В прошлый раз мы рассказали о том, как выбрать окислитель для черного пороха. Но
кроме окислителя вам понадобятся два восстановителя — древесный уголь и сера.
Для производства пороха нужен хорошо прокаленный, активированный уголь не
пригоден, уж больно важны органические и минеральные примеси, которые содержатся
в недожженном угле, они служат катализаторами протекающих реакций.
Чтобы приготовить древесный уголь, вам потребуется древесина лиственных пород
(ветки ольхи, липы, ивы, тополя, наломанные весной). Одна или несколько высоких
жестяных (не алюминиевых) консервных банок с отогнутыми, но не оторванными
крышками и, разумеется, костер. Заполните банки плотно ветками без коры и
прикройте крышками, оставив очень небольшие щели. Поставьте банки в середину
хорошо прогоревшего костра, в котором много тлеющих углей. Допустимый нагрев
банки — до еле заметного красного каления стенок. После того как перестанут
гореть газы и пары, выходящие из щели, банку можно вынимать из костра. Скорее
всего, у вас получится бурый уголь (см. таблицу).
Сорта древесного угля :
СортСодержание углерода, % по массеТемпература обжига,
°С
Черный80—85350—450
Бурый70—75280—320
Шоколадный52—54140—175 После второй-третьей попытки у вас будет получаться равномерно обожженный уголь достаточно высокого качества. В прошлом веке, используя древесный уголь с невысокой степенью обжига (“шоколадный”), производили двухкомпонентный порох, состоящий из калиевой селитры и древесного угля. Состав его определяется формальным уравнением горения: (7) 2 КNО3 + 4 С = К20 + N2 + З СО + С02 На самом деле реакция гораздо сложнее. Более ранние и более традиционные, в том числе использующиеся сегодня черные пороха содержат легколетучее горючее с достаточно высокой теплотой сгорания — серу. Элементарная сера плавится при 119,3°С, кипит при 444,6 °С, а уже при 260 °С давление ее паров составляет 10 мм.рт.ст. Большинство горючих соединений вспыхивает от внешнего пламени, если давления их паров соответствуют 10—30 мм.рт.ст. Следовательно, в смеси серы, калиевой селитры и угля температура вспышки серы достигается до плавления селитры (336°С). Температура воспламенения такой смеси будет меньше зависеть от степени обжига угля. Чтобы получить хорошо хранящуюся горючую смесь, пользуйтесь только крупнокристаллической серой. Мелкие порошки (серный цвет, коллоидная сера) обычно загрязнены серной кислотой. Эксперимент 7. Но вначале давайте повторим правила техники безопасности: Пользуйтесь только фарфоровыми ступками. Следите, чтобы ступки были чистыми. Не растирайте окислители вместе с восстановителями (кроме специально оговоренных случаев). Надписывайте банки, в которых храните реактивы и смеси. Не проводите эксперименты ближе двух метров от горючих материалов. Поджигайте только небольшие (0,1 г) образцы смеси. Итак, добавьте к смеси нитрата калия с углем (в соотношении 4:1) предварительно растертую серу (около 10 % от массы смеси). Затем предельно осторожно разотрите смесь с серой, не допуская ударов (иначе возможен взрыв!). Попробуйте теперь сжечь стандартный (0,1 г) образец. ОСТОРОЖНО! Если смесь растерта тщательно, она сгорает очень быстро,— можно сжечь щепотку на куске бумаги, и бумага почти не обуглится. Ну вот, вы и “изобрели” классический, черный порох!