Главная страница
qrcode

Факультатив по пиротехнике для школьников 1 занятие. Факультатив по пиротехнике для школьников. Занятие первое (вводное)


Скачать 348.1 Kb.
НазваниеФакультатив по пиротехнике для школьников. Занятие первое (вводное)
АнкорФакультатив по пиротехнике для школьников 1 занятие.pdf
Дата05.04.2017
Размер348.1 Kb.
Формат файлаpdf
Имя файлаFakultativ_po_pirotekhnike_dlya_shkolnikov_1_zanyatie.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#382
Каталог

Факультатив по пиротехнике для школьников.
Занятие первое (вводное).
Этот спецкурс учит школьников теоретически предсказывать горючие и взрывчатые свойства индивидуальных веществ и их смесей. Конечно, любой праведный учитель может этим возмутиться, но ведь не секрет, что большинство ребят, интересующихся химией, что-нибудь, да взрывают. Так, может быть лучше объяснить, как сделать такие опыты безопасными и красивыми? (Ведь не зря же во всем мире признали: чем пугать старшеклассников внебрачными связями, лучше научить их пользоваться противозачаточными средствами.) Тем более что, для простейшей оценки горючих и взрывчатых свойств веществ достаточно элементарных химических знаний.
Предположим, вы раздобыли кусок магния или магниевого сплава, зажали его в тисках и начали работать напильником. Вниз летят серебристые стружки. Вы предвкушаете, как смешаете их с ..., и подожжете. Но вот напильник случайно задевает тиски, высекаются искры. По кучке магниевых опилок пробегает волна бело-розового света, и... вам придется сильно пожалеть о своей любви к химии (если, конечно, вы заранее не позаботились об огнетушителе).
— Ну, это уж слишком! — скажете вы, если недавно зажигали магниевую стружку — Нам это удалось с таким трудом!
Да, но вспомните, что мелкий порошок куда менее активного железа или никеля обладает пирофорными свойствами (самовоспламеняется на воздухе). Так что, если и удивляться, то тому, что свеженапиленный магний обычно успевает дождаться, пока вы его с чем-то смешаете.
Еще стандартный случай из жизни любителей огня и взрывов. Вы раздобыли и опробовали состав искристой свечи (“бенгальского огня”), а потом решили его усовершенствовать — сделать, например, пламя голубым или сине-зеленым. Вы уже знаете, что стоит примешать галогениды меди, и огонь будет именно такого цвета.
Поэтому вы добавляете немного хлорной меди к смеси нитратов, чугунных и алюминиевых опилок. И вот у вас в руках полная спичечная коробка нового искристого состава. Но она почему-то горячая. Вы слышите легкое шипение и отбрасываете коробку подальше, в безопасное место. Ну, а теперь представьте, что приготовленную смесь вы успели спрятать в любимый ящик под кроватью, где хранятся другие смеси, ракеты и взрывпакеты...
А ведь всего-то надо было вспомнить про железный гвоздь в растворе медного купороса, про то, что полностью обезводить кристаллогидрат хлорной меди обычно невозможно, да про то, что большинство реакций сопровождается выделением тепла.
Кстати, о тепле. Это весьма важное понятие. Горючие и взрывчатые свойства веществ и их смесей можно оценить, рассматривая только тепловой эффект и механическую работу реакции — изменение энтальпии данной химической системы. Есть специальные таблицы, в которых собраны стандартные энтальпии образования химических соединений.
© Виталий Лосев (RealChemistry)

По определению, энтальпия (ее еще называют теплосодержанием) — это теплота, поглощенная системой в процессе реакции, плюс механическая работа, совершенная системой против внешних сил при постоянном давлении. Для расчетов полезна стандартная энтальпия образования ∆H
0 298
. Ее вычисляют для химических реакций
(иногда даже гипотетических), в которых соединения получают при 25
°C
и 1 атмосфере из простых веществ. У простых веществ в наиболее устойчивой форме (при данных стандартных условиях) принято нулевое значение энтальпии.
Пример 1.
Для жидкой ртути при 25
°C
и 1 атм. ∆H
0 298
= 0; для паров ртути в тех же условиях
∆H
0 298
= 60,8 кДж/моль. Положительная ∆H
0 298
означает, что, испаряясь, ртуть поглощает энергию.
Пример 2.
Для реакций;
Н
2
(г)+1/2 O
2
(г)= Н
2
O(г)
∆H
0 298
= -242 кДж/моль;
Н
2
(г)+1/2 0 2
(г)=Н
2
О(ж)
∆H
0 298
= -286 кДж/моль.
Эти величины — табличные значения энтальпии образования воды. На их основе можно сделать вывод, что при конденсации паров воды (стандартные условия):
Н
2 0(г) → Н
2
O(ж) выделится 44 кДж/моль тепла.
Изменение энтальпии здесь, как и в случае любой химической реакции, равно алгебраической разности стандартных энтальпии образования продуктов и исходных веществ.
Теперь вернемся к “взрывчатой” теме. Мы не будем рассматривать синтез и свойства индивидуальных ВВ (тротила, гексогена, гремучей ртути и тому подобного). Красивые и, если очень хочется, громкие эффекты можно получить, пользуясь пиротехническими смесями, которые состоят из горючего и окислителя с различными добавками. Однако прежде чем смешивать, надо оценить, насколько безопасным будет продукт. Для простейшей оценки мы будем учитывать только тепловые эффекты возможных реакций.

Большинство пиротехнических составов — это стехиометрическая смесь горючего и окислителя. Часто они способны гореть без доступа воздуха.
Пиротехнические смеси должны быть:
1 — стойкими при длительном хранении;
2 —минимально чувствительными к механическим воздействиям (не загораться при случайном трении или ударе);
3 — не слишком легко воспламеняемыми (обычно температура зажигания не менее
200
°C
);
4 — не взрывчатыми (то есть горение не должно переходить в детонацию);
5 —минимально токсичными (не содержать солей ртути, кадмия, таллия и тому подобного);
6 — максимально однородными (сгорать равномерно с определенной скоростью).
Возможно, вам покажется странным, что дальше я буду рассказывать и о весьма экзотических веществах. Однако мне хорошо известно, как в нынешних условиях всеобщего разгильдяйства в руки юных химиков попадают самые невероятные реагенты, причем свойства многих из них в доступной литературе не описаны. К сожалению, происходит все больше случаев, когда неграмотное обращение с химическими продуктами, “найденными” в районе оборонных заводов, кончалось трагически.
Материал взят с сайта http://www.pirotek.info

перейти в каталог файлов


связь с админом