Курсовая работа: Неорганические соли в пиротехнической промышленности
Нитрат калия разлагается с выделением части содержащегося в нем кислорода по уравнению [3]:
4KNO3 = 2K2 O + 2N2 + 5O2 .(1.13)
Таким образом, нитрат калия содержит 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% [3].
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 [3].
Нитрат натрия, или натриевая селитра NaNO3 (молекулярный вес 85) образуется в природе так же, как и калиевая селитра. Природные месторождения находятся в Чили и Перу, отчего нитрат натрия часто называют чилийской селитрой. В России добывается на Кавказе [3].
Нитрат натрия – бесцветные кубические кристаллы; после измельчения они имеют вид белого порошка [3].
Натриевая селитра значительно дешевле, чем калиевая, однако нитрат натрия хорошо растворим в воде и очень гигроскопичен, поэтому им нельзя заменить нитрат калия при производстве пороха [3].
Нитрат натрия разлагается аналогично нитрату калия по уравнению [3]:
4NaNO3 = 2Na2 O +5О2 +2N2 .(1.14)
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 [2].
Нитрат бария Ba(NO3 )2 , (молекулярный вес 261,39) получается при реакции обменного разложения между хлористым барием в растворе и нитратом натрия при 80-90 °С; представляет собой бесцветные октаэдрические кристаллы, превращающиеся при измельчении в белый порошок; в воде мало растворим, негигроскопичен; температура плавления 593°С. При более высокой температуре разлагается, выделяя кислород, по уравнению [3]:
2Ba(NO3 )2 = 2BaO + 2N2 + 5O2 .(1.15)
При этой реакции поглощается тепло.
При горении смесей нитрата бария с горючими пламя окрашивается в зеленый цвет.
Нитрат бария служит окислителем во многих пиротехнических, особенно осветительных составах. Составы с нитратом бария значительно менее чувствительны, чем с окислителями, указанными выше. В некоторых случаях азотнокислый барий применяется в составах в смеси с другими, более активно действующими окислителями [2].
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 = K2 MnO4 + MnO2 + O2 ,(1.16)
а при нагревании до 700-750°С разлагается и марганцевистокалиевая соль - манганат калия K2 MnO4 , 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 → 2K2 MnO4 + H2 O + (О)(1.17)
2K2 MnO4 + 2H2 O → 2MnO2 + 4KOH + (2О)(1.18)
_________________________________________________________
2KMnO4 + H2 O → 2MnO2 + 2KOH + 3(О)(1.19)