5 мая, 2013 
admin Большинство пиротехнических смесей состоит из хорошо перемешанных порошков твердых веществ. Один или несколько компонентов являются горючими, другие — окислителями. Горючие и окислители могут быть простыми элементами или соединениями. Для достижения экзотермического эффекта реакции теплота образования продуктов окисления должна превышать теплоту образования начальных компонентов смеси.
В табл. 1.18 представлены теплоты образования ряда наиболее употребительных горючих и окислителей и их обычных продуктов сгорания.
Чаще всего используются следующие элементарные горючие: алюминий, магний, титан, цирконий, железо, марганец, цинк, никель, вольфрам, сурьма, сера, углерод, фосфор, бор, кремний, селен и теллур. Сера, селен, теллур, бор, кремний и фосфор могут быть использованы как горючее и как окислители и являются единственными обычно используемыми элементарными окислителями.
Существует большое количество соединений, используемых в качестве горючих. Наиболее важными являются высокомолекулярные полимеры, галловая кислота, пикратьт, углеводороды, углеводы, сульфиды фосфора, мышьяка и сурьмы. В качестве окислителей обычно применяются легко восстанавливаемые окислы и перекиси металлов, нитраты, хлораты, перхлораты и хроматы.
При стехиометрическом соотношении компонентов пиротехнической смеси тепловой эффект реакции на единицу веса равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и теплот образования начальных компонентов, деленной на полный вес смеси.
В качестве примера рассмотрим химическую реакцию между окисью железа Ре20и алюминием:
КвгОд 2А1 —> А^Од — р 2Ре.
В соответствии с табл. 1.18 молекулярный вес окиси железа равен 159,7, а алюминия 26,97. Теплота образования окиси железа равна 196,5 ккал/молъ, а окиси алюминия 399,09 ккал/моль. Теплота образования всех элементов при нормальных условиях принимается равной нулю; поэтому теплота образования железа и алюминия равна нулю. Теоретическая плотность окиси железа равна 5,24 г/см?, а алюминия 2,702 г! смэ.
Три грамм-молекулы исходной смеси составляют 159, 7 г -(- + 2 (26,97 г) г-_- 213,64 г.
Тепловой эффект реакции Ре203-{-2А1 —> А1203-{-2¥е равен
399,09 ккал —196,5 ккал п/0 ,
———— гтп—————— = 0,948 ккал/г.
21з,64 г
Тепловой эффект на единицу объема смеси равен разности суммы теплот образования продуктов реакции и суммы теплот
|
1 |
5 образования начальных компонентов, деленной на полный объем ; начальной смеси. Фактический объем смеси зависит от частных г условий, однако объемное тепловыделение будет максимальным, : если компоненты спрессованы до их теоретической плотности. 1Этот объем можно приближенно вычислить суммированием объемов
|
Таблица 1,18
|
|
Алюминий |
||||
|
А1 |
26,97 |
2,702 |
0 |
5,817 |
|
А1203 |
101,94 |
3,5—3,97 |
399,09 |
18,88 |
|
Аммоний |
||||
|
NH4CIO4 |
117,50 |
1,95 |
69,42 |
|
|
Nii4no3 |
80,05 |
1,725 |
87,27 |
43,50 |
|
Барий |
||||
|
Ва(С104)2 |
336,27 |
2,74 |
192,80 |
|
|
ВаС12 |
208,27 |
3,856 |
205,56 |
18,00 |
|
ВаСг04 |
253,37 |
4,498 |
341,30 |
|
|
Ba(N03)2 |
261,38 |
3,24 |
237,06 |
36,10 |
|
ВаО |
153,36 |
5,72 |
133,40 |
11,34 |
|
Ва02 |
169,36 |
4,96 |
150,50 |
|
|
Бор |
||||
|
В |
10,82 |
3,33 |
0 |
2,86 |
|
В2о3 |
69,64 |
1,844 |
302,00 |
14,88 |
|
Водород |
||||
|
Н2 |
2,016 |
0,0899 г/л |
0 |
6,892 |
|
НС1 |
36,47 |
1,639 г/л |
22,063 |
6,96 |
|
Н20 |
18,02 |
1,000 |
68,317 |
17,996 |
|
Вольфрам |
||||
|
W |
183,92 |
19,30 |
0 |
5Т97 |
|
W03 |
231,92 |
7,16 |
200,84 |
19,48 |
|
Железо |
||||
|
Fc |
55,85 |
7,86 |
10 |
6,03 |
|
Fc203 |
159,70 |
5,24 |
196,50 |
25,00 |
|
Fe304 |
231,55 |
5,18 |
267,00 |
|
|
Калий |
||||
|
КС103 |
122,55 |
2,32 |
93,50 |
23,96 |
|
КСЮ4 |
138,55 |
2,52 |
103,60 |
26,33 |
|
KCl |
74,55 |
1,984 |
104,175 |
12,31 |
|
K2Cr04 |
194,20 |
2,732 |
330,49 |
|
Продолжение табл. 1.18
|
|
Продолжение табл. 1.18
|
|
Никель |
||||
|
К і |
58,69 |
8,90 |
0 |
6,21 |
|
МО |
74,69 |
7,45 |
57,80 |
10,60 |
|
Свинец |
||||
|
РЬС12 |
278,12 |
5,85 |
85,85 |
18,40 |
|
РЬСг04 |
323,22 |
6,30 |
||
|
РЬ(Ш3)2 |
331,23 |
4,53 |
107,35 |
|
|
РЬ(К3)2 |
291,26 |
4,68—4,72 |
-104,30 |
|
|
РЬО |
223,21 |
8,00 |
52,07 |
11,60 |
|
РЬ02 |
239,21 |
9,375 |
66,12 |
15,40 |
|
РЬ304 |
685,63 |
9,10 |
175,60 |
35,14 |
|
Селен |
||||
|
Зе8 (серый) |
631,68 |
4,28—4,82 |
0 |
5,95 |
|
Бе02 |
110,96 |
3,95 |
55,00 |
|
|
Сера |
||||
|
Й8 |
256,53 |
2,07 |
0 |
5,40 |
|
О Со |
64,07 |
2,927 г/л |
70,96 |
9,51 |
|
Стронций |
||||
|
8г(! 3)2 |
21],65 |
2,986 |
233,25 |
38,30 |
|
БгО |
103,63 |
‘>,70 |
141,10 |
10,76 |
|
Сурьма |
||||
|
БЬ |
121,70 |
6,684 |
0 |
6,08 |
|
БЬ203 |
291,52 |
5,2—5,67 |
||
|
ЭЬзЭз |
339,72 |
4,64 |
43,50 |
|
|
Теллур |
||||
|
Те2 |
255,22 |
6,00—6,25 |
0 |
6,15 |
|
Ге02 |
159,61 |
5,67—5,91 |
77,69 |
15,89 |
|
Тнтан |
||||
|
Ті |
‘■7,90 |
4,50 |
0 |
6,01 |
|
Ті02 |
79,90 |
4,26 |
218,00 |
13,16 |
|
Продолжение табл. 1.18
|
|
53,94 г |
|
159,7 г |
Отдельных компонентой при их максимальной (теоретической) плотности. Объемы отдельных компонентов определяются путем деления веса каждого компонента на его теоретическую плотность. Объем, занимаемый исходной смесью одного грамм-моля Ре20,ч и двух грамм-молей А1, равен
— 50,44 см2.
5,24 г/с. и3 1 2,702 г/см3 Следовательно, объемное тепловыделение составляет 4,0 ккал/см3.
Опубликовано в рубрике 
