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°.

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°.