166383 (624996), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Нитрат стронция Sr(NO₃)₂ (молекулярный вес 211,62) цветнопламенный окислитель, окрашивающий пламя в густой и яркий красный цвет. Он очень гигроскопичен, к тому же различные примеси увеличивают его гигроскопичность, поэтому в пиротехнике он применяется сравнительно мало [3].

Нитрат стронция – белое кристаллическое вещество с температурой плавления 645°С [3].

1.2.1.4 Окислители других групп

В пиротехнике можно использовать окисляющее действие также и некоторых солей – марганцевокалиевой и двухромовокислых.

Марганцевокалиевая соль KMnO₄ – калиевая соль марганцевой кислоты HMnO₄ [2].

Марганцевокалиевая соль или перманганат калия легко разлагается, выделяя кислород, а потому используется в качестве окислителя. При нагревании сухая KMnO₄ разлагается по уравнению [2]:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂,(1.16)

а при нагревании до 700-750°С разлагается и марганцевистокалиевая соль манганат калия K₂MnO₄, также выделяя кислород [2].

Перманганат калия разлагается с выделением различных продуктов реакции и разного количества кислорода в зависимости от того, в кислой или щелочной среде протекает реакция [2].

Реакция в щелочной среде протекает сначала с выделением марганцевистокалиевой соли, которая затем разлагается, давая двуокись марганца и кислород, т. е. по уравнениям [2]:

2KMnO₄ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + H₂O + (О)(1.17)

2K₂MnO₄ + 2H₂O → 2MnO₂ + 4KOH + (2О)(1.18)

^{_________________________________________________________}

2KMnO₄ + H₂O → 2MnO₂ + 2KOH + 3(О)(1.19)

В кислой среде реакция проходит с образованием свободной марганцевой кислоты, которая разлагается, выделяя кислород. Реакции можно выразить уравнениями [2]:

2KMnO₄ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2HMnO₄(1.20)

2HMnO₄ + 2H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 3H₂O + 5(О)(1.21)

^{_________________________________________________________________}

2КМnO₄ + 3H₂SO₄ = MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O+ 5(O) (1.22)

Таким образом, 2 моль марганцевокалиевой соли в кислой среде выделяют 5 атомов кислорода, а в щелочной среде 3 атома.

Из двухромовокислых солей иногда применяют дихроматы натрия Na₂Cr₂O₇ и калия K₂Cr₂O₇, выделяющие кислород при действии минеральных кислот [2].

Эти соли получаются действием минеральных кислот на хромовокислые соли (например, Na₂CrO₄). Двухромовокислый калий называется также хромпиком. Исходным продуктом для получения двухромовокислых солей служит хромистый железняк FeCrO₄, который встречается в природе, например, в России на Урале [2].

Пиротехника может располагать большим количеством разнообразных окислителей. В зависимости от того, какие свойства должен иметь состав, можно применить окислитель той или иной группы.

1.2.1.5 Выбор пиротехнических окислителей

Окислитель должен быть твердым веществом с температурой плавления не ниже 50-60 °С и обладать следующими свойствами:

• содержать максимальное количество кислорода;

• легко отдавать кислород при горении состава;

• быть устойчивым в интервале температур от -60 °С до +60 °С и не разлагаться от действия воды;

• быть по возможности малогигроскопичным;

• не оказывать токсического действия на человеческий организм [5].

Однако иногда в составах применяются окислители, которые не обладают всеми перечисленными свойствами: например, NаNО₃ или NaClО₄ весьма гигроскопичны.

Особое внимание следует обращать на то, чтобы составы, изготовленные с применением выбранного окислителя, не были чрезмерно чувствительны к механическим импульсам и не обладали значительными взрывчатыми свойствами [5].

При выборе окислителя для пламенных составов следует учитывать интенсивность излучения продуктов распада окислителя в различных частях спектра. В составах сигнальных огней нельзя употреблять окислители, которые изменяли бы окраску пламени, например, в составы красного, зеленого и синего огней нельзя вводить соли натрия [5].

Чрезвычайно важно также, чтобы окислитель обеспечивал требуемую скорость горения состава.

Свойства наиболее важных окислителей, используемых в пиротехнике, приведены в таблице 1.1 [1].

Таблица 1.1 Свойства наиболее важных пиротехнических окислителей

1.2.2 Горючие вещества

К неорганическим горючим в виде солей, применяемым в пиротехнике, принадлежат сернистые соединения сурьмы и мышьяка [2].

Сернистая сурьма, или антимоний Sb₂S₃ (молекулярный вес 339,8) отличается сильной восстановительной способностью. В смеси с окислителями, например с бертолетовой солью, сернистая сурьма взрывает от незначительных внешних воздействий [2].

Антимоний – темно-серый порошок, применяется для составов, чувствительных к внешним воздействиям, например для терочных составов, воспламеняющихся от трения [2].

Антимоний встречается в природе в виде минерала – «сурьмяного блеска» Sb₂S₃. При горении антимоний превращается в сурьмянистый ангидрид с выделением сернистого газа. Реакция протекает по схеме [2]:

2Sb₂S₃ + 9O₂ = 2Sb₂O₃ + 6SO₂.(1.23)

1.2.3 Цветнопламенные добавки

Для окрашивания пламени в составы вводят соединения некоторых металлов. При высокой температуре, развиваемой при горении составов, соединения металлов частично или полностью диссоциируют и, перейдя в парообразное состояние, дают спектр излучения. Каждый металл дает спектр особого, характерного для него цвета [1].

В тех случаях, когда применяемые для окрашивания пламени соединения не участвуют в реакции горения пиротехнического состава, они называются цветнопламенными добавками [1].

Атомы натрия дают пламя желтого цвета; соединения стронция, цезия, рубидия и атомы лития дают пламя красного цвета (практически применяются только соединения стронция, применение остальных ограничено из-за высокой стоимости) [5].

Соединения бария и атомы таллия дают пламя зеленого цвета (практическое значение имеют лишь первые) [5].

Пламя синего цвета получается при свечении соединений меди, главным образом, монохлорида меди CuCl. Пламя розового цвета дают соединения кальция [5].

Щавелевокислый натрий, или оксалат натрия Na₂C₂O₄ (молекулярный вес 134) белое кристаллическое негигроскопичное и нерастворимое в воде вещество; дает желтое пламя; большей частью употребляется в хлоратных составах. Недостатком этой соли является ее ядовитость [5].

Дешевая соль натрия хлористый натрий (поваренная соль) NaCl не применяется в пиротехнике из-за большой гигроскопичности [5].

Криолит 3NaF•AlF₃ (молекулярный вес 125,97) представляет собой минерал, негигроскопичен, окрашивает пламя в желтый цвет [5].

Щавелевокислый стронций, или оксалат стронция SrC₂O₄ (молекулярный вес 175,6) представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета; он негигроскопичен и не растворяется в воде. Щавелевокислый стронций дает хорошую красную окраску пламени, но менее яркую, чем нитрат стронция [5].

Карбонат стронция SrCO₃ (молекулярный вес 147,6) нерастворим в воде, негигроскопичен, окрашивает пламя в красный цвет, но менее яркий, чем цвет пламени, получаемый от оксалата и нитрата стронция. Однако из-за сравнительной дешевизны он применяется в составах красного огня [5].

Карбонат бария BaCO₃ (молекулярный вес 197,4) прозрачные кристаллы, почти нерастворимые в воде. В хлоратных составах карбонат бария может быть использован для окраски пламени в зеленый цвет [5].

Для окраски пламени в синий цвет применяются некоторые соли меди, например, карбонат меди CuCO₃; он представляет собой светлозеленые кристаллы, нерастворимые в воде. В пиротехнике применяются также соединения меди, встречающиеся в природе: малахит CuCO₃·Cu(OH)₂, горная синь 2CuCO₃·Cu(OH)₂ и др.Медные соли ядовиты. Они применяются большей частью в составах, содержащих хлорат калия [5].

Одним из распространенных медных соединений является медный купорос CuSO₄, т. е. сернокислая медь. Эту соль нельзя применять в составах: она имеет кислую реакцию и в смеси с бертолетовой солью может вызвать самовоспламенение Медный купорос может быть использован только совместно с аммиаком, с которым CuSO₄ образует сложные соединения [5].

Характеристики

Список файлов курсовой работы