Краткий курс пиротехники

Реакция разложения хлората калия экзотермична.

В присутствии примесей хлорат калия разлагается настолько энергично, что иногда вызывает взрыв. Смесь бертолетовой соли с горючими веществами легко воспламеняется от действия неболь­шого количества концентрированной серной кислоты. Это явление объясняется тем, что при действии серной кислоты на бертолетову соль выделяется свободная хлорноватая кислота, которая разла­гается с образованием двуокиси хлора. Последняя, как указано выше, обладает свойством зажигать горючие вещества.

Реакцию образования СIO₂ можно представить уравнениями:

2КСIO₃ + H₂SO₄ K₂SO₄ + 2HCIO₃;

ЗНCIO₃ 2CIO₂ + HCIO₄ + H₂O.

Эта реакция используется в пиротехнике для воспламенения некоторых составов.

Хлорат калия в чистом виде негигроскопичен. Однако примеси, в частности, хлористого кальция, вызывают некоторую его гигро­скопичность.

Хлорат калия применяется в пиротехнике в качестве окислителя, главным образом, в цветнопламенных составах. Составы с берто­летовой солью очень чувствительны к механическим воздействиям. Поэтому работа с такими составами требует осторожности, чистоты и аккуратности.

Х л о р н о в а т о к и с л ы й б а р и й Ва(СIO₃)₂Н₂O, молекуляр­ный вес 322,29; получается из природного минерала витерита дей­ствием на него хлора при нагревании (может быть также получен электролизом из насыщенного при 75° раствора хлористого бария).

Хлорат бария растворяется в воде; в спирте нерастворим, кри­сталлизуется в прозрачные призматические кристаллы, при темпера­туре 300—310° разлагается; в сухом виде при нагревании до более высокой температуры взрывает.

Реакция разложения хлората бария проходит аналогично разло­жению хлората калия по уравнению:

Ва(CIO₃)₂ ВаСI₂ + 3O₂ + Q.

В смеси с горючими хлорат бария дает энергичную вспышку; составы с хлоратом бария чувствительны к механическим воздей­ствиям.

Пламя, образуемое составами с хлоратом бария, имеет ярко-зеленую окраску. Следовательно, хлорат бария в составах является одновременно окислителем и носителем цветности, почему он может быть назван цветнопламенным окислителем.

Хлорат бария применяется, главным образом, для составов зе­леного огня. При работе с ним следует применять те же меры пре­досторожности, что и при работах с хлоратом калия.

Перхлораты

Перхлораты — соли хлорной кислоты НСIO₄. Хлорная кислота в свободном состоянии чрезвычайно нестойка: на воздухе дымит, легко взрывает в присутствии горючих веществ, воспламеняет бу­магу, дерево. Водный раствор ее безопасен.

Соли хлорной кислоты — перхлораты — более стойки, чем хло­раты. Это объясняется тем, что реакция разложения перхлоратов происходит с поглощением тепла. В пиротехнике применяется пер­хлорат калия.

П е р х л о р а т к а л и я (или хлорнокислый ка­лий) КСIO₄, молекулярный вес 138,56; представляет собой белый кристаллический порошок, слабо растворяющийся в воде и негигро­скопичный. При температуре 420° начинает разлагаться по урав­нению:

4 КСIO₄ 2 КСIO₃ + 2 КСI + 5 O₂.

При более энергичном нагревании или в смеси с горючими веще­ствами разложение перхлората калия идет с образованием хлори­стого калия и кислорода по уравнению:

КСIO₄ -> КСI + 2O₂ - Q,

где Q — количество тепла, требуемое для разложения перхлората, равно 7,8 кг-кал.

Составы с перхлоратом менее чувствительны к механическим воздействиям, чем составы с хлоратами.

Перхлорат калия применяется в качестве окислителя; он дает более спокойное горение, чем хлорат калия. Работа с ним требует тех же мер предосторожности, что и с хлоратами. Перхлоратные составы обладают чувствительностью к трению и удару, хотя и в меньшей степени, чем хлоратные. Высокая стоимость перхлората калия ограничивает его применение.

Нитраты

Нитраты представляют собой соли азотной кислоты. Азотная кислота —очень важный для техники продукт; она применяется во многих отраслях химической промышленности. Действием азот­ной кислоты на некоторые органические продукты получаются нитропроизводные, служащие для приготовления взрывчатых ве­ществ, красителей и др.

Все нитраты являются хорошими окислителями; они легко от­дают свой кислород, выделяя азот, различные его окислы, или аммиак (в зависимости от условий реакции). Нитраты более стойки в химическом отношении, чем хлораты, но также образуют с горючими веществами легко воспламеняющиеся смеси.

В пиротехнике большей частью применяются азотнокислые соли калия, бария, стронция, реже — натрия.

Разложение нитратов происходит с поглощением тепла.

А з о т н о к и с л ы й к а л и й (н и т р а т к а л и я, или к а л и е в а я с е л и т р а) KNO₃, молекулярный вес 101,1; обра­зуется в почве при гниении органических соединений.

Технически азотнокислый калий можно получить реакцией обменного разложения азотнокислого натрия и хлористого калия или из синтетической азотной кислоты.

Азотнокислый калий — белый порошок или бесцветные кристаллы ромбической системы; легко растворим в воде. Температура плавления 337°, температура разложения 400°.