Carbidschieten nationaal erfgoed of internationaal speelgoed?

De wondere wereld van explosief acetyleen, alle geheimen ontrafeld

Bekend is dat de chemische gasproductie van acetyleen met calciumcarbide (spreek uit: kalsium-karbiede) tussen 1894 en 1950 werd toegepast als vorm van verlichting met de carbidlamp. Vooral de ontwikkeling van de snijbrander en het autogeen lassen waren van groot belang voor de industrie. De productie van acetyleen gaf voor veel landen de komst van de chemische industrie, immers konden tal van chemische producten en plastics hieruit worden vervaardigd.

Het schieten met carbid (zonder 'e', spreek uit: karbiet, dus niet karbit, dat staat nogal dom) valt strikt genomen niet onder de pyrotechniek noch onder vuurwerk, dus ook niet wettelijk gezien voor wat betreft het gebruik, maar het is een knallende oudejaarstraditie met een interessante geschiedenis die hier te lezen is.
Tal van platteland gemeentes in Nederland hebben eigen regels opgesteld ten aanzien van het schieten met carbid omdat het overlast kan geven en er sprake is van gevaarzetting bij ondeskundig gebruik. Via de Algemene Plaatselijke Verordening (APV (klik hier)) kan via het internet met de zoektermen 'carbid schieten' en de naam van de gemeente, de bepalingen worden opgevraagd (klik hier voor een voorbeeld). Verder is er algemene informatie (klik hier). Soms moet twee weken van te voren bij de gemeente worden aangekondigd dat men carbid wil gaan schieten, meer niet.

De kunst van het carbid schieten (klik hier) is een stuk carbid en water in een lege stalen bus te stoppen en via een gaatje in de bodem (zundgat) pas op het moment te ontsteken wanneer het gas in de juiste samenstelling goed homogeen met lucht is vermengd. Zodat de maximale energie ter beschikking komt in de vorm van snelle expansie en gasdruk. Het gasmengsel heeft geen sterke opsluiting nodig.

Een stalen melkbus van 40 liter heeft weinig meer nodig dan 1 liter acetyleengas - 2,5 % - tot 3,2 liter voor de explosie en 5,3 liter acetyleen voor de stoichiometrische verhouding.
Experimenteel is gebleken (overigens zonder stikstof uit de lucht) dat een betere verhouding voor meer gasdruk en een hogere verbrandingssnelheid, een verhouding is van 1 op 1 met acetyleen en zuurstof, omdat de stoichiometrische verhouding 1 op 2 acetyleen en zuurstof slechts een geringe deflagratie veroorzaakt. Meer acetyleen geeft een snellere verbranding en hogere druk.

Met 5 tot 10 druppels water (of wat speeksel) met 85 tot 170 mg carbid (een stukje ter grootte van een 4 - 6 mm erwt) levert dat 25 - 50 ml gas op, voldoende voor een carbidgas knal met een 1 liter blik. Carbid van deze zogenaamde A-kwaliteit (80 - 85 % geeft 300 L gas/kg) hoeft in de winkel niet meer te kosten dan 1,50 tot 2,50 euro per kg, daar de inkoop in China een groothandelsprijs geldt van 40 eurocent per kg bij afname per ton = 10 vaten van elk 100 kg. Een grote carbidclub van 100 man kan natuurlijk ook zelf 1000 kg importeren, zodat iedereen 10 kg afneemt. Via Indiamart kan de particulier ook kleinere hoeveelheden bestellen en betaalt men ongeveer 1 euro per kg voor hoeveelheden van 25, 50 of 100 kg in in een stalen vat (klik hier).

Per melkbus knal zijn de kosten voor de consument dus ongeveer 6 eurocent voor 2,50 euro per kg carbid. Er hoeft maar heel weinig carbid gebruikt te worden, in de praktijk wordt veel te veel carbid gebruikt en is dat zichtbaar aan de oranje walmende vlam. Dan gaat het explosieve vermogen achteruit in dB(A) en geeft dat teveel stress aan het metaal. In een langgerekte buis kan de verbrandingssnelheid en de druk zich beter opbouwen. Meer carbid gebruiken in een 40 liter tank of beter een naadloos getrokken gasbuis dan 54 gram carbid en 30 gram water is pure geldverspilling, tenzij men daar twee keer mee schiet. Men ziet wel eens dat carbidkanonnen worden ontstoken met een walmende fakkel, maar het scheelt aanmerkelijk in stijgende druk en explosiesnelheid wanneer men dat met een felle hete steekvlam doet. Dit goede advies is geheel gratis.

Het schieten met carbid in een bus of kanon werd oorspronkelijk ontwikkeld voor de   landbouw, maar niet voor de vogelverschrikking.

In 1896 wilde de Oostenrijker Albert Stiger, burgemeester en wijnboer, een kanon bouwen om hagelbuien te bestrijden (klik hier). Sommige (fruit)telers hadden veel last van schade door oogst vernielende hagel in zware onweerswolken.Het idee kwam via een geschreven artikel van een Italiaanse professor die de mogelijkheden van weersbeïnvloeding beschreef, al ontbrak het aan bewijs.

Stiger had de jaren daarvoor kleine mortierbuizen en buskruit gebruikt. Eerst met de oude schoorsteen van een stoomlocomotief, later met 5 meter hoge speciaal gebouwde conisch gevormde megafoonbuizen. Naast rook en vuur waren trillingen van geluid volgens hem van belang om de omgevingstemperatuur te beheersen en bevriezing - of oververhitting door teveel direct zonlicht - van tere plantendelen te voorkomen. De geluidstrillingen zouden de hagel tegengaan, was de theorie.

Het idee was niet nieuw want Oostenrijkse militairen hadden in 1785 al vergeefs gaten proberen te schieten in de bewolking met kanonnen en explosieve granaten, maar Keizer Josef II (ook van de Oostenrijkse Nederlanden) verbood dat. Waarschijnlijk op religieuze gronden, men kon onze lieve heer wel eens kunnen raken.
In de 19e eeuw werden geen projectielen maar geluidsdrukgolven gepropageerd. De aangroei van hagelstenen in donderwolken moest door trillingen letterlijk in de kiem worden gesmoord. Acetyleengas kwam beschikbaar via calciumcarbide en water, hetgeen een harder geluid maakte dan het buskruitkanon. Men was in die dagen van de industriële revolutie overtuigd dat alles maakbaar was en zo dus ook het weer.

Nederland liep achterop in de industriële revolutie en die begon rond 1750 in Engeland en in Duitsland een grote chemische industrie ontstond.
De aardolie industrie begon op te komen in Baku in 1825 in Rusland en in 1846 werden de eerste oliepijpleidingen gelegd in wat nu Azerbeidzjan heet. In 1878 werd de eerste olietanker gebouwd door de broer van Alfred Nobel. De olie-industrie in Baku was goed voor de helft van de wereldproductie aan het eind van de 19e eeuw met 200 raffinaderijen.
Samuel Kier richtte in 1853 de eerste olieraffinaderij van Amerika op in Pittsburgh.
Een van de eerste moderne olieraffinaderijen in Europa werd gebouwd door Ignacy Łukasiewicz (klik hier) bij Jasło (toen in het koninkrijk Galicië en Lodomeria in Centraal-Europa, Galicië), gelegen in Polen in 1854. Hij voerde ook de productie op voor kerosine en bedacht o.a. de eerste petroleumlamp. Later zou acetyleen gas voornamelijk uit aardolie en aardgas worden geproduceerd.

De Engelse meteoroloog Clement Wragge ((klik hier) die zich vaak liet leiden door spiritualisme en bijgeloof, voelde zich geïnspireerd door de Oostenrijkse wijnboer Stiger. Hij probeerde de hagelkanonnen in te zetten in Queensland, Australië (1895 - 1902), echter om de grote droogte te bestrijden! Daar was het kanon dus helemaal niet voor bedoeld.
De experimenten leidden tot een grote mislukking. Zelf zei hij geen tijd te hebben om op de 'juiste omstandigheden' te wachten - ongeduldig en reislustig als hij was. Door de pers werd hij in 1906 vooral als een charlatan (zie tekening) en pseudo wetenschapper bestempeld (zie cartoon) (klik hier).

Stiger stapte van buskruit over op acetyleen door gasvorming met carbid en water. Met een grotere mortierbuis van bijna 1 meter lengte en 20 tot 30 cm doorsnede, dus 30 tot 60 liter inhoud, met daar bovenop een dunnere conische plaatstalen megafoon tot wel 14 meter lengte. Een toeterhoorn om gericht de weergoden Zeus en Donar tot de orde te roepen, soms was het kanaon gemonteerd op een driewieler of een wagen. Constructiebedrijven en metaalgroothandelaren als de Oostenrijkse Carl Greinitz Neffen waren graag bereid tot productie van tienduizenden stuks voor Oostenrijk, Italië, Frankrijk en Duitsland, maar er waren veel meer landen die het product vanaf 1896 tot 1906 zouden uitproberen. De Oostenrijkse magnaat Kranz had de productie van carbid in handen bij een waterval in Bosnië-Herzegovina. Oostenrijk had politiek-economisch toen nog wat te betekenen naast de besneeuwde hellingen, nu moeten ze het vooral hebben van toerisme.

Vanaf 1970 herleefde in Frankrijk plotseling het bijgeloof van de weersbeïnvloeding, alsof niemand maar dan ook iets had geleerd in al die tientallen jaren.
Ook in de USA geloven ze soms weer in de 'cloudbuster'  (klik hier). Misschien wel door de filmsong van Kate Bush in 1985, en anders wel na haar beschuldiging in '86 dat weersbeïnvloeding als militair wapen werd ingezet (klik hier). Opeens werden nieuwe elektronisch gestuurde gaskanonnen ontwikkeld, die werkten met acetyleengas en zuurstof. Niet de geluidsdruk maar de vortex met een snelheid van 50 - 70 m/s zou de energie leveren.

Voor de vortex ring is een (abrupte) vernauwing of nozzle in een kanon of mortierbuis nodig, waardoor een werveling ontstaat, maar de kracht is zeer gering. Experimenteel zou het als wapen worden gebruikt (klik hier).
Er zijn gaskanonnen die radar- en satellietbeelden zelfstandig interpreteren zodat ze 'automatisch afgaan' (klik hier), met een frequentie van ongeveer 9 tot 15 schoten per minuut.
In Nederland was er sprake van het hagelkanon bij fruittelers in de provincie Zeeland in 2004 en 2008. In 2012 was er een verbod, maar sinds 2014 probeert men het in Brabant opnieuw (klik hier).

De commerciële kwakzalver met zijn hagelkanon heeft na 115 jaar vrij spel en wordt geen strobreed in de weg gelegd met zijn boerenbedrog en hocus pocus. De onnozele fruitteler wordt met het mislukte Stiger project minimaal 40.000 euro afgetroggeld - exclusief 500 euro aan jaarlijkse lasten (klik hier), om hem als een dwaze Don Quichot windmolens te laten bevechten. Nog even afgezien van de mogelijke schade door laagfrequente trillingen via de bodem, genoeg kapitaal voor ruim 5 miljoen eindejaars melkbus carbidschoten. Pek en veren voor de charlatan.

 Moderne academisch gevormde meteorologen bestrijden de effectiviteit van de zwakke compressiegolven van geluid (klik hier) op grote afstand. De atmosferische luchtdruk is gemiddeld ongeveer 1,013 bar of 101,3 kilopascal (kPa). De geluidsdruk van het hagelkanon (explosiegasdruk maximaal 2 tot 5 MPa) is op 20 meter afstand ongeveer 140 decibel of dB(A) (klik hier).
De geluidsdruk (in pascal) is omgekeerd evenredig met de afstand in meter (r). Dat betekent dat in de onweerswolk basis op 3000 m hoogte maar bar weinig over blijft: 

           p2/p1 = r1/r2       p2 = p1 x r1/r2    p2 = 200 Pa x 20 m/ 3000 m = 1,33 Pa

slechts 1,3 pascal overdruk of 96 dB(A). Dat is de druk die één A4 briefpapiertje van 6 gram gespreid op een tafel uitoefent: onvoldoende om zelfs maar demonen te bedwingen, maar voldoende om in de wijde omgeving  overlast te veroorzaken (klik hier).

Er is een groot verschil tussen de laag energetisch geluidsdrukgolven die zich voortbewegen met een snelheid van ongeveer 343 m/s (20 kPa overdruk of 180 dB(A) op 2 m afstand), en de supersonische drukgolven bij een detonatie. Zware drukgolven worden door de bewolking en inversie lagen ook afgebogen en weerkaatst, zoals bij de Culemborg vuurwerkramp, en veroorzaken elders schade.

Bij explosieven is die gasdruk 5 tot 45 GPa, de nucleaire detonatiedruk is meer dan 10.000 maal zwaarder. Die enorme druk zou nodig zijn daar de gezamenlijke energie in een onweerswolk overeenkomt met die van een nucleaire explosie, aldus Dr. Herman Uman van het IC LTR in Florida USA (klik hier).
Natuurkrachten beteugelen door lancering van militaire nucleaire ladingen kost vele miljoenen en is volstrekt onaanvaardbaar, als middel erger dan de kwaal. Weersbeïnvloeding met oorlogswapens is in 1977 in de ban gedaan door het ENMOD verdrag in Genève, dat door 73 landen in 2007 is ondertekend.

De techniek met geluidsgolven werkt wel maar slechts op korte afstand, zoals bij de niersteenvergruizer, maar dan wel met ultrasoon geluid via een waterbad waar geluid een veel hogere snelheid heeft. Destructieve cavitatie was toen nog onbekend en ultrasoon geluid werd pas toegepast in 1917 door de marine.
Nieuwe laboratoriumtechnieken maken gebruik van de kracht van ultrasoon geluid door niet alleen grondig te reinigen, maar de speciale explosieve cavitatiekrachten toe te passen in o.a. het verkleinen van deeltjes in de nano-techniek. De cavitatie wordt uitgevoerd met een zogenaamde cavitator (klik hier) volgens de ultrasonische dispersie homogeniseringsmethode.

De elektrostatische bliksemontladingen (100.000 km/s) met hoge temperaturen van 20.000 tot 40.000 Kelvin en 1 tot 10 MPa drukgolven -  die kilometerslange oververhitte explosieve luchtexpansie veroorzaken, zouden veel meer invloed moeten uitoefenen, maar dat gebeurt niet. Er vindt hier plasmavorming (ionisatie) plaats, en ook reflectie (echo) en refractie.

Een enkelvoudige negatief geladen bliksemschicht tussen de aarde en wolk (5 tot 10 km lang) maakt 0,5 GJ (139 kWh) aan energie vrij, maar de positief geladen bliksem maakt het vijf- of tienvoudige vrij. Waarvan 90 % warmte energie is en die overeenkomt met een hoeveelheid van 112 kg TNT (of 5 tot 10 keer meer, ruim 1 ton TNT, of 300 kA en 1 GV gedurende enkele microseconden). Grote onweerswolken hebben een middellijn van 60 km of vormen soms een cumulonimbus straat van 500 km lang. Horizontale bliksem tussen wolken kan wel uitstrekken tot 321 km lang (Oklahoma, USA, 2007 volgens de WMO). Volstrekt onmogelijk om met een paar acetyleen knallen hagelvorming tegen te gaan of wolken uiteen te drijven. Onder natuurkundigen is daar geen twijfel over.

Reclame van Union Carbide uit 1922 voor acetyleen gaslicht.
Het blik was geen conservenblik maar bevatte 45 kg carbid.
Carbid prijzen werden kunstmatig hooggehouden doordat ieder
land zijn eigen fabrikant had  en er verboden prijsafspraken waren
om elkaar niet te beconcurreren. Dat leidde in de V.S. tot boetes
vanwege de Sherman Anti-Trust wetgeving. In Europa bestond
deze wetgeving nog niet door de verdeeldheid van de landen.

Acetyleen werd ontdekt in 1836 door de Ierse geleerde Edmund Davy. Het gas is in 1860 herontdekt door de Franse chemicus Marcellin Berthelot, die de naam 'acétylène' introduceerde (bereiding via acetaat).
Pas in 1862 ontdekte de Duitse chemicus Friedrich Wöhler de eenvoudige bereiding via het calciumcarbide proces.

Acetyleen geeft ongemengd met zuurstof een lichtgevende gasvlam door nagloeiende koolstofdeeltjes die ontstaan bij de onvolledige verbranding. Maar met gasdruk ontstaat een fel helder wit licht. Het is daardoor zeer geschikt als verlichting, zowel voor kleingebruik van carbid als voor een groot gasleidingsysteem (klik hier).

Carbid is een afkorting voor calciumcarbide of officieel calciumacetylide, een verbinding van koolstof en calcium waarbij de koolstofatomen een drie-voudige binding met elkaar hebben. Wanneer de harde kalkachtige brokken nat worden gemaakt, vormt zich een chemische reactie met als producten het vaste calciumhydroxide en het brandbare gas acetyleen (officieel: ethyn), dat goed gemengd met zuurstof zeer explosief is bij ontsteking. Acetyleengas is iets lichter dan lucht.

Technisch bereid acetyleengas ruikt eigenaardig muf en dat is te wijten aan de gassen waterstofsulfide, fosfine en ammoniak, die ontstaan in reactie met water door de in onzuiver calciumcarbide aanwezige calciumsulfide, calciumfosfide en calciumnitride. Zuiver acetyleengas is reukloos.

Calciumcarbide kan bereid worden door calciumoxide (ongebluste kalk) met koolstof (cokes) te verhitten tot een hoge temperatuur van 2200 °C. Boven de 1000 °C ontstaat geen kooldioxide zoals foutief is vermeldt in Wikipedia, maar brandbaar koolmonoxide dat in het proces hergebruikt kan worden om het mengsel voor te verwarmen:

          CaO (s) + 3 C (s) --- >  CaC₂ (l) + CO (g)

De reactie wordt uitgevoerd in een vlamboogoven met grafiet elektroden onder uitsluiting van lucht waarbij calciumcarbide smelt bij 2160 °C. 
In de biologie is acetyleenreductie bekend door stikstofbindende blauwgroene algen (klik hier) (klik hier) (klik hier). Dit leverde een bruikbare test op voor de kwantificering van het stikstoffixatieproces. Stikstoffixatie van gasvormig neutraal distikstof naar oplosbare ionen in water is voor het leven zo essentieel, dat zonder het leven niet mogelijk is. De Duitse chemicus Fritz Haber kreeg de Nobelprijs voor de scheikunde in 1918 voor de kunstmatige stikstofbinding in het Haber-Bosch proces (klik hier). Met het Ostwald proces was de productie van kunstmest mogelijk in de vorm van ammoniumnitraat en bestreed dit indirect de honger in de wereld. Rond 1900 waren er 1,7 miljard mensen op de aarde, in 2020 leven er 7,7 miljard mensen, dat is 4,5 maal zoveel en verwacht wordt dat in 2050 er 9 miljard zullen zijn indien er geen natuurrampen plaatsvinden.

Op Haber zijn werk was ook kritiek, omdat ammoniumnitraat in combinatie met andere stoffen ook als goedkoop militair explosief werd toegepast - deels als vervanger van TNT. Ammoniumnitraat mengsels hebben inmiddels ook in de civiele toepassingen het oude dynamiet geheel vervangen (Tovex 1973 (klik hier)). Hoewel DuPont wederom de commerciele ontwikkeling opeist, zijn het Duitsers geweest die ammoniumnitraat en methylammoniumnitraat al veel langer synthestiseerden en ook gebruikten als explosief.
De kritiek op Haber betrof ook dat hij zich in de 1e W.O. met gifgas bezig hield. Maar men vindt tegenwoordig dat door de enorme stikstoffixatie er in honderd jaar tijd een overmaat aan oplosbaar stikstof in het milieu is gekomen dat heden te dage als belastend voor het milieu wordt ervaren.

Daarnaast menen tegenstanders te vinden dat Haber door zijn werk ook heeft bijgedragen aan de overbevolking doordat de hongersnood voor een belangrijk deel is bedwongen. Deze laatste argumentatie is wel juist maar moreel nogal verwerpelijk, want dan zouden artsen ook niet moeten helpen zieken en vluchtelingen van de dood te redden. Ziekte, dood en hongersnood zijn immers biologisch evolutionaire correctieve oorzaken wanneer er sprake is van monocultuur, overpopulatie en bedreiging van de inheemse cultuur door invasieve exoten. 

De mens is al miljoenen jaren doodsbang voor honger, ziekte en natuurrampen, vandaar het geloof en offering aan goden, maar het hoort allemaal bij het leven op aarde dat niet veilig is maar juist gevaarlijk en risicovol en dat ook zo blijft tot alle leven is verdwenen door de uitdijende zon.
Men vergeet dat anno 2020 wel eens omdat we 75 jaar in redelijke vrede leven en grote natuurrampen nauwelijks hebben meegemaakt in onze beperkte leefgebied en denkwereld. Veelal kwamen daar nog oorlogen bij, want de mens is dol op grote en kleine ruzies, een slechte eigenschap die wel eens tot extinctie zou kunnen leiden, maar wie zou daar nou wakker van liggen? Alleen hysterische neuroten als de Zweedse autist.

In de ecologie is er sprake van overpopulatie als een soort de draagkracht van haar habitat uitput, maar wanneer het mensen betreft zijn maatregelen als geboortebeperking kennelijk onbespreekbaar. Dit heeft ongetwijfeld ook bij politiek links met het geloof te maken dat geen zaadcel mag worden verspild. Op die manier zullen de religies bijdragen aan de ondergang van de mensheid door de eindigheid van de reproductie en het heilige geloof van de milieuactivisten (zie de nieuwe film van Michael Moore, The Planet of the Humans), een aanklacht tegen de niet-nadenkende en als konijnen reproducerende mens zonder gezond verstand (klik hier).)
Een klein voorbeeld is de dodelijke schimmelinfectie die hele insectenvolken - die veel succesvoller zijn dan de mens en al 500 miljoen jaar aanwezig zijn, kan uitroeien (klik hier), de Cordyseps, een geslacht van ascomyceet schimmels die bestaat uit 400 tot 500 soorten. De schimmels vormen met hun myceliumdraden al miljoenen jaren een groot ondergronds netwerk dat veel beter werkt dan het internet. We zien de champignons al uit het hoofd van Mark Rutte groeien als corona-kapsel wanneer hij de laatste adem uitblaast.

Stikstoffixatie is vereist voor alle levensvormen waarbij stikstof van levensbelang is voor de biosynthese van moleculen als nucleotiden, aminozuren, enzymen en eiwitten die planten, dieren en andere organismen creëren of als essentieel opnemen van andere bronnen. Dat de boeren protesteren tegen een door de minister van Landbouw opgedrongen eiwit-arm dieet voor runderen, is natuurlijk belachelijk. Doe wat aan de menselijke overbevolking, gereformeerde minister Schouten.

Alle nitrogenase enzymen gebruiken een vergelijkbaar koolstof Fe-S (ijzer-zwavel) kerncluster, met cofactor molybdeen (een sporenelement dat 1/10.000 voorkomt in de aardkorst) en vanadium als vandium nitrogenase (klik hier). Dit enzym is ook in staat om bij de afwezigheid van stikstofgas koolmonoxide om te zetten in diverse koolwaterstoffen.
Nitrogenase is een enzym dat verantwoordelijk is voor het katalyseren van de natuurlijke stikstofbinding, namelijk de reductie van stikstofgas tot ammoniak en een proces dat van vitaal belang is om het leven op aarde in stand te houden.

Het enzym wordt echter ook door meer dan 2 % zuurstof in de atmosfeer onwerkzaam. Splitsing van het fotosynthese systeem en de stikstofbinding door multicellulaire ontwikkelingen (klik hier) duurde wel twee miljard jaar voordat zuurstof in de atmosfeer kon stijgen (klik hier). Voor creationisten is de vraag i.v.m. de 'intelligent design' waarom de schepper zoveel tijd nodig had om tot een biochemische oplossing te komen, om gestalte te doen geven aan de ontwikkeling van het paradijs op aarde.

Het ijzer-zwavel kerncluster van nitrogenase (klik hier) ingebed in
proteïne ketens (hier niet zichtbaar). Het vroege leven op aarde
werd hierdoor mogelijk gemaakt, maar ook voor twee miljard
jaar lang beperkt door de vertraagde biochemische
 ontwikkeling van het nitrogenase-enzym (klik hier).

De 'blauwalgen' behoren officieel niet tot het plantenrijk maar tot de cyanobacteriën en vormen op die manier stikstoffixatie als de bacteriën bij de stikstofwortelknolletjes (klik hier). Ook in de oceanen komen ze in grote getale voor (klik hier). De energierijkheid van de C≡C drievoudige binding en de vrij hoge oplosbaarheid van acetyleen in water maken het een geschikt substraat voor bacteriën. 

Aangenomen wordt dat het om een hele oude symbiose gaat tussen de alg met fotosynthese overdag bij het zonlicht en de bacterie met stikstof bindende eigenschappen in het donker, aan het begin van het leven op aarde 3,5 tot 4 miljard jaar geleden. Er zijn interacties tussen opneembaar stikstof in het geoxideerde nitraat-ion en het gereduceerde ammonium-ion bij hun opname, toewijzing, assimilatie en signalering in planten (klik hier).
Net als de gassen ethyleen en propyleen heeft acetyleen ook enige invloed op de rijping van fruit, met name op die van bananen (klik hier). Acetyleen komt ook buitenaards veelvuldig voor, hetgeen mogelijk een aanwijzing is voor primitief leven aldaar.

Het is de hoge temperatuur, de volumevergroting van 5 mol gas naar 6 mol gas, de uitzetting van het koolmonoxide gas en de vergassing van het water en de reactiesnelheid van de verbranding die voor de explosiefase van acetyleengas zorg draagt.

Hebben we het echter over de detonatie van acetyleen (zie grafiek) dan zijn twee detonatiegolf pieken te zien bij sensor 2 en 4 met 1,50 meter tussenruimte in een 2,5 m lange stalen buis waarmee de detonatiesnelheid van het brandstofrijke acetyleen-zuurstof mengsel kan worden berekend (klik hier). Deze is 1,50 m/0,50 milliseconde (ms) oftewel 3,0 km/s bij een geleverde druk van iets minder dan 50 bar. De detonatiesnelheid is afhankelijk van het acetyleengehalte en meer acetyleen dan normaal nodig is voor de stoichiometrische verhouding, des te hoger de detonatiesnelheid die richting 4000 m/s gaat (in het experiment is een piek van 3900 m/s zichtbaar, maar dit kan een afwijking van de apparatuur zijn). Bij de ratio Φ = 2,5 (in de grafiek) betekent dit een grote  overmaat aan brandstof van 2,5 mol acetyleen op 1 mol zuurstof (2,5/1), oftewel - omdat dit om gas gaat, dus 2,5 liter acetyleen gas op 1 liter zuurstofgas. Hier ligt ook het maximum.

Opvallend is de in detail onregelmatige op- en neergaande curve en waarvan het maximum in het begin plaatsvindt en die aangeeft dat er sprake is van een plotseling mitrailleurvuur van honderdduizenden kleine detonatiecellen of gaskernen die exploderen binnen ongeveer 1 microseconde (1 μs) en elkander opeenvolgen in afnemende mate in de samengestelde detonatiegolf. Het menselijk gehoor kan deze ratelband niet waarnemen en hoort slechts een langgerekte zware toon zo kenmerkend voor exploderend acetyleengas. De detonatie van de gaskernen wordt hier waarschijnlijk niet onder druk doorgegeven door de schokgolf van de omringende detonatiekernen, maar eerder door een vertakte 3D kettingreactie van radicaalvorming die sneller plaatsvindt dan bij de normale schokgolf detonatie van acetyleengas. Met name is dat het geval bij initiatie in een mengsel van acetyleen, zuurstof en chloorgas, zo laat het interessante onderzoek zien.

De initiatie van de detonatie vindt in het voorbeeld plaats in vergelijking met de gewone detonatie-inleiding, per injectie door een stalen vergietplaat in verschillende vormen (reticular nozzle plate), van chloorgas met hoge snelheid als ontstekingsbron van het  acetyleen-zuurstof mengsel. Acetyleen reageert hypergolisch met chloorgas en ontbrandt spontaan als inleiding van de detonatie. In hoeverre de snelheid van de chloorgas injectie de detonatiesnelheid van het gasmengsel beïnvloedt, is niet duidelijk.

Overigens moet voor de volledigheid worden vermeld dat het ook andersom kan. Men heeft experimenteel onder sterke afkoeling een eigenaardige acetyleen-chloorgas mengsel stabiel gekregen en heeft dit laten detoneren door met een zuurstofinjectie de detonatie in te leiden (klik hier).(klik hier). Niet helemaal zonder risico wanneer niet de juiste veiligheidsmaatregelen zijn getroffen. UV licht is een factor die radicaalvorming initieert, evenals onzuiverheden in de gebruikte gassen, maar ook krassen in de metalen buis e.d.
Men dient de experimentele gegevens niet één op één te vergelijken met het schieten met carbid, daar het carbidschieten met luchtzuurstof plaatsvindt en het gasmengsel daardoor aanmerkelijk wordt verdund door de grote hoeveelheid inert stikstof van 78 % en waardoor de eigenschappen zeker veranderen.

Er is sprake in het experiment van een brandstof overmaat van acetyleen-zuurstof mengsel van 1 op 1 ( 1/1 = Φ 1) dat voor de detonatie wordt gebruikt (gemiddeld 2400 m/s), terwijl bij volledige verbranding de stoichiometrische molverhouding normaal 1 op 2 is (Φ ratio = 1/2 of 0,5) voor acetyleen en zuurstof. Volgens het experimenteel werk veroorzaakte deze acetyleen-zuurstof ratio Φ = 0,5 juist geen detonatie op, maar een deflagratie bij lage snelheid van gemiddeld 450 m/s. Maar er zijn diverse bronnen die stellen dat de stoichiometrische gasverhouding wel detonatie schokgolven veroorzaakt in lange buizen.
Daarentegen, bij een grote overmaat acetyleen (Φ ratio = 2,5) betekent dit experimenteel een maximale detonatiesnelheid en maximale druk, hetgeen dus in de praktijk niet meer geluid aan dB(A) oplevert (N.B. er is in het experiment helaas geen geluidsmeting gedaan). Bij meer acetyleen in de ratio Φ = 2,8 is er echter sprake van een afname van de gasdruk en de detonatiesnelheid. Er is dus een optimum onder nauwkeurig gekozen omstandigheden. Kennelijk levert de detonatie van 100 % acetyleen gas een lage detonatiesnelheid op? Helaas missen we in het experiment dit resultaat met chloorgas initiatie.

Acetyleen hoge druk gascilinders kunnen gevaarlijk zijn bij de terugslag van een vlam - die een schokgolf teweeg brengt en acetyleen explosief laat ontleden of tot dimerisatie aanzet tot vinylacetyleen dat eveneens explosief reageert. Literatuur wijst op een ontledingsdetonatiesnelheid van 1800 tot 2000 m/s.
In het verleden zijn daar ongelukken mee gebeurd, zowel op grote als kleine schaal (klik hier). Flessen dienen wettelijk voorzien te zijn van een gasdrukregulator en een automatische vlamdover of terugslagventiel, het liefst dubbel uitgevoerd. Acetyleen in flessen is gestabiliseerd door oplossing in aceton of DMF en inert vulmateriaal als drager (klik hier). Hierdoor kan de druk tot 20 bar veilig worden opgevoerd maar niet veel meer, anders treedt een overdrukbeveiliging in werking op de fles.
Hoge druk gascilinders mogen niet liggend worden vervoerd of gebruikt. Vaak is het gebruik te duur en alleen voor bedrijven geschikt als snijbrander of voor het autogeen lassen. Wanneer gascilinders met acetyleen in brand geraken, exploderen ze meestal binnen 10 minuten wanneer de overdrukbeveiliging niet werkt.

Uit de praktijk is wel bekend dat exploderende acetyleen persgas cilinders - door het vallen of bij brand verhitten van de metalen cilinder, deze over het algemeen niet door een ontledingsdetonatie in duizenden stukken spatten, maar hooguit in twee of drie grote delen metaal. Ook hier is experimenteel onderzoek naar gedaan, zij het op kleine schaal (klik hier). Het gebruik van een detonator leidde tot de minste schade, brand tot de meeste schade.
Hetgeen er op zou moeten wijzen dat de detonatiesnelheid laag ligt in de onderste regionen wat nog een detonatie mag worden genoemd en dat deze lang niet altijd plaatsvindt maar van een gewone explosie sprake is. Met andere woorden, de brisantie is laag indien een detonatie plaatsvindt, oftewel het effect van fragmentatie van metaal of steen. Maar de stukken metaal kunnen door de druk wel 280 meter ver weg worden geslingerd, hetgeen bij brand door de brandweer moet worden gerespecteerd: in voorkomende gevallen om niet te gaan blussen, afstand te houden en het passerende verkeer tegen te houden zolang er cilinders exploderen. In het geval van de Dallas Texas 2007 brand waren minstens 500 grote gascilinders (klik hier) (klik hier) betrokken (in de Nederlandstalige Wikipedia wordt dit belangrijke fenomeen niet eens genoemd, waarmee Wikipedia definitief wordt afgeserveerd als zijnde ondeskundig en onbruikbaar).


Overigens vond in 1993 een bizar ongeluk plaats in Australië waarbij wel degelijk een brisante detonatie van een kleine acetyleen drukgas cilinder plaatsvond, en minstens de helft van de cilindermassa - die omgerekend ongeveer 8,6 kg bedroeg, in 200 stukken werd versplinterd (die gemiddeld dus 43 gram wogen) en die deels 200 meter verderop terechtkwamen (klik hier). Dat is te vergelijken met een kleine militaire brisant granaat. (klik hier). Hierbij zou per ongeluk zuurstof bij het aceton in de lege acetyleen cilinder zijn geperst. Een vreemd verhaal want normaal kan dat niet. Price geeft een gewicht aan van 70 kg voor de kleine gascilinder, maar dat kan niet en het gewicht zal hooguit 45 kg zijn geweest. Verder weet Price kennelijk niet dat in de internationale chemische notatie bij een exotherme reactie de verbrandingsenthalpie met een negatief teken wordt aangegeven? Terecht geeft hij aan dat er geen informatie is te vinden over het gedrag van vloeibaar acetyleen in aceton, gemengd met vloeibaar zuurstof, want wie zou daar normaal interesse in hebben? Misschien een aardig experiment om dat zelf eens uit te voeren aan de universiteit, of zijn daar de deskundige persoenen of middelen niet voor handen?

Aceton lost per liter bij 10 bar druk ongeveer 250 liter acetyleengas op. Price stelt verder in een tabel dat een acetyleen-zuurstof detonatie minder snel verloopt  (tot de geluidssnelheid) dan die in 100 % acetyleen (1800 tot 2000 m/s). Dit stemt niet overeen met de 2010 studie van Sayed Mojtaba Moosavi, maar dat kon hij toen niet weten (zie grafiek detonatie acetyleen- zuurstof met ratio 2,5). Juist een inleidende explosie kan leiden tot een grotere detonatiesnelheid, van deflagratie tot detonatie, indien die mogelijkheid zich voordoet.

Op zoek naar de oorzaak van de acetyleenfles explosie: heeft Price er wel eens aan gedacht dat de vulstof of het vaste stabilisatiemateriaal afwezig was of beschadigd heeft kunnen zijn (klik hier)? Het gaat echter te ver om de ontledingsenthalpie van acetyleen één op één te vergelijken met een 1,9 TNT equivalent zoals in het rapport van Wilrich wordt gedaan, zonder rekening te houden met de snelheid van de chemische reactie. Produceert TNT 4,2 MJ/kg aan verbrandingsenergie, bij pindakaas is dat 26 MJ/kg dus 5 keer zoveel, alleen de verbrandingssnelheid is zéér véél lager. Interessant is het TNT-equivalentie (klik hier) maar dat wordt nogal eens misbruikt, er is een internationale afspraak om energie te beschrijven die vrijkomt bij een explosie of een groot natuurverschijning als een inslag van een asteroïde waarbij het aantal ton TNT de standaard is. Een beetje gokken dus, weinig wetensdchappelijk. Ook dat buskruit de helft van de sterkte zou hebben van TNT is werkelijk volkomen onzin. De metrische ton TNT is een eenheid van energie die door die conventie wordt gedefinieerd als 4,184 gigajoule.

Een variatie op het TNT-equivalent is de 'Relative Effectiveness Factor'

De detonatiesnelheid van de acetyleenontleding in de elementen ligt onder de 2000 m/s terwijl bij TNT dat 6900 m/s betreft. Een ander groot verschil tussen TNT en andere brandbaar explosieve stoffen of mengsels is de grote ongevoeligheid van TNT voor schok, wrijving en vonk, een belangrijke factor. TNT laat zich op dit terrein moeilijk vergelijken, terwijl het gemak en dus de gevoeligheid waarmee een stof explodeert of detoneert van uitermate groot belang is. Bij mengsels is de korrelgrootte van belang, zeker met de nieuwe nano-technologie. Dichtheid en diameter van de lading spelen ook een belangrijke rol bij de voortplanting van de schokgolven. En dan zijn er nog de lieden die de termen smeulen, deflagratie, explosie en detonatie door elkaar halen, en Amerikaanse militairen noemen alles een detonatie, zelfs het afsteken van een rookpot.

In de acetyleen gascilinder geeft aceton als oplosmiddel alleen onvoldoende chemische stabiliteit, het is van belang om te weten hoe een acetyleencilinder voor het veilig lassen is opgebouwd en hoe men de apparatuur veilig bedient (klik hier).

Eén van de belangrijkste zaken is dat acetyleen cilinders beschikken over een zogenaamde 'bursting disc', een breekplaatje onder in de cilinder die als drukontlasting stuk gaat bij een te grote overdruk, of een 'rupture disc' disc' (klik hier), of een 'pressure relief device' (PRD) (klik hier), een overdrukventiel die teveel aan gasdruk automatisch afblaast. Die overdrukventielen zijn meestal ook gevoelig voor hogere temperatuur, dus zijn het tevens smeltzekeringen bij brand.

Hier gaat de theorie van Price flink mis. Wanneer acetyleen cilinders zijn gekalibreerd voor maximaal 20 bar druk, is het natuurlijk vreemd dat wanneer per ongeluk zuurstof in die fles wordt geperst bij een hoge druk van 150 bar, deze veiligheid drukontlasting direct zou moeten breken om de overdruk af te blazen. Of er zou een explosie moeten plaatsvinden bij het afvullen.
Een ander vreemd punt is dat zuurstoffles en acetyleenfles duidelijk van elkaar verschillen - in afmeting maar ook in verfkleur als belangrijke codering, en dat ook de naam van de inhoud daarop duidelijk aanwezig dient te zijn. Dat de flessen erg op elkaar zouden lijken, lijkt niet erg logisch en zegt iets over het slechte achterstallige onderhoud; roestige flessen waar geen verf meer opzat door de zoute zeelucht op schepen en die allang vervangen hadden moeten worden. Ook de slordigheid van de afvuller valt veel te verwijten.

Verder refereert Price naar een experiment dat werd gedaan met '2 parts hydrogen 1 part oxygen mixture at 12.06 MPa' en dat het explosieve resultaat nog het meest leek op het ongeluk met de detonerende acetyleencilinder? Is dat zo, dat is nogal een enorm explosief mengsel van vloeibaar knalgas onder grote druk, en in hoeverre zou zoiets overeen kunnen komen met het ongeluk? Toch maar even een NASA rapport daarover geraadpleegd (klik hier). Het rapport over raketbrandstoffen vergelijkt 0,9 kg TNT equivalent gelijkwaardig in energie opbrengst met 0,45 kg vloeibaar zuurstof en vloeibaar waterstof of LOX/ LH₂  raketbrandstof (pagina 17). Oftewel is het mengsel waar Price aan refereert bijna twee keer zo sterk als TNT in energetische waarde. Dat is een slecht uitgangspunt voor onderzoek.
Een ander interessant rapport is hier te vinden, de 'Detonation Characteristics of Hydrogen-Oxygen Mixtures' (klik hier).

In het NASA rapport staat trouwens een fout, ze bedoelen de verhouding 5 staat tot 1 voor het mengsel waterstof:zuurstof, en niet 5:1 voor O/F (oxygen/fuel) want dat slaat nergens op.Theoretisch is de stoichiometrische gasmengverhouding 2:1 voor waterstof:zuurstof maar in de praktijk worden gasverhoudingen van 4:1 of 5:1 bij het lassen gebruikt om geen oxiderende vlameffecten te krijgen. Voor de detonatie van waterstof en zuurstof ligt de meest gunstige verhouding bij 5:1 omdat zich dan eerst een deflagratie vormt, en daarna met een overmaat aan brandstof aan de luchtzuurstof een mogelijke detonatie vormt als een thermobarische
De geëxplodeerde acetyleengasfles kon zo'n 38 liter bevatten, maar we gaan uit van niet meer dan de helft, dus 19 liter en daarin had 8,2 kg gemengd vloeibaar waterstof en zuurstof in kunnen zitten. Dat is dan volgens de NASA gelijkwaardig aan 16 kg TNT. Met dat verschil dat TNT zich zonder een slagpijpje niet laat detoneren, terwijl voor knalgas de minimale activeringsenergie die nodig is om zo'n mengsel met een vonk te ontsteken ongeveer 20 microjoule (μJ) bedraagt. Vergelijk lood(II)azide dat detoneert bij 7 μJ.

De AP Mark 5 scheepskanonnen, kaliber 12 inch (30,5 cm) scheepsgeschut.

Dat lijkt wel een erg zware granaat die behalve de lading van de vrachtwagen, ook de hele vrachtwagen en de directe omgeving had

Terecht overigens wordt de vraag gesteld door Price hoe het mogelijk is dat vele dagen nadat de cilinder al of niet verkeerd was (bij)gevuld, pas bij het laden in de vrachtwagen de explosie plaatsvond. Men gaat er hierbij vanuit dat de gevulde gascilinder niet buitensporig hard werd behandeld tijdens het laden - acetyleencilinders worden uitvoerig getest op een 0,5 meter valtest, maar dat de geringe energie van de schok toch kennelijk voldoende was om de detonatie in te leiden met het mengsel? Er is geen bewijs hoe een en ander plaatsvond. Men kan slechts uitgaan van een gewicht van 45 kg voor de gascilinder die 0,5 meter viel - waarbij v = 3,13 m/s, en een energie veroorzaakt werd van 221 joule volgens de formule E = 1/2mv², wrijvingsweerstand niet meegerekend. Dat is voldoende energie om een middelmatig gevoelig explosieve stof of mengsel te laten exploderen.

Echter, er is vergeleken met de bekende valhamer test gegevens een flink verschil.
In sommige spaghetti western films zoals 'A Fistfull of Dynamite' (Duck, you sucker!) produceerde één druppel nitroglycerine vallend van 1 meter hoogte een enorme harde explosie. Dat is natuurlijk baarlijke nonsense, zo gevoelig is het niet en zoveel energie heeft het ook niet.

Price gaat er verder niet op in, maar de schokgevoeligheid bij het behandelen voor transport zou misschien kunnen zijn veroorzaakt door de in de dagen mogelijk gevormd explosief, en dat (deels) triacetonperoxide (TATP) of diacetonperoxide (DADP) (klik hier) zou kunnen zijn dat door zuurstofradicalen wordt gevormd (klik hier)? (Het monomeer en de tetrameer schijnen ook nog te bestaan, allen afhankelijk van de gebruikte katalysator.)
Niet erg waarschijnlijk omdat men daar waterstofperoxide en een protonen leverende katalysator voor nodig heeft, maar wat doet zuurstof chemisch dan met aceton onder een hoge druk van 150 bar, of is het mengsel zelf al schokgevoelig? Of was er ook nog acetyleen aanwezig en opgelost in het aceton? Was er roestvorming binnenin de gascilinder als katalysator? Het smeltpunt van zuurstof is -219 graden C en dat van aceton -95 graden C. Zit aceton niet als bevroren kristallen in een vloeistof of lost het op?

Allemaal vragen die op antwoord wachten wanneer naar de werkelijke oorzaak wordt gezocht. Radicaalvorming vindt wel makkelijk plaats in alcoholen of ethers, die tegen zonlicht en zuurstof moeten worden beschermd - en door een natriumdraad worden vrijgehouden van ongewenste producten. Niet voor niets zitten van oudsher veel chemicaliën in bruine glazen flessen omdat door UV-licht makkelijk radicalen worden gevormd. Er zijn stabiele radicalen maar ook instabiele organische peroxiden.

Carl von Linde anno 1925

Waarom heeft Price als docent aan een universiteit geen experimenten gedaan in die zeven jaar tijd om zelf wat te weten te komen, in plaats van maar wat te gissen, of met medewerking van zijn collega's iets te ondernemen aan onderzoek? Price lijkt een beetje een 'loner', niet verstandig. Bij TNO lopen ook van dat soort wat autistische figuren rond die volkomen zijn geïsoleerd van de sociale gemeenschap. Uit het verleden zijn explosieven bekend op basis van vloeibaar zuurstof die door Carl von Linde (de oprichter van de bekende gasleverancier Linde) voor het eerst werden gebruikt (klik hier) en wat daarna door velen werd gekopieerd (klik hier). Hoewel deze explosieve 'mengsels' in onbruik zijn geraakt en aceton en vloeibaar zuurstof waarschijnlijk nooit werd gebruikt, zijn gegevens daarover ook nergens te vinden. Maar ongetwijfeld gaat het om een explosieve samenstelling waarvan de eigenschappen onbekend zijn. Is het mengsel na een bepaalde tijd steeds schokgevoeliger? Sommige schokgevoelige stoffen verliezen op den duur juist hun schokgevoeligheid, zoals trijoodnitride dat vaak in scholen wordt gedemonstreerd als extreem gevoelige gimmick (klik hier).

Price heeft aan zijn rapportage uit 1998 daarna in 2005 weer een rapport toegevoegd waarin niets experimenteel is uitgezocht, maar alleen suggesties en vage beweringen worden gedaan die eigenlijk verder nergens op zijn gebaseerd. Hij had collega's om advies kunnen vragen, aan andere universiteiten of andere faculteiten, of experimenteel werk laten doen door ervaren studenten. Vreemd is ook dat een suggestief artikel en giswerk door een gerenommeerde uitgever als Elsevier wordt gepubliceerd. Kennelijk wordt niet meer naar de kwaliteit van een wetenschappelijk artikel gekeken?
Omdat het om een vrachtwagen ging met meerdere gascilinders acetyleen en ook zuurstofgas die werden doorboord door de scherven en aldus een massa-explosie veroorzaakten, is het moeilijk te duiden in hoeverre verschijnselen en gebeurtenissen zijn terug te voeren op slechts één mankerende acetyleen gascilinder.

De kwaliteit staal van de geëxplodeerde  gascilinder had een ruim voldoende treksterkte (UTS) van 0,411 GPa bij een gemiddelde wanddikte van 4 tot 6 mm. Acetyleengas wordt tot 15 (of 20) bar afgevuld in gascilinders met aceton en absorberend inert vulmateriaal ter stabilisatie. Volgens literatuurgegevens kan de druk door de ontledingsreactie oplopen van 400 tot 800 bar, waar de stalen cilinders overigens tegen bestand zouden moeten zijn en hooguit moeten scheuren wanneer de 'bursting disc' het allang had moeten begeven?
Er is bar weinig literatuur beschikbaar over vergelijkbare gevallen of studies daarnaar, maar er is wel enige militaire informatie over detonatie en fragmentatie (klik hier) of militaire informatie over de eigenschappen van explosieven (klik hier). Bij militaire toepassingen is er sprake van detonatiesnelheden van rond de 7000 (TNT) tot 9000 m/s, fragmentatiesnelheden van 2000 m/s en een detonatiedruk van 15 tot 30 GPa of tien keer hoger wanneer het om holle ladingen gaat met een metalen kegel. Daar zal geen sprake van zijn geweest in de acetyleen gascilinder explosie.

In theorie schat men dat naar de gevolgen te beoordelen van de detonerende gascilinder, de detonatieschokgolf relatief groot was (3000 tot 4000 m/s?) gezien de brisantie en dat er een detonatiedruk is opgebouwd van mogelijk 10.000 tot 100.000 bar (10 GPa)? Men heeft daar geen enkele theoretische aanwijzing noch verklaring voor en er is ook geen sprake van een enorme gasvolume vergroting tijdens de ontledingsreactie, behalve dan toen acetyleen met zuurstofgas vrijkwam op de vrachtwagen uit de andere gascilinders. Hoe houd je dat effect gescheiden van die ene acetyleencilinder, behalve dat de legering samenstelling van de metalen scherven overeenstemmen? De verspreiding van de stukken staal kunnen beïnvloedt zijn door de gehele explosie van gascilinders.
Opmerkelijk is wel dat er sprake was van een messing gasreductie ventiel. Acetyleengas dient niet met koper of een legering daarvan in contact te komen vanwege het gevaar van vorming van explosief koper(I)acetylide (klik hier). In het rapport wordt dat feit nergens genoemd. Op zijn minst slordig, misschien zit daar wel de oorzaak.

Opeens komen de twijfels opzetten: nooit van de Monash universiteit gehoord. Gesurfd naar John Price zijn universiteit Monash, blijken daar geen echte faculteiten te zijn voor de klassieke natuurwetenschappen. Geen natuurkunde, geen scheikunde, geen biologie, geen wiskunde, geen aardwetenschappen, geen astronomie. Wel een cursus 'science and music', waar we ons werkelijk niets bij voor kunnen stellen. En allerlei alles omvattende gemengde cursussen. Price heeft zichzelf gespecialiseerd in metaal- en materiaalkunde en lastechnieken, bij ons is dat een docent werktuigbouwkunde voor een HBO-studie. Maar fijn, misschien zijn we te kritisch op de mates down-under. 

De detonatie betreft grotendeels de ontleding van acetyleen zelf - wanneer geen zuurstof betrokken was, en niet de explosieve verbranding, alhoewel de explosieve verbranding wel degelijk in belangrijke mate de detonatie inleidt door de hoge temperatuur- en plotselinge drukverhoging. Zie het onderzoek van Moosavi. 

Koolmonoxide wordt daarna alsnog aan de buitenlucht door naverbranding bij lagere temperatuur tot kooldioxide gas geoxideerd en het gasvormige water condenseert, waardoor er een plotselinge halvering van het volume plaatsvindt van 8 mol gas naar 4 mol gas, hetgeen waarschijnlijk extra tot het zware geluid bijdraagt door de gevolgde implosiefase. De implosiefase is als volgt:

 

Na een chemische (of nucleaire) explosie of een detonatie met een overdruk is er altijd sprake van een negatieve druk of onderdruk als fysische reactie - de Friedländer golfbeweging, maar de implosiefase bij acetyleen veroorzaakt na de explosiefase een grote en in tijd langgerekte negatieve druk. Mogelijk dat daardoor het geluid van een geringe hoeveelheid exploderend acetyleen gasmengsel meer gelijkt op dat van een rollende onweersklap van een halve seconde.
Acetyleen heeft ruime explosiegrenzen (2,5 - 82 %). De detonatiegrenzen zijn echter nog veel ruimer:  4 % - gemengd met lucht - tot 100 % gas. Het zuivere gas heeft geen zuurstof nodig voor detonatie en ontleedt explosief bij een brandstof overmaat boven een druk van 0,8 tot 2 bar in de samenstellende elementen, het eveneens brandbaar koolstof (nagloeiend oranjegeel licht) en waterstofgas. Onder voorzichtige geleidelijke drukverhoging schijnt acetyleen te detoneren bij 8 bar bij een snelheid van 1923 m/s.

C₂H₂ (g) ---> 2 C (s) + H₂ (g)    2 C (s) + H₂ (g) + 1 1/2 O₂ (g) ---> 2 CO (g) + H₂O (g)

Ethyn heeft een positieve standaard vormingsenthalpie, hetgeen betekent dat de overgang naar elementair koolstof en waterstof negatief is en dus exotherm. De standaard verbrandingsenthalpie met zuurstof is echter zes maal groter. Dat het koolstof niet geheel verbrandt na de ontledingsdetonatie aan de open lucht, kan worden ontleend aan de zwarte roetaanslag in de buis.
Daarnaast ontstaan exotherm moleculen door samenvoeging (additie) zoals brandbaar benzeen en vinylacetyleen gas. Brandend benzeen geeft ook een roetende gele vlam. Vinylacetyleen is een gas met een dubbele en drievoudige binding en reageert explosief, zelfs in geringe concentraties van 30 molprocent (= molfractie x 100 %) en bij geringe drukverhoging.

In 1969 vond met vinylacetyleen bij Union Carbide in Texas City U.S.A. een grote explosie plaats (klik hier) in het proces ter productie van het synthetische rubber polybutadieen.

Pater Prof. J.A. Nieuwland in zijn lab met studenten, 1904

De spectaculaire nieuwe acetyleenchemie mocht zich bij het begin van de twintigste eeuw op een warme belangstelling verheugen van wetenschappers, zakenlieden en avonturiers. Acetyleen werd een belangrijk industrieel gas in de globale top tien. De Belgische pater Julius A. Nieuwland (klik hier), hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Notre Dame in de U.S.A. gaf een belangrijk aanzet en ontwikkelde neopreen of polychloropreen (klik hier) synthetisch rubber via acetyleen. In principe eenvoudige chemie met simpele grondstoffen, alleen de druk en temperatuur dienen nauwkeurig te worden geregeld, men dient een grote opbrengst na te streven en men moet door analyse zeker weten dat het product de juiste formule en ruimtelijke ordening heeft. Moeilijk genoeg dus in die tijd. De wereld werd daardoor onafhankelijk van natuurproducten als het boomrubber latex, dat ook snel verouderde en chemisch veel minder stabiel is. DuPont kocht het patent en nam daarna de commerciële productie over - waarmee het bedrijf miljarden verdiende met de moderne acetyleenchemie

DuPont heeft op veel universiteiten spionnen rondlopen, of pionnen als op een schaakbord, waardoor ze menig patentrecht min of meer cadeau hebben verkregen voor goedkoop geld. Andere grote multinationals en farmaceuten doen dat trouwens ook, de begrippen omkopen en stelen bestaan op dat niveau niet, hoewel elke werknemer een document dient te ondertekenen dat met geen geheimen prijsgeeft, op straffe van ... Zo worden de rijken steeds rijker en machtiger met behulp van gemeenschapsgeld, en betalen ze nog te weinig winstbelasting ook. Je zou het ook als een vorm van 'bedrijfsspionage' kunnen zien. Maar ook nieuwe startups pikken een graantje mee vanwege de moderne graaicultuur, waar de academicus ervandoor gaat met een nieuwtje van de universiteit.

Een mooi bedrijf als het Nederlandse Philips deed het net andersom en liet buitenlandse bedrijven openlijk spioneren en het kaas van hun brood eten - hoe dom kun je zijn (Sony). Zo verdween een fantastisch ontwikkelingsbureau als het Philips NatLab en werd Philips steeds kleiner en kleiner en onbetekenender in de wereld. De oorspronkelijke lichtindustrie werd afgestoten en men trok zich zelfs geheel terug uit de elektronica, een vakgebied waar ze ooit wereldkampioen waren geweest. Nu gaan ze door de corona-crisis eenvoudige werkende goedkope ziekenhuis beademingsapparatuur maken. Van het type aquariumpomp zeker? Misschien handig om het eerst te patenteren, of mag iedereen het weer namaken?

De multinational DuPont is in de geschiedenis vele malen gewaarschuwd voor monopolievorming en beticht van verboden prijsafspraken (klik hier), waaronder die met explosieven in 1912 (Sherman Antitrust act) (klik hier), in 1950 ging het over cellofaan, (klik hier), in de jaren '65 en '70 ging het over de ruzie met Kevlar van DuPont en Twaron van de Nederlandse AKZO(Nobel), in 1976 ging het over verf (klik hier) en met neopreen in 2005 kreeg DuPont een boete van US $ 84 miljoen voor geheime prijsafspraken (klik hier) (klik hier). Grote bedrijven dulden geen concurrentie, ze kopen ze op en laten ze failliet gaan. De Wikipedia informatie is anno 2020 behoorlijk schoongeveegd van de drek, waarschijnlijk door henzelf of via een ruime donatie aan Wikipedia. 

DuPont heeft zich in tweehonderd jaar tijd als een voor de Franse revolutie gevluchte octopus in de maatschappij verweven, had oliemaatschappijen opgekocht, was volkomen zelfvoorzienend en had ook nog eens diverse Amerikaanse presidenten als persoonlijke vriend, zodat de familie dynastie zich via achterkamertjes ook nog met de grote politiek bezighield.
Het komt natuurlijk ook door de Amerikaanse overheid zelf die DuPont werkelijk overal in betrok en de vrije hand gaf, ook destijds in het Manhattan Project met de atoombom. De macht van de huidige grote multinationals, ook op het gebied van internet en 'social media' moet sterk worden ingeperkt om misbruik en tegengaan van concurrentiebeding te voorkomen. Misbruik zit biochemisch in het beestje zijn DNA gebakken (we are chemistry), dat blijkt uit de recente geschiedenis en toekomst van het surveillance kapitalisme (klik hier). In China mag het surveillance communisme heten en in Rusland surveillance oligarchie, maar het komt er allemaal op neer dat de burgers door de overheid en techbedrijven worden bespioneerd en onze burgerlijke vrijheden, verworvenheden en democratieën worden bedreigd. Dat is een gevaarlijke ontwikkeling.

DuPont heeft een deel van het bedrijf onder de naam Chemours (geenmoer, niks noppes nul) gebracht als spin-off, waar de verdachtmaking ligt van grootschalige milieuvervuiling met PFAS afkomstig van de teflonproductie. De stof blijkt werkelijk overal in te vinden als vervuiling (klik hier). De overheid beschermt de bevolking in onvoldoende mate tegen dergelijke grote milieuvervuilers, omdat ze ook voor werkgelegenheid zorgen. Wat is belangrijker, de volksgezondheid of de economie? En mag het volk zelf bepalen wat ze belangrijker vinden, in plaats van dat er in achterkamertjes iets geheim wordt bekonkeld met politieke partijbazen die later een leuke baan krijgen bij dezelfde bedrijven? Corruptie bestaat, ook in Nederland.

Overigens deed een bedrijf als Philips dat ook met hun branchevreemde divisie van bestrijdingsmiddelen, Philips Duphar. De hoofddirectie verkocht het bedrijf en daarna werden de schandalen van de gifstortingen in de Volgermeerpolder (klik hier) bekend. De zware gifstortingen waren niet illegaal, de gemeente Amsterdam stond ze toe. Philips achtte zich daarvoor niet meer verantwoordelijk voor de sanering zoveel jaar na dato en na een overname. Het is duidelijk dat de wetgeving niet deugt - en de wetgever, en dat een bedrijf en de directie en de ambtenarij altijd en eeuwig aansprakelijk moeten blijven voor de vervuiling van het milieu, zolang het gif zijn negatieve uitwerking heeft op het biologische leven. Met radioactief afval kan dat minimaal tienduizenden jaren zijn. Dat geldt ook voor de verantwoordelijkheid en de aansprakelijkheid van ambtenaren, die door de verkeerde manier van wetgeving nooit strafrechtelijk vervolgbaar zijn. Zoiets werkt ambtelijke corruptie aan de lopende band in de hand. Per defintie is de ambtenaar dus altijd corrupt.

In Pater Nieuwland zijn proefschrift over acetyleen (klik hier) komt ook de synthese voor van de stof 2-chloorethenylarsenyldichloride als product van de chemische reactie van acetyleen met het eenvoudige arseentrichloride (Lewisiet genoemd naar militair chemicus W.L. Lewis). De Lewisiet familie van chemische verbindingen veroorzaakt een onomkeerbare vorm van enzymremming, een arseenvergiftiging en blaarvorming op de huid, in de ogen en in de longen door het vrijkomen van zoutzuurgas. Nieuwland moest daardoor kortstondig zelf in het ziekenhuis worden opgenomen, ondanks de zuurkasten die hij tot zijn beschikking had voor het afzuigen van kwalijke dampen. De Britten ontwikkelden een antigif dimercaprol (British Anti-Lewisite) als chelatietherapie, maar tegenwoordig gebruikt men voor metaalvergiftigingen het breed inzetbare EDTA (EthyleenDiamineTetra-Azijnzuur).

Gif- of oorlogsgassen (veelal viskeuze vloeistoffen) worden wel The Poor Man's Atom Bomb genoemd als massavernietigingswapen. In veel landen die werken met militaire NBC wapens zijn ook de eigen soldaten vaak zonder dat ze het wisten, blootgesteld aan experimenten en dus als proefkonijn gebruikt (klik hier) (klik hier). De wind wil ook nog wel eens door draaiing de verkeerde kant uit waaien. Hoogstwaarschijnlijk worden de militaire wetenschappelijke studies naar nieuwe NBC wapens nog steeds uitgevoerd in Noord-Korea, Israël, India, Pakistan, UK, Frankrijk, China, U.S.A., Rusland en vroeger ook Japan en Duitsland. Japan is door de atoombommen en de Fukushima ramp geheel genezen van hun notoire oorlogszucht. Ook het al of niet 'per ongeluk' ontsnappen van ziekteverwekkers uit miltaire onderzoekslaboratoria behoort tot de mogelijkheden van verspreiding (klik hier). Maar dat zou ook zomaar een rancuneuze laborant kunnen zijn.

Fritz Haber tweede van links met gestrekte arm, aan het front

In België en Noord-Frankrijk liggen nog massa's oude artillerie gifgasgranaten uit de 1e W.O. op de landbouwakkers en langs de weg te wachten om opgeruimd te worden.
In de 1e W.O. is ook beperkt geëxperimenteerd met de pest-bacil te verspreiden biologische oorlogvoering.

Welk wapen de giftigste of de dodelijkste is onder de NBC wapens in 1950 de combalt-bom of 'salted bomb', een nucleair wapen dat de hele wereld voor 100 jaar een dodelijk gebied maakt door de radioactieve straling. Zijn uitvinding kwam uitvoerig aan de orde in de fantastische film van Stanley Kubrick, met Peter Sellers in drie hoofdrollen. Waaronder die van de ex-nazi in een rolstoel, Dr. Strangelove, or: How I Learned to Stop Worrying and Love the Bomb (klik hier). Wanneer Strangelove voorstelt dat één man meerdere vrouwen mag hebben, zijn de militairen meteen tevreden wanneer ze 100 jaar ondergronds moeten blijven. Daar zijn onze swaffelende mariniers in hun duikbootje dan maar slappe lulletjes bij (klik hier).
Ook blijvende besmettingen van het gebied spelen mee, zo zijn bij experimenten met antrax gebleken dat besmette eilanden voor zeer lange tijd ontoegankelijk zijn omdat de miltvuurbacterie wanneer het militair is 'weaponized', zich door sporenvorming tientallen jarenlang kan overleven en gevaarlijk blijft (klik hier).

Vergeleken met de Spaanse griepepidemie die na de 1e W.O. uitbrak vanaf 1918 en in twee griepgolven kwam - een milde en daarna een grote ernstig dodelijke, vielen er wereldwijd toen meer doden dan in de 1e en 2e W.O. tezamen, geschat een 70 miljoen slachtoffers. Het griepvirus is echter geen effectief biologisch wapen, het is juist volledig ongeschikt omdat het indiscriminatoir is en eenvoudig overal 'at random' besmettingen veroorzaakt. En speciale beschermende kleding vraagt waarin men behoorlijk zweet en men het maar een uur volhoudt.

Eiwitten hebben het nadeel dat ze makkelijk denatureerbaar zijn door verhoogde temperatuur of maag- en darmsappen, waardoor ze onwerkzaam worden. De eiwitten van virussen zijn vaak veel beter bestand door hun beschermende celwand en de manier waarop ze zich kunnen verspreiden via de lucht naar de longen. Omdat virussen zich niet zelf kunnen vermenigvuldigen, bevinden ze zich altijd in een slaapfase totdat een gastheer opduikt.

Stenaptinus insignis met gericht chemisch wapen. De linker
dikke witte streep is een pincet waarmee het insect
wordt geplaagd en de reactie wordt uitgelokt.

Overigens zijn mensen niet de enige die chemische oorlogvoering gebruiken (klik hier), in de natuur doen de 500 bombardeer keversoorten dat ook met een speciaal wapen waarmee ze zijn uitgerust klik hier) - maar dan vaak uit zelfverdediging gebruiken tegen de lastige opponent, meestal mieren (klik hier). Sommige soorten als de Afrikaanse Stenaptinus insignis kunnen gericht 360 graden in de rondte hun chemisch bijtende en gloeiend hete lading op de vijand sproeien (klik hier). Hierbij wordt waterstofperoxide en hydrochinon samengebracht en vormen d.m.v. katalyse door peroxidase en catalase 'on demand' heet water en zuurstof, waarbij p-benzochinon wordt gevormd dat naar chloor ruikt en een bijtende werking heeft wanneer het in heet water is opgelost. Daar de reactie haast explosief verloopt en water het kookpunt bereikt, mag men ervan uitgaan dat het percentage waterstofperoxide rond de 30 % schommelt. 

Een buitengewoon vernuftige verdedigingssysteem waarvan creationisten menen dat het 'god's intelligent design' is (klik hier) en darwinisten zeggen dat elke aanpassing van een soort door mutatie van genen een evolutionaire overlevingsstragie is die slechts gestuurd wordt doordat de sterkst nieuw aangepaste soort bij de veranderende ecologische omstandigheden de grootste kans maakt en dat dit een continue proces is dat nooit af is of uitontwikkeld is, tenzij de soort uitsterft zoals zovelen. Er bestaat dus niet iets van een
unieke soort, ook al denkt de mens boven al het andere leven verheven te zijn door de 'heerschappij gods' te voeren over alle andere schepselen die met hemel en aarde in zes dagen zijn geschapen. Dit is slechts een illusie waarvan de mens door de corona-crisis weer eens doordrongen is met de lege kerkbanken en het lege St-Pietersplein, waar zijn plaats is in de evolutie.
 
Een ander voorbeeld van chemische oorlogvoering (klik hier) in de natuur is de Motyxia (klik hier) een giftig cyanide producerende duizendpoot die door fraaie bioluminescentie sterk opvalt in het donker als een lichtgevend groen-blauw sliertje. Cyanide werd in de 2e W.O. gebruikt om te doden in de concentratiekampen (Zyklon B), maar in de V.S. ook om ter dood veroordeelden te vergassen.
De volwassen Motyxia wordt 3 tot 4 cm lang, 4 tot 8 mm breed met 20 lichaamssegmenten en een kopje zonder ogen. Biologen vroegen zich af wat de functie was van de lichtgevendheid, omdat bij andere soorten die wel over ogen beschikken, het een aantrekkingsfunctie heeft tussen de mannetjes en de vrouwtjes.
Wetenschappers die bekend waren met Motyxia waren het oneens over de functie van bioluminescentie bij Motyxia. Er werden verschillende functies voorgesteld: een nachtelijk waarschuwingssignaal tegen natuurlijke vijanden, of dat het helemaal geen functie had of dat het per ongeluk roofdieren juist aantrok.
Een eenvoudige veldstudie testte de hypothese dat bioluminescentie hier als waarschuwingssignaal werkt. Op basis van de resultaten van het veldexperiment in Californië, op een plek waar Motyxia inheems is, ontdekten onderzoekers dat luminescentie nachtelijke zoogdierroofdieren sterk afschrikte: levende Motyxia met hun door verf verduisterde luminescentie leed hogere aanvallen, en kleimodellen met lichtgevende verf hadden minder aanvallen dan ongeverfde modellen.
De Xystocheir bistipita werd hernoemd naar Motyxia bistipita nadat werd ontdekt dat het lichtgevend gloeide in een laboratoriumexperiment. M. bistipita leeft in lage hoogten van de Sierra Nevada-bergen in Californië, in een warmer, droger klimaat dan andere Motyxia. Aangenomen wordt dat de lichtgevende gloed een reactie is op warmte; de bioluminescente eiwitten helpen de bijproducten van het lichaam, veroorzaakt door hitte, te neutraliseren, en waarbij cyanide een rol zou kunnen spelen. De bioluminescentie evolueerde later kennelijk als een waarschuwingssignaal voor roofdieren dat het lichaam giftig cyanide bevatte.
 

Gerhard Schrader in zijn laboratorium

Er is een eigenaardige parallel met de Duitse chemicus Gerhard Schrader (klik hier) en pater Nieuwland. Schrader was op zoek voor IG Farben naar insecticiden - naar zijn zeggen om de wereld te redden van honger door verloren oogsten, maar ontdekte door toeval (serendipiteit komt veel voor bij wetenschappelijke ontdekkingen) de voor mensen dodelijke zenuwgassen in 1936. Zelf moest hij daardoor ook wekenlang worden opgenomen in het ziekenhuis. Zenuwgif blokkeert of remt de afbraak van het neurotransmitter enzym acetylcholine-esterase, het is dus een anti-acetylcholine-esterase (klik hier). Acetylcholine hoopt zich dan op in de synaptische spleet waardoor zenuwverbindingen signalen blijven doorgeven tot er kramp, verlamming en de dood optreedt. 

Choline en acetylcholine worden door plantaardige en dierlijke organismen in alle domeinen van het biologische leven voor verschillende doeleinden gebruikt (klik hier). De novo synthese verloopt echter via andere biochemische wegen.
Chemisch gezien is choline een eenvoudig primair, eenwaardige alcohol en tevens een  quaternair ammoniumzout met een chloride- of bromide-ion (niet aangegeven in de tekening).

Quaternaire ammoniumverbindingen in de synthese zijn al honderd jaar bekend maar werden vooral vanaf midden 20e eeuw verder ontwikkeld. Tegenwoordig worden ze vooral gebruikt in tal van consumentenproducten, ter conservering en in de voedings- en gezondheidszorgsector voor het reinigen, ontsmetten en desinfecteren van oppervlakken. Hun lage toxiciteit voor de mens en het vermogen om te worden geformuleerd voor specifieke toepassingen en doelorganismen dragen bij aan hun wijdverbreide gebruik als effectief biocide (klik hier). Het enige probleem is dat de commerciële goedkope producten vaak mengsels betreffen en geen zuivere stoffen - veel te duur om ze te zuiveren, met de methylgroepen rondom het positief geladen stikstof deels vervangen door verschillende arylgroepen of alkylketenlengten. Hierdoor hebben ze een a-secifieke werking en breed biocide spectrum of zijn ze in lichtere concentraties als biostatica actief. Op basis daarvan is bijvoorbeeld DDAC niet overal toegestaan of zijn de bestaande toestemmingen deels ingetrokken (klik hier).
Overigens is bij een recent vergelijkend onderzoek gebleken dat 1,5 % waterstofperoxide nog altijd werkzamer is tegen ziekteverwekkers dan andere gangbare desinfectiemiddelen in hogere concentraties (klik hier). Het is ook goedkoper bij grootverbruik wanneer men 1 op 8 verdund uit een hoeveelheid van 5 liter van 12 % zodat men 40 liter heeft van 1,5 %, kosten 0,45 euro per liter (klik hier). Voor schoonmaak van oppervlakken is 3 tot 6 % het meest geschikt, met een tenside om de oppervlaktespanning te verlagen.
 
Er wordt aangenomen dat choline (klik hier), een voorloper van acetylcholine, miljarden jaren geleden door eencellige organismen werd gebruikt voor het synthetiseren van celmembraan fosfolipiden. Na de evolutie van choline-transporteurs maakte de overvloed aan intracellulaire choline de weg vrij voor choline om te worden opgenomen in andere synthetische routes, waaronder de eigen productie van choline. Deze eigen de novo productie is echter onvoldoende zodat via voedingsstoffen choline dient te worden opgenomen om geen tekort te krijgen en ziek te worden. Het is een essentiële voedingsstof zowel van plantaardige als dierlijke oorsprong en tekort aan choline kan levensbedreigend zijn (klik hier). Choline-tekort is het enige tekort aan voedingsstoffen waarvan is aangetoond dat het de ontwikkeling van een spontaan carcinoom veroorzaakt. Een enorme overmaat aan choline is echter schadelijk, 8 tot 20 gram per dag leidt tot ziekte. De EU-landen schatten de gezonde waarden van inname voor volwassenen in op 269 tot 468 mg per dag. Choline wordt fysiologisch gebruikt door bacteriën, algen, schimmels, planten en tal van dieren van lagere ontwikkeling zoals insecten tot de hoog ontwikkelde zoogdieren. Veel van de toepassingen van (acetyl)choline zijn afhankelijk van de werking op ion-kanalen via GPCR's (G-proteïne gekoppelde receptoren) zoals membraaneiwitten en men schat dat 40 % van alle medicijnen een GPCR aangrijpingspunt heeft. In 2012 ging de Nobelprijs voor scheikunde dan ook naar de onderzoekers van deze GPCR biochemische regelsystemen.

De twee belangrijkste typen acetylcholine receptoren, muscarine receptoren en nicotine receptoren, zijn samen geëvolueerd om te reageren op acetylcholine. Dit betekent dat deze receptoren niet zijn geëvolueerd uit een gemeenschappelijke homoloog, maar uit afzonderlijke receptor families. Er wordt geschat dat de nicotine receptor familie langer dan 2,5 miljard jaar oud is (de aarde is 4,54 miljard jaar oud). Evenzo wordt aangenomen dat muscarine receptoren minstens 0,5 miljard jaar geleden zijn afgeweken van andere GPCR's. Beide receptorgroepen hebben talloze subtypes ontwikkeld met unieke ligand affiniteiten en signaalmechanismen. De diversiteit van de receptortypen stelt acetylcholine in staat om variërende reacties te creëren, afhankelijk van welke receptortypen zijn geactiveerd, en maakt het acetylcholine mogelijk om fysiologische processen dynamisch te reguleren.  

Hoewel het Duitse leger tijdens de 2e W.O. gigantische hoeveelheden zenuwgif liet maken in minstens drie varianten en opnieuw een 'Wunderwaffen' massavernietigingswapen in handen had dankzij de welwillende medewerking van Dr. Schrader, is het chemisch wapen toch niet ingezet vlak voor de capitulatie. Net als dat Wernher von Braun geen straf kreeg toen hij voor de Amerikanen ging werken, kreeg Schrader dat ook niet maar moest hij de geallieerden wel al zijn laboratoriumgeheimen prijsgeven. Had Hitler de joden niet verjaagd en vernietigd maar te vriend gehouden, dan was zeker de atoombom in Duitse handen gekomen.

De Russen gingen er eenvoudigweg met de voorraden gifgas Tabun, Sarin en Soman vandoor en ontwikkelden tientallen jaren later tegen alle conventies in, een hele nieuwe reeks zenuwgif (klik hier).
Schrader bleef in Duitsland en ging als chemicus voor Bayer werken op zoek naar nieuwe insecticiden. Hij verkreeg diverse prijzen voor zijn excellente chemische kennis en inzet. Schrader wordt wel de vader van de zenuwgassen genoemd, dus zijn verdiensten zijn niet geheel onomstreden.

Het is niet lang bekend maar leukocyten in het bloed genereren ook giftig HCN tijdens fagocytose en kunnen bacteriën, schimmels en andere pathogenen doden door verschillende giftige chemicaliën te genereren, waaronder waterstofcyanide. Blauwzuur of HCN komt ook buitenaards veelvuldig voor. Waterstofcyanide is besproken als een voorloper van aminozuren en nucleïnezuren en er wordt aangenomen dat het een rol heeft gespeeld in de oorsprong van het leven. Hoewel de relatie tussen deze chemische reacties en de oorsprong van de levenstheorie speculatief blijft, hebben studies op dit gebied geleid tot ontdekkingen van nieuwe wegen naar organische verbindingen die zijn afgeleid van de condensatie van HCN. Waterstofcyanide kan door middel van katalysatoren worden gesynthetiseerd uit methaan en ammoniak, stoffen die zowel in de natuur op aarde als buitenaards veel voorkomen. Men heeft HCN buitenaards aangetoond.
 
De eerste octrooirechten voor de calciumcarbide productie liggen bij de Union Carbide (tegenwoordig van Dow Chemical), die de waterkrachtcentrales bij de Niagara watervallen in de staat New York benutte voor de energie.

Er was knalvuurwerk in gebruik eind 19e eeuw en waarvan de samenstelling afgeleid was van het 'photo flash' type kruit - dat toen in de fotografie werd toegepast als blitslicht. Die rotjes waren gevaarlijk gevoelig voor voortijdige ontsteking door wrijving, slag, stoot of een vonk. Ze waren gebaseerd op onder andere magnesium en aluminium - of een legering, antimoonsulfide of zwavel en kaliumchloraat. 

Men moet niet vergeten dat vanaf 1867 tot 1964 op het platteland in de Amerikaanse 'hardware stores' dynamiet toen ook nog gewoon vrij verkrijgbaar was.
Pas in 1918 werd een veiliger samenstelling gepatenteerd door het Amerikaanse vuurwerkbedrijf Hitt (oorspronkelijk Brits), de 'flash powder cracker' gebaseerd op aluminium en perchloraat, of flitskruit - welke vinding dus inmiddels 102 jaar oud is en Engels-Amerikaans. Daarna werd dit kruit ook gekopieerd door de Chinezen en in hun vuurwerk verwerkt in plaats van buskruit dat niet zo hard knalde. Maar de Chinezen gebruikten chloraat waardoor het mengsel veel gevoeliger werd voor schok, wrijving en vonk en er veel ongelukken gebeurden. Thomas Gabriel Hitt wist het rotje nog te verbeteren in geluidsproductie door een deel van de ruimte open te laten en de lading midden in de koker te plaatsen (klik hier). Dit scheelde ook in economisch opzicht. Hitt had nog meer patenten (klik hier).(klik hier).

De speelgoed kanonnetjes waren niet zo groot als op de
verpakking was afgebeeld, maar 4x kleiner

 De ontsteking van het eerste Amerikaanse speelgoed gaskanon vond heel modern plaats door middel van elektriciteit. Later zou dat goedkoper met een ingebouwde vonkontsteker gaan zoals bij de gasaansteker met een vuursteentje. De bougie en gloeiplug zijn ook geschikt, evenals de modernere elektrische piezo-ontsteker of de elektronische vonkontsteker die continue hoge spanningsvonken genereert zoals de plasma-aansteker.

Van groot belang is echter dat het acetyleengas en luchtmengsel goed met elkaar is vermengd in de juiste verhouding, en dat vindt vaak niet plaats.
De toegepaste eenvoudige techniek met natte brokken carbid van verschillend formaat leent zich ook niet voor een snelle intensieve menging van lucht en gas. Al doen sommige carbidschieters hun best door middel van propellers in de bus het mengsel sneller en beter te homogeniseren. Bij het Nederlandse carbidschieten wordt vaak nog van een fakkel gebruik gemaakt, dat er spectaculairder uitziet dan de onzichtbare elektrische ontsteking.

Het maken, gebruiken en beheersen van het vuur op aarde is van groot belang geweest in de ontwikkeling van de menselijke beschaving. Het eten kan veiliger worden bereid door het te verhitten, men kan zich verwarmen en donkere ruimtes verlichten, men kan metalen uit erts verkrijgen voor het maken van gereedschap, men kan zich verdedigen met vuur, men kan zich verplaatsen en goederen transporteren door aandrijving per auto, trein en vliegtuig met brandstoffen, en per raket kan men de ruimte bereiken en satellieten plaatsen en communiceren of navigeren. Men kan het land ontginnen met springstof, bruggen bouwen, tunnels graven en mijnschachten boren. De industriële revolutie inclusief de chemische industrie, het atoomtijdperk, de elektronica, het internet en de smartphone zijn onmogelijk zonder gebruik van vuur als energiebron (Prof. J.Goudsblom, Vuur en Beschaving). Gebruik van het vuur bevrijdde ons uit de donkere tijd van de middeleeuwen.

Volgens de informatie van de Nederlandstalige Wikipedia is vuur afhankelijk van planten, want die leveren het zuurstofgas en de brandstof. Maar dat is wel heel erg ondeskundig en kortzichtig, Vuur bestaat ook zonder zuurstof en de brandstof hoeft niet uit koolstofhoudend materiaal te bestaan. Bovendien hoeft vuur geen chemische oorsprong te hebben. De aarde vormde bovendien bij het ontstaan een vuurbal door de hitte van de zich door fysieke zwaartekracht en accretie aantrekkende massa onder grote druk - waarna een deel van de aardwarmte ontstond door radioactief natuurlijk verval van de in de aarde aanwezige radioactieve isotopen als uranium-235 en 238, throrium-232 en kalium-40.
De zon brandt door de kernfusie van waterstofgas tot helium, ook vuur. In het heelal wordt vuur gevormd door exploderende sterren zoals een supernova door een 'runaway' van een nucleaire explosies, waarbij zwaardere elementen dan ijzer worden gevormd door fusie van atoomkernen. Daar komt een enorme hoeveelheid energie bij vrij.
Wanneer men de gloeiende gasfase als vuur beschouwd, wordt dat ook gevormd door elektrostatische spanning als bij weerlicht en bliksemontlading. Maar ook de exploderende vulkanen spuwen vuur, gesmolten lava of vloeibaar gesteente met de uitgestoten gassen van waterdamp, kooldioxide, zwaveldioxide, zwavelwaterstof, elementair gesublimeerd zwavel en vluchtige zouten.

Het verschijnsel vuur moet dus zeker niet alleen aan de chemische verbranding met zuurstof worden toegeschreven - tenzij een beperkende definitie daarom vraagt als oplichtende gasfase tijdens de oxidatieve verbranding van reductief materiaal. Voor vuur is zuurstof niet nodig evenmin de koolstof, want magnesium metaal brandt uitstekend in kooldioxide en in stikstofgas onder uitstraling van verblindend licht waaronder UV.  Zink, ijzer, aluminium, magnesium, titaan en zirkonium branden exotherm met zwavel, met alle metalen trouwens behalve met de edelmetalen goud en platina, en verder met een aantal niet-metalen zoals seleen, zuurstof en fosfor. Zwavel komt bij vulkanen voor in neutrale vaste of gesmolten gele vorm, als wel in de geoxideerde vorm als zwaveldioxide gas, dan wel als gereduceerd zwavelwaterstof gas. Zwavel is dus een goede oxidator, maar kan ook tevens een goede reductor vormen in een vurige lichtgevende verbindingsreactie. Zwavel vormt met ijzer het reactieve hart in nitrogenase enzymen voor de reductieve omzetting van gasvormig stikstof in ammoniak of ammonium-ionen en die essentieel zijn voor elke vorm van biologisch leven (klik hier).

Vuur kan zo men wil in definitie worden beperkt als snelle oxidatie van een materiaal in het exotherme chemische verbrandingsproces, waarbij warmte, licht en verschillende reactieproducten vrijkomen. Een vlam is een mengsel van hete reagerende gassen en vaste stoffen al of niet in ionogene fase die zichtbaar, infrarood en soms ultraviolet licht uitstralen, en waarvan het frequentiespectrum afhangt van de elementaire chemische samenstelling van het brandende materiaal en (tussen)reactie producten.

Het kaarsje links brandt op de aarde onder invloed
van de zwaartekracht, het kaarsje rechts brandt
onder gewichtsloosheid in het ruimtelab ISS.

Overigens brandt de vlam van een kaars volledig anders op aarde onder de zwaartekracht omstandigheden dan de kaars in de ruimte onder gewichtloosheid (klik hier). Op aarde brandt de kaars lichtgevend geel door de niet geoxideerde koolstofdeeltjes - en waarvoor deze ook is bedoeld, en ontstaan onschuldige verbrandingsproducten als kooldioxide, koolstof roet en water. Terwijl in de ruimte onder gewichtsloosheid de kaars haast onzichtbaar blauw brandt met een klein rond vlammetje en giftige verbrandingsgassen ontstaan als koolmonoxide en formaldehyde gas. Verbranding en vuur in de definitie is dus ook afhankelijk van de gravitatiekrachten.
 
De door de christenen overgenomen tradities liggen vooral rondom Pasen als lichtfeest, de van oorsprong heidense paasvuren, wanneer de dagen weer merkbaar langer worden en het warmer wordt waardoor de planten ontbloeien.
Zo wordt in plaatsen in Duitsland en Oostenrijk met carbid geschoten met het 'Osterschiessen' op de vroege 1e Paasdag. Vanaf middernacht tot voor het kerkklokgelui wordt de verrijzenis van Christus en de overwinning op de dood gevierd.
Behalve carbid gebruikt men soms acetyleen en zuurstof uit drukgascilinders (klik hier), zoals bij het hagelkanon. Dat kan erg gevaarlijk  zijn wanneer vlamterugslag niet wordt voorkómen. In Nederland mag alleen met carbid worden geschoten.

Een variatie op het metalen speelgoed carbidkanon is de Meriam Buluh of bamboekanon (klik hier), gebruikt tijdens het Islamitische feest in Maleisië en de nieuwjaarsviering op de Filippijnse eilanden. Ook in Thailand, de Fiji eilanden en de Midden-Amerikaanse Trinidad en Tobago vinden dergelijke rituelen plaats.
In sommige landen zoals Indonesië met de vele eilanden is carbid eigenlijk nooit weggeweest. Gewoon omdat het handig en goedkoop is en de eenvoudige leefomstandigheden meestal zijn gebleven, zonder dat er regels in de weg zaten - of die gewoon niet werden opgevolgd.

Een stukje carbid kost nog steeds slechts een paar cent en het gratis verse groene bamboe met een dikte van ongeveer 4 tot 10 cm wordt voorzien van een kleine opening om het gasmengsel te ontsteken (klik hier). Het water komt uit de sloot of plas. Tijdens het Meriam Talang festival in Maleisië pakken de volwassen het groter aan, met dikker bamboe maar ook met lange stalen oliepijpleidingen van

Het kan zijn dat ze niets anders hebben dan pijpleidigen, maar de drukopbouw vindt hier veel sneller plaats waardoor zich een detonatiefront met hoge snelheid en druk kan ontwikkelen (2800 m/s bij 50 bar soms oplopend tot 300 bar) (klik hier). Een hogedruk vlam als ontstekingsbron kan nog sneller leiden tot een gasdetonatie (klik hier). Dit betekent echter geen luider geluid maar wel een snellere slijtage van het materiaal. Ook chloorgas kan als ontsteker dienen, daar het hypergool is met acetyleen en het gas direct ontsteekt.
Officieel is al sinds 1957 het carbidkanon als 'knalvuurwerk' verboden op Maleisië, zonder 

Het knallen met carbid in Nederland door de jeugd kwam vooral in het begin van de 20e eeuw en na de Eerste Wereldoorlog in zwang. Dat was met kleine blikken en stalen melkbussen.
Na de Tweede Wereldoorlog verdween het gebruik van carbid in de Westerse wereld nagenoeg volledig doordat het elektrisch licht met de gloeilamp steeds meer terrein won, via lichtnet, dynamo, accu of batterij. Carbid dat ooit in halve centen werd afgerekend in de fietswinkel of ijzerwarenzaak, werd sindsdien nergens meer verkocht. Vlak na de 2e W.O. experimenteerden jongens vooral met gevaarlijke resten van munitie.

Deels dus door gebrek aan carbid verdween de traditie, maar in belangrijkere mate kwam er een verandering van cultuur door de wederopkomst van de vuurwerkindustrie en vooral ook de Duitse vuurwerkerij. Het is een goed bewaard geheim dat Nederlandse zogenaamde 'fabrikanten' hun vuurwerk in Duitsland lieten maken - maar die wetenschap zal ze in de jaren '50 minder populair hebben gemaakt. Het Duitse pyro-aluminium van Eckart was van ongeëvenaard hoge kwaliteit voor het goede knalwerk, en de Schuurmans producten uit Leeuwarden waren veel beter dan die van Kat uit Leiden.

De import van het gevarieerde Chinese vuurwerk in de jaren '60 via HongKong deed uiteindelijk ook de das om van veel  Europese vuurwerkbedrijven, die niet konden concurreren tegen de prijzen van de Chinezen.

Medio de jaren '70 groeide het carbidschieten uit tot een meer sociale activiteit op het platteland. Die ontwikkeling ging gelijk op met de herintrede van het carbidkanon in Frankrijk en het carbidschieten in Duitsland en Oostenrijk. Anno 2001 is consumentenvuurwerk uit China echter schrikbarend duur door de winstwoekering  van de handelaren. De vuurwerkramp veroorzaakt mede een negatieve stemming en door de regering worden bedrijven uitgekocht en opgedoekt. Handelaren moeten hun vuurwerk voortaan in het buitenland opslaan, zo bang is men geworden, terwijl het consumentenvuurwerk in Duitsland gewoon tussen de sperziebonen en blikken appelmoes ligt bij de Aldi en tal van andere supermarkten. Dit vuurwerk is de helft goedkoper dan in Nederland en van uitstekende kwaliteit.

Op de Filipijnen staat dit zelfgemaakte 'speelgoed' bekend als de Boga in allerlei verzonnen variaties, en officieel is het sinds 2006 bij de wet verboden.

Typisch Amerikaans carbid speelgoed van vroeger waren de Elmer Smith gunsguns (klik hier) uit 1930 en ook de Austin Magic Pistol van omstreeks 1940 (klik hier) die gemaakt waren van metaal of blik. Met modern kunststof kan het ook worden gemaakt en pingpong of softballen schieten. Wanneer het niet de bedoeling is dat je op zaken of personen schiet, of iets raakt, is er niets aan de hand, toch? Misschien is het handig om die tekst op je T-shirt te drukken wanneer je aan het spelen bent.

Goedkoop kunststof buis voor sanitair of afwatering en waarvan de tussenlaag bestaat uit gerecycled geschuimd hard PVC, is ongeschikt voor hoge druk en daardoor ook zeker niet voor de toepassing van acetyleengas. Een paar bar aan druk kan het materiaal hebben maar 4 maal zoveel marge aan overdruk doet het brosse materiaal barsten. PVC splintert gevaarlijk bij explosie en is dus ongeschikt als mortier- of drukbuis voor carbid.
PVC voor drukleidingen met een PN16 nummer (druk in bar) is wel te koop bij de groothandel of fabriek, maar splintert ook. PVC veroudert snel door UV licht en verdamping van de weekmaker(s). Inwikkelen met vezel versterkt tape biedt enige bescherming.

Bij een voortijdige detonatie van een militaire brisantgranaat in de loop van een kanon kan de druk oplopen van 400.000 bar tot wel 2 miljoen bar. Dan spat ook supersterk wapenstaal in stukken uit elkaar.

'Daarnaast voorwerpen bestemd voor het treffen van personen of zaken door vuur of door middel van ontploffing, met uitzondering van explosieven voor civiel gebruik indien met betrekking tot deze explosieven erkenning is verleend overeenkomstig de Wet explosieven voor civiel gebruik.' Einde citaat. Het staat er een beetje in krom onbeholpen Nederlands - door een vreemdeling die verdwaald is zeker, maar er is dus een verbod 'bestemd voor het treffen ... van zaken door vuur of door middel van ontploffing'. Wanneer het de bedoeling is dat zaken als een getekend dartbord op het voetbalveld wordt geraakt door een voetbal die wordt weggeschoten door vuur of door middel van ontploffing, dan is dit strikt genomen een overtreding van de WWM. 

De term 'zaak' is nogal voor velerlei uitleg vatbaar, ook in juridische zin. Een 'zaak' betreft een voor menselijke beheersing vatbaar stoffelijk tastbaar object. Echter, uit jurisprudentie blijkt dat de rechter begrippen als warmte, elektriciteit, dus energie en ook informatie in welke vorm dan ook, ook als 'zaak'  ïnterpreteert - en dat een 'zaak' dus minder tastbaar en stoffelijk hoeft te zijn, en uit straling kan bestaan. Geen materie dus maar energie. Hier blijkt maar weer uit dat de meeste  juristen niet veel begrijpen van de natuurwetenschappen en dat ze de relativiteitswet van Einstein wel erg ruim interpreteren. Want wanneer warmte en dus infraroodstraling een stoffelijke zaak betreft, dan is licht en alle andere elektromagnetische straling dat ook. Om preciezer te zijn, de rechter bevestigt de dualiteit van golven en deeltjes met een lichte voorkeur voor materie. In die zin is het naar elkaar toe spiegelen van zonlicht ook door de wet verboden, zeker wanneer je daar wel eens pijn van in je oog zou kunnen krijgen.

Hetgeen ook interessant is voor (de tegenstanders van) het gebruiken van het hagelkanon van de fruittelers. Immers maken zij niet zomaar geluid met hun acetyleen-zuurstof kanon maar richten zij hun megafoonbuis richting onweersbuien, die bestaan uit materie zoals elektrostatisch geladen ijskristallen en waterdruppels. Een 'zaak' dus in juridische zin, maar ze schieten niet met zichtbare maar wel met voelbare projectielen, gasvormige materie ontstaan door een ontploffing, een vortex van gasdruk.

Volgens één definitie is een projectiel een massa dat met snelheid wordt weggeschoten veroorzaakt door gasdruk van een ontploffing. Het doel van het afschieten van projectielen is meestal om iets of iemand (het doel) zo te raken dat het doel wordt uitgeschakeld (vernietigd, beschadigd, of gewond of gedood). met de winterbiatlon meedoet, een sport die langlaufen en de schietsport met een kleinkaliber geweer met elkaar combineert. Nederland is altijd het laffe land van het gebroken geweertje geweest, dus liever ook geen schietsport.

Met een vortex gasdruk kun je materie raken en omver werpen waardoor een snelle energetische werveling in de lucht ontstaat, een draaiende ringbeweging in een fluïdum van lucht - in dit geval de reactieproducten als hete gassen van een explosie (klik hier). De vortex zou de aangroei van hagelstenen tenietdoen of vernietigen. De vortex heeft een snelheid van 50 - 70 m/s (180 tot 252 km per uur) en is in staat op korte afstand een verstorend effect te creëren op zichtbare materie, maar dat effect is heel klein (klik hier).

Bij carbidschieten kan geen knalvuurwerk tegenop, bij consumentenvuurwerk is een geluidsdruk van 153 dB(A) toegelaten op 2 meter afstand. Dat is niet veel op het platteland.
Het geluidsniveau van een carbidgasknal varieert van het litervolume gemengd met lucht vanaf 155 dB(A) tot 180 dB(A) geluidsdruk voor een 100 liter gastank op 2 meter afstand, gedurende enkele milliseconden. Dit is vergelijkbaar met militaire artillerie. De kosten zijn een paar eurocent per knal, dat is niet te vergelijken met het peperdure vuurwerk - dat vooral zo duur is door de importeurs en winkeliers hier te lande. Ze zullen hun lucratieve bijverdiensten ergens anders moeten zoeken wanneer vuurwerk verboden wordt.

Wanneer enkelvoudige glazen ruiten springen door een carbidkanon op 10 meter afstand (klik hier) (klik hier), dan is de overdruk minimaal 4 kPa of 166 dB(A) en voor dubbel glas meer dan 7 kPa of 171 dB(A). Degene die op 2 meter afstand de fakkel hanteert voor het kanon, krijgt dus minimaal 20 kPa overdruk of 180 dB(A) voor zijn kiezen. Tussen de 170 en 180 dB(A) scheuren de trommelvliezen.

Stikstof persgas geluidshoorn bij ESA LEAF in Noordwijk.

Wanneer is geluidsdruk echt gevaarlijk? Dat is een leuke vraag voor de toepassing bij de Wet Wapens en Munitie. Behalve het grote belang van de afstand en de tijdsduur, hangt het ook af van de frequentie. Ultrasoon geluid kan bij 180 dB(A) op een 1 m afstand al binnen seconden dodelijke effecten genereren - via een medium als water (in water is de geluidssnelheid ongeveer 1500 m/s). Infrasoon is ook eerder gevaarlijk, er zijn tabellen voor.
Voor het hoorbare bereik van 20 Hz tot 20 kHz geldt kortstondig 206 - 208 dB(A) of 400 tot 500 kPa overdruk (klik hier) op 1 m afstand als  niveau dat orgaanschade optreedt door interne bloedingen (longen).
 
Wanneer het geen geluidsgolven betreft maar verandering van luchtdruk, geldt 137 kPa al bij een subsonische luchtdruk snelheid van 200 m/s (= windsterkte 720 km/u) als lethaal (door militairen berekend aan de hand van een nucleaire explosie).
De gevaarlijkste gekrulde toeterhoorn werkt echter gewoon op stikstof persgas - 210 dB(A) of 633 kPa geluidsdruk (op 1 m afstand). Die toeter staat in Noordwijk bij de ESA LEAF (klik hier) voor ruimtevaart testen - 196 dB(A) op 5 m afstand. 

Maar er bestaat ook zoiets als het elektronische LRAD geluidskanon: 162 - 170 dB(A) op 1 meter of 115 - 120 dB(A) op 300 m afstand (klik hier). Of anders de 182 dB(A) HyperSpike luidspreker op 1 meter (klik hier).
Registratie van geluidsdruk en frequentie(s) heeft geen enkele betekenis wanneer niet ook alle omgevingsfactoren en gemeten afstand tot de bron worden vermeld in de resultaten, naast het belang van de kwaliteit van geijkte testapparatuur en meerdere meetopstellingen onder een verschillende hoek.

Des te groter de diameter en het volume van een 'gaskanon', des te sterker moet de metaalconstructie zijn (klik hier). Weinig exemplaren van al die gebruikte bussen, vaten of tanks zijn gebouwd om een plotselinge explosiedruk te weerstaan. Mits aan alle technische voorwaarden is voldaan, alle naden professioneel zijn dichtgelast (naadloos getrokken staal is veel beter) en er geen sprake is van roestvorming of het optreden van haarscheuren door metaalmoeheid e.d. Hierop dient voor de veiligheid door een ter zake deskundig werktuigbouwkundige regelmatig elk jaar te worden gecontroleerd.

Voor een harde knal kan ook een plastic vuilniszak of ballon met zuiver zuurstof en acetyleengas worden gebruikt (klik hier). Dat is niet geheel ongevaarlijk vanwege vonken door statische elektriciteit (klik hier). Neem je die ballon gevuld mee op je achterbank en er ontstaat een elektrostatische vonk, dan kan er dit met je auto gebeuren (zie foto). Flink uit je dak gaan kan dus alleen op het platteland, maar het is wel veel goedkoper en spectaculairder dan het toegelaten knalvuurwerk in Nederland - dat straks ook nog eens verboden wordt (klik hier).

Ingenieur  Drs. P. Boskruydt en Luitenant-Kolonel b.d. Martinus H. Klaproth