вполне окислены и поэтому не нуждаются в окислителе. Следовательно, окислитель требуется только для того, чтобы дать кислород на сгорание шеллака (горючего), т.е. имеется двойная смесь из хлората калия и шеллака:
KCIO3 + C16H24O5.
Напишем уравнение разложения хлората калия:
KCIO3 KCI + 3 О. (1)
Напишем уравнение горения шеллака в кислороде до полного сгорания в углекислый газ:
C16H24O5 + 39 О 16СО2 + 12 Н2О (2)
Уравняем коэффициенты кислорода в уравнениях (1) и (2), для чего умножим уравнение (1) на 13. получим:
13 KCIO3 13 KCI + 39 О.
Сложив полученное уравнение с уравнением (2), получим:
C16H24O5 + 13 KCIO3 13 KCI + 16СО2 + 12 Н2О
Из этого уравнения найдем количества C16H24O5 и KCIO3 в двойной смеси.
1 граммолекула C16H24O5 составляет 296,2 г.; 13 граммолекул KCIO3 составляют 13*122,56 г. = 1593,8 г. Всего смеси 1890 г.
Переводя в проценты, получим:
для хлората калия
для шеллака
Но в состав входит 20% углекислого стронция и только 80% рассчитанной нами двойной смеси. Следовательно, каждого компонента двойной смеси тоже будет по 80% от полученных нами величин, а именно: хлората калия 84,3*0,8=67,44%; шеллака 15,7*0,8=12,56%.
Общий рецепт будет таким (проц.):
SrCO3 ……………………… 20
KCIO3 ……………………. 67,44
C16H24O5……………………. 12,56
§ 5. НАЧАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬС И ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
Для воспламенения пиротехнического состава необходимо затратить какое-то количество энергии, которое обычно называется н а ч а л ь н ы м и м п у л ь с о м. Во многих случаях от характера начального импульса зависит характер реакции сгорания пиротехнического состава.
Часто действие различных видов энергии сводится к воздействию тепловой энергии, например, при ударе и трении развивается повышенная температура; то же происходит и при воздействии крепкой серной кислоты на состав: при химической реакции между кислотой и отдельными компонентами состава тоже выделяется тепло.
Иногда один и тот же состав при воспламенении его от искры сгорает сравнительно медленно, а при более мощном начальном импульсе реакция протекает со взрывом.
Каждый состав или основная смесь воспламеняются при определенной температуре. Эта температура – очень важная характеристика состава; знание ее позволяет установить безопасный режим работы при производстве и применении данного состава.
Рис. 1. Прибор для определения температуры самовоспламенения.
1- железная баня;
2- испытуемый состав;
3- сплав Вуда;
4- электронагрев;
5- латунный футляр;
6- 6- термометр.
Температура, при которой начинается горение состава под действием пламени, называется т е м п е р а т у р о й в о с п л а м е н е н и я .
Но, иногда, состав, подвергающийся нагреву, может самовоспламениться без воздействия огня. Температура, при которой в определенных условиях нагрева состав самовозгорается. Называется т е м п е р а т у р о й с а м о в о с п л а - м е н е н и я. Эта температура для каждого состава определяется следующим опытом (рис. 1).
В металлическую пробирку 2 помещают 0,5 г состава. В железной бане 1 расплавляется сплав Вуда. Когда температура в бане достигнет 100 градусов , в сплав Вуда погружают пробирку с составом приблизительно на 0,3 ее длины. Далее баню нагревают с такой интенсивностью, чтобы температура ее повышалась на 20 градусов в минуту, и отмечают температуру в момент самовоспламенения состава.
При испытании различных составов установлено, что некоторые осветительные составы самовоспламеняются при температуре около 330 градусов, цветные хлоратные составы – около 215-225 градусов. Хлорат сильно понижает температуру самовоспламенения состава.
§ 6. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
Чувствительность пиротехнических составов к действию начального импульса – к огню, и удару и к трению – зависит от химических свойств компонентов, от степени их измельчения, от плотности состава и от примесей к компонентам. Характеристика чувствительности составов чрезвычайно важна как с точки зрения применения их в различных изделиях, так и для разработки безопасного режима производства и обработки в заводских условиях.
Чувствительность состава определяется экспериментально.
Увеличение степени измельчения компонентов увеличивает чувствительность состава. Это явление можно объяснить тем, что увеличивается поверхность реагирующих компонентов, а это облегчает условия возбуждения реакции горения.
С увеличением плотности чувствительность состава уменьшается. При большой плотности энергия, сообщаемая начальным импульсом, распределяется на относительно большую массу, и эффективность воздействия на отдельные части состава несколько снижается.