Краткий курс пиротехники

Какие свойства веществ оказывают большое влияние на их чувствительность?

Что такое стойкость пиротехнического состава?

Какое правило облегчает составление уравнения реакции горения?

Написать реакцию взаимодействия хлората калия с углем.

Рассчитать основную смесь из калиевой селитры KNO₃ и магния Mg.

На какие группы классифицируют пиротехнические составы?

ГЛАВА III

СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

§ 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СЫРЬЮ

Для получения требуемого эффекта при сгорании пиротехнического состава все продукты, входящие в него, должны иметь строго определенные физико-химические свойства. По назначению различных компонентов в составах все исходные продукты можно подразделить на следующие группы: окислители, горючие и цементирующие вещества, цветнопламенные добавки, вспомогательные добавки, красители дыма.

В пиротехнике для изготовления составов следует применять вещества, очищенные от загрязнений и примесей, негигроскопичные, сравнительно недорогие, отечественного происхождения или изготовления.

Отсутствие загрязнений или примесей обеспечивает получение определенного действия вещества; примеси, загрязняющие продукт, изменяют его действие в составе, чувствительность состава и др. Однако некоторые примеси в небольшом количестве могут быть допущены. Для каждого продукта опытным путем устанавливаются допускаемые нормы тех примесей, которые не вредят составу. Каждый продукт, поступающий в производство, подвергается химическому анализу, в результате которого проверяется количество примесей в нем.

Совокупность требований к химическому составу, чистоте и физико-химическим свойствам вещества обычно называется т е х н и ч е с к и м и у с л о в и я м и.

Способность некоторых веществ притягивать влагу из окружающей их среды называется г и г р о с к о п и ч н о с т ь ю. Гигроскопичные вещества не следует употреблять для пиротехнических составов. Еще в процессе производства влажность их увеличивается, увлажняя состав, что недопустимо в пиротехнических изделиях.

При хранении изделий гигроскопичные вещества также увеличивают влажности состава.

§ 2. ОКИСЛИТЕЛИ

Окислители представляют собой вещества, богатые кислородом и способные легко отдавать его.

      Легкость отщепления кислорода от молекул окислителей объясняется сравнительно малой прочностью непосредственной связи между кислородом и другими атомами, например, хлором, азотом.

Примером строения молекул окислителей могут служить азотнокислый калий

хлорноватокислый калий

По химическому составу окислители, применяемые в пиротехнике, можно разделить на следующие основные группы: 1) хлораты, 2) перхлораты, 3) нитраты, 4) окислы металлов.

Некоторые окислители одновременно, служат и носителями цветности пиротехнического пламени. Они называются цветно-пламенными окислителями. К ним принадлежат, например, хлорат бария и нитрат стронция.

Хлораты

Хлораты представляют собой соли хлорноватой кислоты HCIO₃.

Хлорноватая кислота соединение неустойчивое, быстро разлагается; при разложении ее выделяется газ CIO₂ (двуокись хлора), который на воздухе поджигает такие вещества, как хлорок, бумага, дерево.

Хлорноватая кислота с различными металлами образует соли. В пиротехнике применяются, главным образом, хлорноватокислый калий и хлорноватокислый барий; реже применяется хлорноватокислый натрий, отличающийся сравнительно большой гигроскопичностью.

Все хлораты разлагаются, выделяя тепло и свободный кислород.

Х л о р н о в а т о к и с л ы й к а л и й (б е р т о л е т о в а с о л ь) KCIO₃, молекулярный вес 122,56; впервые был получен ученым Бертоле, по имени которого и называется.

Хлорат калия получается хлорированием извести с последующим обменным разложением хлорноватокислого кальция с солями калия по уравнениям:

6 Ca(OH)₂ + 6 CI₂ Ca(CIO₃)₂ + 5 CaCI₂ + 6 H₂O;

Ca(CIO₃)₂ + 2KCI CaCI₂ + 2KCIO₃.

Полученный таким образом хлорноватокислый калий в случае надобности может быть очищен перекристаллизацией из горячей воды.

Хлорат калия с трудом растворяется в воде при низких температурах; при охлаждении горячего концентрированного раствора хлорат кали выкристаллизовывается. По внешнему виду он представляет собой мелкие белые ромбические кристаллы. Температура плавления 357,1 градус, температура разложения 364 градуса. При этой темпе-

ратуре хлорат калия разлагается сравнительно медленно; часть кислорода, которая выделяется при разложении КСIO₃, окисляет оставшийся неразложившимся КСIO₃ в соединение КСIO₄ (хлорно-кислый калий) по уравнению:

4 КСIO₃ З КСIO₄ + K СI + Q,

где Q —тепло, выделяющееся при разложении.

В присутствии примесей, играющих роль катализаторов разло­жения (например, некоторые окислы металлов, песок, стекло и др.), или веществ, способных легко окисляться (горючих), хлорат калия разлагается очень энергично; реакция идет с выделением большого количества кислорода по уравнению:

2 КСIO₃ 2КСI + ЗО₂ + Q.