Краткий курс пиротехники

Нитрат калия разлагается с выделением части содержащегося в нем кислорода по уравнению:

4KNO₃ 2К₂O + 2N₂ + 5O₂.

Таким образом в азотнокислом калии 39,6% активного кислорода, а общего кислорода 47,5%.

Выделяющийся кислород используется на окисление горючих в составах. Обычно нитрат калия содержит примеси нитрата натрия, хлористых калия и натрия, которые в сильной степени повышают его гигроскопичность. Поэтому в нитрате калия, применяемом в пи­ротехнике, чистого продукта должно быть не меньше 99,0%.

Калиевая селитра применяется в качестве окислителя во многих пиротехнических составах. Вследствие сравнительно большей стойкости нитратов составы с ними обладают меньшей чувствительностью к механическим воздействиям, чем хлоратные, и дают возможность при соответствующих мерах предосторожности легче механизировать производственные процессы, чем в случае применения хлоратов.

А з о т н о к и с л ы й н а т р и й (н и т р а т н а т р и я, или н а т р и е в а я с е л и т р а) NaNO₃, молекулярный вес 85; обра­зуется в природе так же, как и калиевая селитра. Природные место­рождения находятся в Чили и Перу, отчего азотнокислый натрий часто называют чилийской селитрой. В СССР добывается в Сред­ней Азии и на Кавказе.

Нитрат натрия — бесцветные кубические кристаллы; после измельчения они имеют вид белого порошка.

Нитрат натрия хорошо растворим в воде и очень гигроскопичен, почему им нельзя заменить нитрат калия при производстве пороха.

Натриевая селитра значительно дешевле, чем калиевая.

Нитрат натрия разлагается аналогично нитрату калия по уравнению:

4 NaNO₃ 2 Na₂O +5 O₂+2 N₂.

Натриевая селитра в смесях с горючими окрашивает пламя в желтый цвет и могла бы применяться в пиротехнике в качестве, цветнопламенного окислителя, однако этому препятствует большая ее гигроскопичность.

А з о т н о к и с л ы й б а р и й (н и т р а т б а р и я) Ba(NO₃)₂, молекулярный вес 261,39; получается при реакции обменного раз­ложения между хлористым барием в растворе и нитратом натрия при 80—90°.

Представляет собой бесцветные октаэдрические кристаллы, пре­вращающиеся при измельчении в белый порошок; в воде мало рас­творим, негигроскопичен; температура плавления 593°. При более высокой температуре разлагается, выделяя кислород, по уравнению:

2 Ba(NO₃)₂ 2 ВаО + 2 N₂ + 5O2.

При этой реакции поглощается тепло.

При горении смесей азотнокислого бария с горючими пламя окрашивается в зеленый цвет.

Азотнокислый барий служит окислителем во многих пиротехни­ческих, особенно осветительных составах. Составы с азотнокислым барием значительно менее чувствительны, чем с окислителями, указанными выше. В некоторых случаях азотнокислый барий при­меняется в составах в смеси с другими, более активно действующими окислителями.

А з о т н о к и с л ы й с т р о н ц и й (н и т р а т с т р о н ­ ц и я) Sr(NO₃)₂, молекулярный вес 211,62; цветнопламенный оки­слитель, окрашивающий пламя в густой и яркий красный цвет, но очень гигроскопичен, к тому же различные примеси увеличивают его гигроскопичность, поэтому в пиротехнике он применяется сравнительно мало.

Азотнокислый стронций — белое кристаллическое вещество с тем­пературой плавления 645°.

Окислы металлов

В качестве окислителей в пиротехнике применяются некоторые окислы металлов, способные сравнительно легко отдавать свой кислород (перекись бария, двуокись марганца, двуокись свинца, сурик, окись железа и др.).

П е р е к и с ь б а р и я ВаO₂, молекулярный вес 169,4; по­лучается прокаливанием окиси бария ВаО в муфельных печах при температуре 500—600° в струе воздуха, освобожденного от влаги и углекислоты. Получение происходит по уравнению:

2 ВаО + O₂ ВаO₂ + 24 кал.

При температуре выше 500—600° начинается обратное разложе­ние перекиси бария, и при 900° реакция проходит по уравнению:

2 ВаО₂ 2 ВаО +O₂;

выделяющийся кислород можно использовать для окисления.

Д в у о к и с ь м а р г а н ц а МnO₂, молекулярный вес 86,93; может применяться в качестве окислителя; в чистом виде имеет

темно-серый цвет и может быть приготовлена нагреванием азотномарганцевистой соли Mn(NO₃)₂; при нагревании эта соль разлагается, выделяя окислы азота, а часть выделяющегося кислорода окисляет марганец до МnO₂.

Двуокись марганца встречается в природе в виде минерала чер­ного цвета —пиролюзита. Пиролюзит содержит МnO₂•nН₂O; это сравнительно дешевое сырье для получения марганца и различных его соединений.

При разложении двуокись марганца выделяет кислород и обра­зует различные окислы марганца (в зависимости от условий реак­ций). Например, при нагревании разложение идет по уравнению:

2 МnO₂ 2 МnО + O₂.

При сильном прокаливании на воздухе она разлагается по урав­нению:

ЗМnO₂ Мn₃O₄ + O₂.

Двуокись свинца РЬO₂, молекулярный вес 239,2; раз­лагается при 300° по уравнению:

З PbO₂ РЬ₃O₄ + O₂.

Двуокись свинца служит окислителем. Окисляющее действие ее на­столько велико, что смесь ее с серой воспламеняется при растирании.