Занимательная пиротехника - страница 3
В числе наиболее применяемых
в нашем деле окислителей соли кислородсодержащих кислот, в анионе
которых присутствует элемент максимальной степени окисленности:
Арсенал горючих средств еще более внушителен:
металлы - магний, алюминий, железо, цинк, медь, сурьма; металлоиды - сера, фосфор, кристаллический йод, технический углерод в виде древесного угля или сажи; сульфиды - сурьмы (антимоний Sb2S3 и Sb2S5), олова (SnS), меди (халькозин Cu2S и ковеллин CuS), мышьяка (реальгар As4S4 и аурипигмент As2S5), фосфора (P4S3); углеводы - лактоза, сахароза, крахмал, декстрин, древесные опилки, пшеничная мука, нитроцеллюлоза; углеводороды - парафин, воск, церезин, антрацен, нафталин, • нефтепродукты;
смолы и камеди - канифоль, шеллак, резинаты, мастике, гуммиарабик, фенолформальдегидные смолы (идитол и бакелит);
каучуки - полиуретановый и различные бутадиеновые; термопласты - поливинилхлорид (ПВХ) и полиакриламид.
10
Часть 1. Опасное знакомство
Смолы, камеди, каучуки, ПВХ, декстрин и олифа также используются в качестве склеивающих веществ - цементаторов.
Кроме того, в пиротехнические составы могут входить «красители» пламени, дымообразователи, возгоняемые дымовые красители, флегматизаторы, снижающие чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, стабилизаторы, увеличивающие химическую стойкость, активаторы и ингибиторы горения.
1.3. Сделайте умное лицо
Не имея точного рецепта, не каждая хозяйка рискнёт приготовить новое кулинарное блюдо. А что тогда говорить о пиротехнике. Прежде всего, для определения соотношения компонентов Вам необходимо знать уравнения протекающих процессов. Если Вы успели подзабыть химию, облегчить составление суммарной реакции помогут немудрёные правила:
а) написать реакцию взрывного разложения окислителя,
б) представить реакцию горения восстановителя в кислороде,
в) уравнять коэффициенты у атомов кислорода,
г) просуммировать полученные равенства.
К примеру, составление бинарной смеси из бертолетовой соли и свекловичного сахара, больше известной в кругах террористов как «запал Кибальчича», будет выглядеть так;
М=123 М=342
Как Вы уже догадались, нужное нам уравнение получилось на букву «г», но пользоваться им можно.
Зная молекулярные массы реагирующих веществ и стехиометрические коэффициенты реакции их взаимодействия, несложно рассчитать необходимые соотношения ингредиентов:
Глава 1, Позвольте представиться
II
В пиротехнике чаще встречаются многокомпонентные составы, например, тройная пороховая смесь из калийной селитры, серы и древесного угля. Любой хороший химик знает, что спорость определяющей стадией сложной реакции является наиболее медленная. Пиротехнические же составы на первый взгляд ведут себя аномально. Скорость сгорания смеси селитра-уголь 2-5 мм/с, а состав селитра-сера в обыкновенных условиях совсем не воспламеняется и лишь слабо горит в нагретом до 100°С состоявши. Тройная же пороховая смесь быстро сгорает в открытом виде со скоростью 10- 15мм/с или взрывается в замкнутом пространстве.
Это явление объясняется с о пряжей костью реакций, когда выделяющееся в ходе бинарного взаимодействия тепло ускоряет протекание параллельного процесса горения, примерно так же, как пальцам в рукавицах теплее, чем в перчатках.
Известное даже школьнику уравнение горения пороховой смеси лишь приблизительно описывает процесс:
Поджечь такую смесь можно каплей концентрированной серной кислоты.
В действительности реакция в баллистическом режиме протечет по более сложному пути с образованием ещё некоторых твёрдых продуктов, поэтому в газ превращается около 43% пороха, а не 59% как следует из уравнения.
Ещё французский химик Марселей Бертло (1827-1907) установил, что разложение дымного пороха сопровождается комбинацией дополнительных реакций, на направление которых огромное значение оказывает давление реагирующей массы:
12
Часть 1. Опасное знакомство
где: V0 - выделяемый объём газа, t - температура реакции,
Q - теплота процесса, f- расчётная сила взрыва.
Одно из предлагаемых суммарных уравнений (Сарро) протекающего процесса имеет вид: