Пиротехнические материалы. Хлорноватокислое кали и хлорнокислое кали

Бертолетова соль или хлорноватокислое кали (Kali chloricum chlorsaures Kali potasse chlorique)

Знаменитый французский химик Клод Луи Вертолет (Berthollet) открыл в 1788 г. соль, названную по его имени и приготовляемую пропусканием хлора через раствор кали. В настоящее время соль эта добывается различными путями: обработкой хлористого калия и жжёной извести посредством хлора, пропусканием хлорного газа через известковое молоко и добавкой хлористого калия, действием хлористого кали на хлорноватокислый кальций и т.д. В результате получается белая прозрачная соль в виде чешуйчатых, тонких пластинок (собственно ромбических кристаллов). В абсолютно чистом виде соль эта никогда не встречается: в ней постоянно находится некоторая доля хлористого кальция и хлористого калия, и, конечно, чем меньше, тем лучше. Но у хороших дрогистов соль можно получить достаточно чистой, чтобы не требовалось дополнительной очистки посредством выпаривания, хотя и не особенно затруднительного, но не всегда удобного. Поэтому Зальцман совершенно основательно советует убедиться в чистоте продукта посредством опыта в пробирке: к 1 грамму бертолетовой соли, разведённой в дистиллированной воде, подливают несколько капель химически чистой азотной кислоты и от 5 до 10 капель 5 %-ного раствора ляписа (сплав 1ч. AgNO3 с 2ч. KNO3) - 1 часть ляписа на 20 частей воды. Если после взбалтывания образуется лёгкий молочный (опаловый) колер, то соль годится в дело; но если молочная окраска очень густа, то лучше не терять время кристаллизированием, а обратиться к другому поставщику.

Бертолетова соль не гигроскопична, не отзывает хлором, в холодной воде растворяется туго, в горячей - до 11/2 объёмов, на вкус горька и остропрохладительна.

При нагревании соль эта (формула её: HClO3) сначала плавится в белую прозрачную жидкость; несколько большее тепло вызывает сильное выделение кислорода, причём жидкость сгущается и, по достижении 400°С (в закрытом сосуде), перестаёт выделять кислород. В таком виде она состоит только из хлористого калия и хлорнокислого кали. При дальнейшем нагревании происходит внезапно сильнейшее выделение всего остального запаса кислорода, в остатке же получится один чистый хлористый калий.

Эта-то способность моментального окисления при высокой температуре, в высшей степени способствующая горению, придаёт бертолетовой соли существенное значение там, где требуется оживить (т.е. усилить) пламя пассивных огней, в то же время не придавая им никакой посторонней окраски. Но, при всей своей применимости, соль эта обладает и весьма неприятным качеством: она в высшей степени опасна для тех, кто не умея или как попало берётся за неё.

Бертолетова соль или хлорноватокислое кали

Мельчение чистой «бертолетки» (как принято называть её в лабораториях) совершенно безопасно, если соль эту растирать или толочь в чистой (лучше всего - фарфоровой) ступке таковым же пестиком. Но малейшая примесь сора, пыли, угля, опилок и вообще какого бы то ни было горючего вещества (всё равно - органического или неорганического происхождения) вызывает сильнейший, чрезвычайно опасный взрыв. Поэтому лучше всего иметь для бертолетки особую ступку и особое же сито (особенно важно последнее), употребляемые только для нее.

Опасность взрыва при смеси с другими телами значительно уменьшается, если смочить помесь безводным спиртом. Но, при высыхании, опасность от самовоспламенения или от взрыва вследствие толчка - та же, как и прежде. А при 36°R взрыв неминуем. Мельчение же бертолетки самой по себе можно производить и без смачивания.

Зальцман, много возившийся с бертолетовою солью, указывает, что в отношении взрывчатости самая сильная детонация происходит при смеси бертолетки с сернокислым антимонием; по словам Эшенбахера, достаточно малейшего удара, чтобы произвести страшный взрыв этой смеси, которую следует составлять с крайней осторожностью на глянцевитой бумаге и никак не более крошечной щепотки зараз.

Следующая по силе взрыва смесь - соединение бертолетки с фосфором; если положить кусочек фосфора величиной с булавочную головку на соответствующей слой бертолетки и затем ударить молотком, то произойдет удар не слабее сильного ружейного выстрела. Состав Армстронга состоит из смеси красного фосфора с бертолеткой; в Англии для той же смеси применяется аморфный фосфор.

Небольшой кусочек серы (величиной с просяное зерно) в соединении с маленькой щепоткой бертолетки образует такой же взрыв, если смесь эту потереть пестиком; и почти то же происходит при соединении этой соли с сернокислой медью, сахаром, крахмалом, декстрином, углём или мукой. Об ударном составе из серы, угля и бертолетки или - ещё сильнее - из бертолетки с порохом будет сказано ниже. Для быстрого сообщения огня пороху в больших орудиях военная пиротехника применяет смесь из сернистой сурьмы с чистой бертолеткой. Такой состав воспламеняется от трения, удара или толчка и употребляется для запала в больших орудиях при помощи скорострельных трубок. Ещё сильнее Армстронгов состав, о котором упомянуто выше. Ударный состав для игольчатых ружей делается из бертолетки с сернистой сурьмой, сначала промытым серным цветом и угольным порошком (16:8:4:1); смесь смачивается раствором аравийской камеди или белого сахара, после чего прибавляют капель 5 азотной кислоты. В пистон помещается небольшое количество ударного состава - выстрел следует под действием иглы.

Если требуется образовать состав для бенгальских огней, то опасность все ещё не крайняя: имея под рукой металлическую ложку, можно мешать бертолетку (предварительно измельчённую) с остальными ингредиентами и при этом нажимать довольно сильно; если же случится вспышка, то необходимо тут же выбросить запалившийся состав ложкой. Но если требуется приготовить состав для кугелей или для активных огней, то ложка уже немыслима: легко обжечь руку - взрыв успеет состояться раньше, чем возможно отдёрнуть руку. В таких случаях требуется тихое, осторожное, лёгкое мешание деревянным пестиком.

В соединении с шеллаком бертолетка никогда не производит взрыва.

Сохранять бертолетку необходимо в отдельных, герметично закупоренных сосудах, но оклеивать стекло чёрной бумагой незачем: бертолетка боится тепла, а не света и от действия последнего не разлагается. Сохранять готовые фейерверочные составы, в которые входят бертолетка и серный цвет, можно только очень короткое время: серный цвет как уже сказано, вследствие окисления выделяет серную кислоту, которая, войдя в соприкосновение с бертолеткой, неминуемо производет взрыв, в крайнем случае - через несколько недель.

Наконец, опасность, грозящая от самовоспламения составов, содержащих бертолетову соль, узнается, по совету Чиколева, следующим образом: данный состав слегка смачивают водой и ставят на тёплое место; если состав при таких условиях меняет цвет или распространяет сильный запах, то он опасен, а потому в дело не годится: его следует выбросить.

Хлорнокислое кали (перхлорат калия) (Kali hyperehloricum - uberchlorsaures Kali, potasse surchlorique)

Это кали содержит ещё более кислорода, чем хлорноватокислое (а именно: бертолетка = KClO3, хлорнокислое кали = KClO4); но т.к. хлорнокислое кали устойчивее бертолетки, т.е. разлагается при более высокой температуре и расстаётся с углеродом не так легко, то его можно смешивать и растирать с сахаром, серой и сернокислыми металлами, не опасаясь взрыва, если только трение не слишком сильно. Поэтому хлорнокислое кали, сохраняя главные качества бертолетки, далеко не так опасно и огонь его даёт не слишком большое, но яркое пламя, притом горящее совершенно спокойно.

Неудобство же этого кали заключается в том, что оно трудно загорается; но, тем не менее, его вместо бертолетки можно употреблять всюду, где в состав смеси входит сера, с тем, чтобы сверх требуемого по рецепту количества серы прибавить ещё её 1/9 часть веса наличного контингента кали. Т.е. если, например, в состав входит по рецепту 18 частей кали, весящих 18 золотников, и 9 частей серы, то прибавить нужно еще 2 золотника серы. Делается это ввиду того, что для разложения 3 весовых долей бертолетки требуется лишь 1 доля серы, а для полного разложения кали - на 1/3 больше, т.е. 1,33 доли.

Хлорнокислое кали (перхлорат калия)

Хлорнокислое кали, несмотря на эти качества, всё-таки употребляется довольно редко, но не в силу медленности огня или трудности воспламенения, т.к. дополнительная доза серы восстанавливает эти недостатки, а только потому, что кали почти вдесятеро дороже, что для любителей и при небольших фейерверках, конечно, с избытком искупается возможностью обойтись без дешёвой, но страшно опасной бертолетки.