstellern und auf Malta ist dies weit verbreitet.