Часто возникает потребность в газе заданного химического состава. Эти газы можно хранить в толстостенных баллонах высокого давления с регуляторами для подачи газа по требованию. Однако во многих случаях целесообразнее получать газы пиротехническим способом.
Пиротехнические генераторы химически чистых газов имеют разные габариты и форму, но обычно состоят из тонкостенного корпуса с запрессованной в него порошкообразной смесыо. При воспламенении этой смеси выделяется требуемый газ и достаточное количество тепла для поддержания химической реакции. По-видимому, самым простым способом получения химически чистого газа является горение серы на воздухе с образованием сернистого газа. Этот простой газогенератор использовался много веков для дезинфекции жилых помещений и кораблей. Более современный метод получения сернистого газа — реакция серы с перхлоратом калия и сульфатом меди:
2Э + КС104 —^ КС1 + 2Э02 + 703 Кал! г, 2Э — Си804 —> СиЭ + 2Э02—112 кал1г.
Первая реакция сопровождается выделением очень большого количества тепла, вследствие чего может чрезмерно ускориться протекание процесса. Реакция серы с сульфатом меди идет с поглощением тепла. Поэтому можно объединить обе реакции, чтобы получить источник интенсивного стационарного потока газа, при образовании которого выделяется тепло, достаточное для поддержания реакции, но недостаточное для перегрева корпуса или выхода реакции из-под контроля. Газогенераторы этого типа широко используются для дезинфекции зданий, кораблей н самолетов.
Для получения кислорода используется реакция термического разложения хлоратов калия или натрия:
2^С103—> 2ЛаС1 + 302-1-117,5 кал! г,
2КСЮ32КС1 + ЗОН-87 кал! г.
< )днако ни в одной из этих реакций не выделяется достаточного количества тепла, чтобы она могла быть самоподдерживающейся, поатому в смесь обычно приходится добавлять небольшое количе — ( I ко горючего.
Для получения водорода используется реакция кремния (в виде ферросилиция) с натронной известью:
Si + 2NaOH + Са(ОН)2 Na2Si03 + CaO + 2Н2.
Водород можно получить также по реакции с водой гидридов лития, кальция или магния:
LiH+H2O^LiOH + H2,
СаН2 + 2Н20 Са(ОН)2 + 2Н2,
MgH2 + 2И20 Mg(OH)2 + 2Н2.
Полученный таким образом водород часто используется для заполнения баллонов.
Азот можно получить по реакции нитрита натрия и хлорида аммония:
Слезоточивый газ CN типа MS576 |
NaN02 + NH4CI NaCl + 2Н20 + N2.
Компоненты смеси |
Содержание, % |
Обозначение (стандарт) |
|
Хлорацетофенон |
40,0 |
MIL-C-10338 |
|
Белая магнезия |
2,6 |
И. S. Army 4-503-260 |
|
Порох марки ЕС |
57,4 |
U. S. Army 50-13-8 |
|
Раздражающая смесь CN-DM типа MS377 |
|||
Хлорацетофенон |
21,0 |
MIL-C-10338 |
|
Белая магнезия |
2,0 |
U. S. Army 4-503-260 |
|
Дифениламинхлорарсин |
21,0 |
U. S. Army 96-111-16 |
|
Порох марки ЕС |
55,4 |
U. S. Army 50-13-8 |
|
Слезоточивый газ |
III п |
IV типов, MS579 и MS580 |
|
Ш |
IV |
||
Хлорацетофенон |
25 |
24 |
MIL-C-10338 |
Бикарбонат калия |
30 |
29 |
MIL-P-3173 |
Инфузорная земля |
5 |
3 |
MIL-P-10454 |
Сахар |
20 |
22 |
Federal JJJ-S-791 |
Хлорат калия |
20 |
22 |
JAN-P-150 |
Таблица 1.10 |
/
Эта система является недетонирующей горючей смесью. Без добавок она обладает очень плохой стабильностью при хранении; для стабилизации обычно применяют окись магния.
Для получения газообразной закиси азота используется реакция термического разложения нитрата аммония:
Эта реакция становится самоподдерживагощейся лишь в присутствии таких катализаторов, как бихромат аммония; однако и в этом случае реакция не идет до конца и закись азота загрязнена азотом, окисью и двуокисью азота.
Слезоточивый газ и раздражающие газовые смеси обычно получают для поенных целей пиротехническими способами. В табл. 1.10 приведены их составы, заимствовалиые из военных стандартов.
Следует отметить, что газ образуется путем испарения активного химического соединения [хлорацетофенона и (или) дифенил — аминхлорарсина! за счет теплоты, выделяющейся при горении пороха марки ЕС или смеси сахара с хлоратом калия.