- •Низкомолекулярные вещества
- •1. Нитраты
- •1.1. Строение и физико-химические свойства
- •1.2. Нитрат лития
- •1.3. Нитрат натрия
- •30% Металлического горючего и 70% нитрата:
- •30% Сплава ам и 70% нитрата
- •1.4. Нитрат калия
- •1.6. Нитрат цезия
- •1.5. Нитрат рубидия
- •1.7. Нитрат стронция
- •1.8. Нитрат бария
- •1.9. Нитрат свинца
- •1.10. Нитрат аммония
- •1.11. Другие нитраты
- •2. Хлораты
- •2.1. Общие свойства
- •2.2. Хлорат калия
- •2.3. Хлорат натрия
- •2.4. Хлорат бария
- •3. Перхлораты
- •3.1. Общие свойства
- •3.2. Перхлорат лития
- •3.3. Перхлорат натрия
- •3.4. Перхлорат калия
- •3.5. Перхлораты рубидия и цезия
- •3.6. Перхлорат аммония
- •3.7. Перхлораты азотсодержащих соединений
- •4.2. Хромат бария
- •4.3. Хромат свинца
- •4.4. Хромат и бихромат калия
- •4.5. Бихромат аммония
- •4.6. Перманганат калия
- •5. Сульфаты и карбонаты
- •5.1. Общие свойства и применение
- •5.2. Сульфат натрия
- •5.3. Сульфат кальция
- •5.4. Сульфат бария
- •5.5. Карбонат натрия
- •5.6. Карбонат магния
- •5.7. Карбонат кальция
- •5.8. Карбонат стронция
- •5.9. Карбонат бария
- •6. Конденсированные продукты термического разложения солей
- •7. ОКсиды и пеРоксиды металлов
- •7.1. Основные свойства
- •7.2. Оксиды железа
- •7.3. Оксид меди
- •7.4. Оксиды хрома
- •7.5. Оксиды свинца
- •7.6. Оксид марганца
- •7.7. Оксид молибдена
- •7.8. Оксид вольфрама
- •7.9. Пероксид бария
- •7.10. Пероксид кальция
- •7. 11. Пероксид стронция
- •7.12. Применение оксидов и пероксидов
- •8. Галогенсодержащие вещества
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Хлорсодержащие вещества
- •8.3. Фторсодержащие вещества
8. Галогенсодержащие вещества
8.1. Общие положения
Среди многочисленного класса низкомолекулярных галогенсодержащих веществ в качестве компонентов пиротехнических составов применяют в основном хлор-, фтор- и иодсодержащие соединения. Хлорсодержащие вещества обычно выполняют в составе роль окислителя (металлохлоридные дымовые составы), аэрозолеобразователя (дымовые составы термовозгоночного типа), усилителя цвета пламени (составы цветных огней) или добавки, усиливающей излучение в заданной области спектра (составы ИК-излучения). Они используются в составах для получения галогенводородов (например, в топливах для интенсификации нефтедобычи или снижения концентрации электронов в плазме) и т.д. Галогенсодержащие вещества должны содержать в себе по возможности большое количество хлора, фтора или иода и легко отдавать их в процессе горения (за исключением аэрозолеобразователей, в том числе и реагентов).
К настоящему времени синтезировано значительное количество веществ с повышенным содержанием хлора (табл. 2.10). Однако в качестве компонентов пиротехнических состаов используются в основном гексахлорэтан (ГХЭ), гексахлорциклогексан (-ГХЦГ) и хлорпарафины (ХП-470, ХП-1100). Большое количество хлора содержат тетрахлорбутан (73%), трихлорметилбензол (71%), гексахлорпараксилол (68%), гексахлорметаксилол (68%), тетрахлоранилин (61%), пентахлорнитробензол (60%), трихлорбензол (58%) и хлоранил (57,7%), но широкого применения в пиротехнических составах они не нашли. Возможности использования некоторых хлорсодержащих веществ в гетерогенных горючих смесях рассмотрены в работах [8, 50, 86].
Для разработки составов цветных огней представляют интерес вещества, содержащие одновременно хлор и элемент (барий, стронций, медь), в сочетании с которым образуется хлорид, окрашивающий пламя в определенный цвет.
Хлорорганические вещества могут применяться также в качестве токсикантов в различных пестицидных аэрозолеобразующих составах.
Фторсодержащие вещества могут применяться в качестве окислителя в пиротехнических составах различного назначения (CuF2, PbF2) или цветопламенной добавки в составах желтого огня (NaF, Na3AlF6, Na2SiF6). Основные свойства фторсодержащих веществ приведены в табл. 2.11.
Иодсодержащие вещества используют в основном в аэрозолеобразующих составах для воздействия на переохлажденные облака и туманы в качестве окислителя и вещества, содержащего иод (KJO3 и KJO4), реагента (AgJ и PbJ2), иодирующей добавки (NH4J, KJ, CHJ3, CJ4, J2). Основные свойства иодсодержащих веществ приведены в табл. 2.12.
Таблица 2.10 – Основные физико-химические свойства хлорорганических соединений
Вещество |
Формула |
Содержание, % |
ρ, кг/м3 |
Температура, 0С |
, Дж/ (мольК) |
–Н0, кДж/ моль |
||
Cl |
C |
tпл |
tкип |
|||||
Гексахлорэтан |
C2Cl6 |
89,8 |
10,2 |
2091 |
– |
187,6 (возг.) |
172,3 |
206,3 |
1,1,1,2,2,3,3-Гептахлорпропан |
C3HCl7 |
87,0 |
12,6 |
– |
28 |
247 |
– |
– |
Октохлорпропан |
С3Сl8 |
88,7 |
11,3 |
2100 |
– |
– |
233,6 |
293,9 |
Октохлорциклогексан |
C5Cl8 |
82,4 |
17,6 |
2000 |
– |
– |
248,5 |
26,1 |
Гексахлорбензол |
C6Cl6 |
74,7 |
25,3 |
2044 |
231 |
322 (возг.) |
201,2 |
130,9 |
Гексахлорциклогексан (ГХЦГ, смесь нетоксичных изомеров) |
C6H6Cl6 |
73,1 |
24,8 |
1890 |
141 |
260 (возг.) |
261,0 |
158,6 |
1,2,3,4-Тетрахлорбутан |
C4H6Cl4 |
72,4 |
24,5 |
– |
73 |
– |
1056,3 |
1254,6 |
Хлорпарафин ХП-470 |
С18Н32Сl6 |
46,2 |
53,8 |
1230 |
– |
– |
601,0 |
693,8 |
Хлорпарафин ХП-1100 |
C25H30Cl22 |
72,0 |
27,0 |
1630 |
90 (разм.) |
210 (разл.) |
– |
– |
1,4-Бис(трихлорметил)бензол |
(СCl3)2C6H4 |
68,0 |
30,7 |
– |
110 |
300 |
– |
– |
1,2,4,5-Тетрахлорбензол |
С6H2Cl4 |
65,7 |
33,3 |
– |
138 |
236 |
– |
– |
Пентахлорнитробензол |
C6Cl5NO2 |
60,0 |
24,4 |
– |
146 |
276 |
– |
– |
Тетрахлор-n-бензохинон (хлоранил) |
C6O2Cl4 |
57,7 |
28,2 |
1860 |
290 (давл.) |
163 (возг.) |
184,0 |
294,0 |
Таблица 2.11 – Основные свойства фторсодержащих веществ
Вещество |
Формула |
ρ, кг/м3 |
Температура, 0С |
, Дж/ (мольК)
|
–Н0, кДж/ моль |
ΔН, кДж/моль |
||
tпл |
tкип |
плавления |
кипения |
|||||
Фторид свинца |
PbF2 |
8370 () |
822 |
1292 |
74,1 () |
676,6 () |
11,9 |
160,2 |
Фторид меди |
CuF2 |
4230 |
770 |
1700 |
70,3 |
537,6 |
39,0 |
209,2 |
Криолит |
Na3AlF6 |
2900-3100 |
920 |
– |
– |
– |
69,7 |
– |
Фторид натрия |
NaF |
2790 |
992 |
1704 |
46,8 |
573,6 |
32,6 |
209,0 |
Кремнефторид натрия |
Na2SiF6 |
2700-2755 |
– |
600-1000 (разл.) |
– |
– |
– |
– |
Фторид хрома |
CrF3 |
3780 |
– |
1200 (возг.) |
78,7 |
1159,0 |
– |
– |
Таблица 2.12 – Основные свойства иодсодержащих веществ
Вещество |
Фор-мула |
Содер-жание иода, % |
ρ, кг/м3 |
s* (200C), г/100 г H2O |
Температура, 0С |
, Дж/ (мольК) |
–Н0, кДж/ моль |
ΔН, кДж/моль |
||
tпл |
tкип |
плав-ления |
кипе-ния |
|||||||
Иодат калия |
KJO3 |
59,3 |
3890 |
8,10 |
560 |
– |
106,5 |
508,4 |
– |
– |
Периодат калия |
KJO4 |
55,2 |
– |
0,17 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Иодид серебра |
AgJ |
54,0 |
5610 (β) 5710 (α) |
н/р** |
554 (разл.) |
– |
57,0 () |
61,9 () |
9,4 |
61,0 |
Иодид свинца |
PbJ2 |
55,0 |
6160 |
0,09 |
412 |
872 |
– |
175,2 |
21,1 |
100,0 |
Иодид аммония |
NH4J |
87,6 |
2510 |
– |
405 (возг.) |
– |
81,8 |
201,0 |
– |
– |
Иодид калия |
KJ |
76,4 |
3115 |
144,5 |
686 |
1320 |
52,7 |
327,6 |
– |
– |
Иодоформ |
CHJ3 |
96,7 |
– |
0,01 |
90 (возг.) |
– |
– |
– |
– |
– |
Тетра-иодметан |
CJ4 |
97,7 |
4320 |
н/р |
140; 171 (разл.) |
– |
– |
– |
– |
– |
Иод |
J2 |
100,0 |
4940 |
0,03 |
114 |
186 (возг.) |
54,4 |
0 |
15,8 |
41,8 |
Примечание: s* – Растворимость в воде; н/р** – не растворяется.