Вы решили заняться пиротехникой и не знаете с чего начать? Мы вам поможем =)
Для начала вы должны оборудовать ваше место работы, вам понадобится шкаф для реактивов и стол на котором вы будете работать, возле стола должны стоять бутылка с водой и бутылка с песком (А лучше прикупить ещё огнетушитель на всякий случай), так как не каждый огонь можно потушить водой. Над столом должна быть смонтирована вытяжка(подробней ТУТ), так как при горении различных составов выделяются ядовитые газы и они не должны оставаться в комнате...
Реактивы в пиротехнике делятся на 3 группы:
1)Окислители
2)Горючие
3)Различные стабилизаторы, цементаторы и т.д.
Окислители это те реактивы которые в процессе реакции (в данном случае - это горение) выделяют кислород а это значит, что для ихнего горения, кислорода не требуется и они могут гореть в замкнутом пространстве...
Из окислителей самые известные и легко добываемые это Нитраты (Хим. окончание NO3) Например Нитрат Калия = KNO3, Нитрат Натрия = NaNO3 И т.д.
Также среди окислителей следует выделить хлораты и перхлораты.
Хлораты - это соли хлорноватой кислоты (HClO3), кислота сама по себе не устойчива и не существует в обычных условиях. В пиротехнике особое распространение получил хлорат калия (KClO3), также его называют бертолетовой солью, по имени Клода Бертоле, открывшего её. Хлорат калия часто используется в смесях цветного огня, в смеси с веществами-красителями, пламя может окрашиваться в нужный цвет... Цвет проявляется из-за присутствия хлора в хлорате... Составы цветного пламени на хлоратах легко изготавливаем и дают хорошие результаты. Для усиления цвета, в состав на хлоратах, кроме самого хлората и пламя-красителя, ещё добавляют вещества-усилители цвета, которые способствуют усилению яркости и оттенка цвета.
Наряду со своими плюсами хлораты имеют много минусов, самый большой минус и он же главный - это высокая чувствительность состава на основе хлоратов, которая возрастает с добавлением в состав веществ-усилителей цвета, таких как сахар, уротропин, сера... Также чувствительность возрастает с увеличением влажности и присутствия некоторых др. веществ. Некоторые вещества, совсем недопустимо использовать с хлоратами, такими являются соли аммония.
Например при смешивании хлората калия(KClO3) и хлорида аммония(NH4Cl), может идти реакция с образованием взрывоопасного хлората аммония(NH4ClO3), а при смешивании хлората натрия(NaClO3) и хлорида аммония, происходит практически полная реакция обмена, что влечёт к тому же хлорату аммония. Хлорат аммония на практике можно хранить и получать только в водных растворах и не с сильно большой концентрацией, использовать такой раствор пиротехнике ни как нельзя. С повышением концентрации такого раствора повышается вероятность взрыва. В кристаллах хлорат аммония не хранится.
Также составы на хлорате очень чувствительны к механическому воздействию, хлорат нужно перетирать отдельно от других веществ и не коем случае не в кофемолке, а тем более в шаровой мельнице. Для хлоратов лучше запасти отдельное оборудование.
По причине высокой чувствительности хлоратов в пиротехнике стали также применять перхлораты, новичкам следует отдать предпочтение именно им, так как для обращения с перхлоратами не нужно иметь такого большого навыка. В отличие от хлоратных составов, аналогичные им составы на перхлорате не имеют такой высокой чувствительности, в отличие от хлората аммония, который не хранится в кристаллах, перхлорат аммония прекрасно сохраняется и является очень хорошим окислителем и донором хлора в составах синего огня. Перхлораты - это соли хлорной кислоты (HClO4), кислота эта также является взрывоопасной, но в больших концентрациях. Хлорная кислота в небольших концентрациях может сохранятся. Получают перхлораты также как и хлораты, единственно требуется более дорогое оборудование и больше времени.
Хлораты в составах можно частично заменять на перхлораты(Как получить хлорат калия(KClO3) Вы сможете узнать ТУТ)
Следует отметить, что в военной пиротехнике (Осветительные ракеты и т п) используются другие, более сложные составы... Так как к военной пирке применяют высокие требования по безопасности и сроку хранения, хлораты в ней не используются, используются в основном смеси на основе нитратов, а также перхлоратов. В качестве донора хлора в военной пирке используют хлор-органику, в основном ПВХ, это в случае с нитратами, в случае с перхлоратом дополнительный донор хлора не обязателен.
Кроме хлоратов ещё существуют броматы, йодаты, но они не столь распространены и применяются в основном в технике самодельной пиротехники и то в экспериментальной части, в промышленном производстве пирки они не применяются.
Ещё хотел бы добавить пару строк о цветных огнях. Я расскажу все в кратце и не буду вдаваться в подробности.
Есть множество элементов в таблице Менделеева которые при определенных условиях излучают определенный оттенок цвета.
Это происходит при горении элемента в определенной среде, например это может быть в атмосфере хлора(Cl) или брома(Br).
В пиротехнике используется первый вариант, сжигание состава, который при горении создает атмосферу хлора, это не значит что при горении состава выделяется хлор, он переходит("используется") в реакции между веществами. Поэтому мы пользуемся хлоратами и перхлоратами, чтобы создать эту "атмосферу" хлора и получить цветной огонь.
Теперь перейдём к главному: те элементы, которые используются в пиротехнике для получения нужного цвета:
Sr - Стронций - генератор красного цвета. Составы на его основе достигают до ~98% чистого цвета.
Ba - Барий - генератор зеленного цвета. Составы на его основе достигают ~90-95% чистого цвета.
Cu - Медь - генератор синего цвета. Составы на её основе достигают ~25% чистого цвета(но это спорно, некоторые говорят что выше 15% чистого цвета не бывает а некоторые утверждают что есть составы достигающие 30% но все равно эти цифры не сравнить с остальными)
Na - Натрий - генератор желтого цвета. Составы на его основе достигают почти 100% желтого цвета!!!
Al/Mg - Алюминий / Магний, эти металлы горят на воздухе ослепительным белым пламенем (белый цвет получается из-за высокой темп. горения...)
Li - Литий - генератор карминово-красного цвета. Составы на его основе дают ~70-80% чистого цвета.
Остальные цвета получают по системе "смешивания цветов", допустим фиолетовый это красный и синий/ Не все цвета требуют атмосферу хлора. Допустим белый или желтый в атмосфере хлора не нуждаются и их спокойно можно получить на нитратах(NO3). Допустим желтый цвет получается на нитрате натрия(NaNO3), Сера(S), Угольљ.
Нитрат Натрия - Окислитель и одновременно краситель пламени.
Сера - Цементатор/Связующее
Уголь - Горючие, вместо угля можно использовать другое горючие, более реактивное например, Магний или Алюминий. На них состав будит гореть ярче и быстрее.
Белый цвет можно получить на нитрате калия(KNO3), Сера, Алюминий (этот состав в пиротехнике называется Алюминиевый порох)
Или Нитрат Бария (Ba(NO3)2), Сера и алюминий.
Чтобы нитрат бария излучал зеленый цвет потребуется внести в состав донор хлора (чтобы создать атмосферу хлора), например ПВХ, ГЭХ или тот же хлорат или перхлорат.
Белый --> Желтый --> Красный --> Зеленый --> Синий
Эта шкала показывает прихотливость составов. Белый - самый не прихотливый. Синий - самый прихотливый (капризный).
Если для желтого цвета доноры хлора не нужны то после желтого, без доноров хлора нужный цвет уже не получить.
Если красный ещё можно получить на нитратах+донор хлора, то у зеленых цвет уже будит хуже и для более хорошего цвета потребуется внесение в состав хлоратов и перхлоратов.
Самый капризный цвет - это синий, он требует особые условия для излучения синего цвета, за исключением пару составов (но о них позже)
Синий требует обязательного присутствия хлоратов или перхлоратов в составе. Лучший результат синего огня показывает именно хлорид меди 1(CuCl)(ХОМ) В этом случае ХОМ не просто генератор цвета, а ещё он донора хлора.
+
Излучение синего цвета происходит только при низких температурах горения (относительно для пиротехники) и в этом случае ему помогает хлорат, так как он не требует высокой температуры для того, чтобы "отдать кислород" и действовать в виде окислителя и донора хлора...
Чтоб они горели им нужно горючее, горючее может быть металлическим или нет. Металлическое горючее это Алюминий, Магний и. т. д.. А не металлическое - это сахар, идитол, уголь, иногда сера и т.д.