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. 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°298. Ее
вычисляют для химических реакций (иногда даже гипотетических), в которых
соединения получают при 25 °С 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 °С и 1 атм. Н°298== 0; для паров ртути в тех же условиях

Н°298== 60,8 кДж/моль. Положительная Н°298 означает, что, испаряясь, ртуть
поглощает энергию.
Пример 2.
Для реакций;
Н2(г)+1/2 O2(г)= Н2O(г)D H°298== —242 кДж/моль;
Н2(г)+1/2 0(г)=Н2О(ж) D H°298== —286 кДж/моль.

Эти величины — табличные значения энтальпии образования воды. На их основе
можно сделать вывод, что при конденсации паров воды (стандартные условия):
Н20(г)Þ Н2O(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
°С);
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.