История пиротехнической химии. Основные составы.

Синтез пиротехнических составов. Основные составы.

Анализом - качественным или количественным - называется разложение сложного тела на составные части и определение их по качеству или количеству (того-то - столько-то). Синтез - обратное действие: образование сложного целого из определённого количества составных частей (ингредиентов).

В фейерверочном искусстве синтез, как уже не раз сказано, производится чисто эмпирическим путём, т.е. рядом опытов, которые при известных обстоятельствах могут привести к бесчисленному множеству разнородных результатов. В некоторую систему пиротехнический синтез сведён пока только двумя учёными-пиротехниками: С. A. v. Nida в прекрасном сочинении «Katechismus der Lustfeueiwerkerei» (изд. в Лейпциге) и August Eschenbacher «Die Feuerwerkerei» (изд. Гартлебена, Вена). При помощи предложенных нами объяснений и указаний книжки эти являются лучшим руководством для просвещённого любителя, и особенно в отношении теории; к ним мы и отсылаем тех, кто желает основательно ознакомиться с научной пиротехникой (специально с химическими соединениями) и пополнить те пробелы, которые в настоящем тексте оставлены за неимением места и узостью рамок. Данный же текст - не более как канва или пропедевтическая основа; поэтому нам здесь немыслимо пускаться в длинные рассуждения по поводу каждого отдельного соединения, и поневоле приходится ограничиться только некоторыми существенными положениями, играющими какую-либо выдающуюся роль.

Определим сначала частные задачи фейерверочного искусства.

Силовые эффекты активных огней ограничиваются следующими проявлениями; взрывом, т.е. внезапным проявлением силы, способной раздробить значительное сопротивление; выстрелом, т.е, проявлением той же силы, но регулированной, не способной разрушить окружающую оболочку, а достаточной только для выкидывания или разрушения одной какой-либо части, представляющей наименьшее сопротивление; напором, т.е. постепенным проявлением той же силы, которая при не или выстреле действует сразу, ударом (шлагом), т.е. более или сильным звуком, сопровождающим выстрел или взрыв; вспышкой, т.е. быстрым воспламенением и мгновенным сгоранием («спалом») состава без сопровождения удара, т.к. проявлению силы не представлено никакого препятствия.

Пассивные огни дают только чистое, яркое пламя, либо белое, либо цветное. Если огонь горит ровно, то состав его называется «пламенным» (Flaminensatz); если же он состоит из целого дождя блестящих искр, то его называют «искристым» (Funkensatz).

В смешанных составах пассивные огни соединяются с активными; ракета например, может взлететь, туг же оставляя за собой искристый след, дойдя доверху - дать шлаг и, наконец, рассыпаться целым букетом разноцветных звёзд.

Суть фейерверочного искусства заключается в изготовлении подлежащих составов, а последнее основывается не только на подборе требуемых ингредиентов, но и на их дозировке, т.к. один и тот же комплект ингредиентов, применяемый в различных пропорциях, может создать не только различные друг от друга, но и прямо-таки противоположные эффекты. Так, например, искристый состав может при изменении пропорций стать пламенным, а пламенный искристым, селитра, сора и уголь в пропорции 78:9:13 образуют взрывчатый состав - порох; убавим угля или прибавим селитры - состав значительно ослабнет, потому что часть кислорода селитры останется неразложенной, в виде накипи, поступим наоборот: прибавим угля или убавим селитры - результат тот же: останется лишний уголь, и именно потому, что селитры не хватит на выделение всей наличной, но связанной углекислоты. Вследствие чего как в том, так и в другом случае взрывчатый состав станет искристым. Наконец, увеличим дозу серы - и получится уже чисто пассивное пламя. Следовательно, уклонение от нормы приводит к тому, что состав не даёт всего запаса содержащихся в нем газов.

Но чем же определяется эта норма? Если бы препараты представляли собой химическое соединение, то весь процесс сводился бы к единому рецепту; но в данном случае дозировка по рецептам - дело условное, зависящее от качества материала, от степени измельчения, от совершенства смешения и пр. Например, та же пропорция 78:9:13, принятая для составления пороха, при наличии тех же материалов и даже при той же степени измельчения всё-таки даст любителю-лаборанту состав, горящий значительно медленнее пороха, потому что порох - фабрикат заводского изделия, требующий особого механического смешения, недоступного при выделке в маленькой любительской лаборатории даже в том случае, если усилить действие умеренным смачиванием и последующей полной просушкой состава, т.е. путём более тесного смешений ингредиентов вследствие растворения части селитры и пропитывания им угля.

В итоге норма синтеза определяется опытом, и притом постоянным, при изготовлении каждой порции любого состава, хотя бы испытанного и переиспытанного сотни раз. Насколько это необходимо, доказывается тем, что Эшенбахер посвящает этим испытаниям особый раздел.

Но существуют и образцовые смеси, состав которых доведен-таки до нормы, т.е. до полнейшего сгорания без остатка. Составы эти служат основой для сжигания всякого рода других ингредиентов, прибавляемых ради получения световых и преимущественно цветных эффектов, в силу чего такие составы называются основными (Grandmischimgen, Fundamentalsatze) и отличаются тем, что не только сгорают до последнего атома, но, главное, поднимают температуру до наивысшей точки. Обстоятельство это очень важно, т.к. только при такой температуре вообще мыслимо применение многих трудноплавких веществ.

В пиротехнике преимущественно употребляются три основных состава: селитристая сера, хлористо-калиевая сера и порох.

1. Селитристая сера (Salpetersebwefel) состоит из 3 частей селитры и 1 части серы, вследствие чего можно называть этот состав сернистой селитрой (Schwefelsalpeter).

   Сера на открытом воздухе горит очень медленно; если прибавить немного селитры, горение немедленно усилится: при норме 3:1 получится максимум силы горения, а если прибавить ещё селитры то появится уже ретроградное действие - горение станет слабеть, но немедленно оживится вновь, если, в дополнение к лишней сере, прибавить соответствующее количество угля, на разложение которого и уйдёт избыток селитры. Самая горячая дозировка выражается следующей пропорцией: 74% селитры, 10% серы и 16% угля.

   Тем не менее, в холодном состоянии состав этот, при нормальной пропорции, является крайне пассивной смесью, т.к. развиваемое им тепло очень незначительно. Но если прибавить 10% пороха, то получится быстрогорящая смесь, дающая чистое, яркое белое пламя

   Следовательно, если поступить наоборот, т.е. если прибавить не пороха к селитристой сере, а последней к первому, то получится препарат обладающий какою угодно силой и быстротой горения (в пределах конечно, быстроты горения пороха), и притом сгорающий дотла Этим путём является возможность регулировки действия огня: смотря по дозировке обоих основных составов, можно заранее определить быстроту и силу горения данной смеси, а следовательно, и регулировать их по желанию.

2. Хлористо-калиевая сера (Chlorkali-Schwefel или Schwefelchlorkali) состоит из 125 ч. хлористого кали и 35 ч. серы. Вебский приводит другую пропорцию: 4 ч. бертолетовой соли и 1 ч. серы.

   И эта смесь сгорает без остатка и служит основой для лучших цветных огней, но применение данного состава особенно опасно тем, что он способен к самовоспламенению, а т.к. «бертолетовая сера» принадлежит к числу активных огней, горит сильнее и ярче селитристой серы, а вдобавок воспламеняется значительно лете, то в обращении с этим препаратом необходимо соблюдать особую осторожность.

3. Порох (Schiesspulver - poudre a canon - pulvis pyrius), состав которого приведён ниже, служит основным ингредиентом почти всех активных и смешанных препаратов. Поэтому отвожу ему особо крупное место.

Черный порох

Обыкновенный порох образует зернистую смесь калиевой селитры, серы и угля в определённых пропорциях. Приблизительная норма смеси состоит из 2 атомных частиц азотнокалиевой соли, 1 атома серы и 3 атомов угля, например: селитры 74,84, серы 11,84, угля - 13,32 = 100. К такому составу близки лучшие сорта военного и охотничьего пороха (см. ниже). Воспламеняется при 300*С в соприкосновении с горящим или накаленным телом (особенно от искры), но также и от трения или удара. Каждое зёрнышко сгорает от поверхности к центру, поэтому, чем отношение поверхности к объёму зерна больше, чем зерно мельче и угловатее - тем быстрее развивается сила взрыва; а чем зерна больше и круглее тем более увеличивается упругость газов, так что при таких условиях максимум силы достигается не сразу, а постепенно.

Вещества для производства пороха должны быть чисты: селитра не должна содержать хлористых металлов, а сера - сернистой кислоты; поэтому не следует употреблять серного цвета, а исключительно черенковую серу. Важнее всего выбор угля: лучший сорт угля - тот, который наиболее легко загорается, быстрее всего горит и меньше даёт золы. Для порохового угля берут растения, имеющие лучшие лубяные волокна (лен и т.д.); от деревьев берут многолетние ветви, 5-9 см толщины. В Германии, Франции и Бельгии обжигают на уголь преимущественно черёмуху, тополь, липу, белую ольху, иву и дикий каштан, в Англии - чёрную вишню и ольху; в Австрии - черёмуху, орешину и ольху. Уголь этих растений особенно пригоден для пороха по той причине, что он растирается лучше других. В зависимости от температуры получают уголь разной плотности и пористости. Порох бывает четырёх видов:

1. Если требуется крайняя быстрота воспламеняемости или сильный звук («удар», «шлаг»), то употребляется английский или охотничий порох, состоящий из мелких, призматических зерен и содержащий, но Эшен- бахеру, 76 частей селитры, 10 частей серы и 14 частей угли (по Лодеиу: 78 частей селитры, 10 частей серы, 12 частей угля). Поpox этот - самый мелкий и наиболее тщательно выделанный, содержит наибольший кон тингент селитры, поэтому сгорает быстрее всех и развивает значительное количество газов (главным образом - азота и углерода), которые вследствие значительною давлении производят сильный напор и уже при небольшом количестве пороха дают крепкий шлаг. Такой порох годен только для сильных взрывов, причём соответствующие патроны или гильзы должны разрываться.

2. Если требуется более медленное горение, то употребляется винтовочный или фейерверочный порох состоящий из гладких, несколько более крупных зёрен и содержащий много селитры, а именно:

   	Селитры	Серы	Угля
   по Эшенбахеру	75	10	15
   по Лодену	75	12,5	12,5
   по Вебскому	75	12	13
   по Ламарру	75	11,5	13,5

   Состав пороха

   Этот сорт - наиболее употребительный для фейерверков, хотя в большинстве случаев и он ещё слишком силён. Круглые зёрна равномерно способствуют горению и употребляются там, где требуется проявление постоянной, ровной силы.

3. Пушечный или призматический порох горит настолько тихо, что развивающиеся от его сгорания газы, напирая не сразу, успевают преодолеть инерцию тяжёлого снаряда и сообщить ему полную силу давления. Если же вместо грубого пушечного пороха (в наибольших размерах приготовляющегося зёрнами величиной с каштан) употребить мелкий английский, то чрезмерная быстрота выделения газов не дала бы давлению время преодолеть инерцию снаряда, так что напор не сосредоточился бы на снаряде, а действовал с одинаковой силой и на стенки орудия, которые вследствие такого давления легко могли бы и разорваться. В зернистом виде пушечный порох редко употребляется в фейерверках, хотя ради дешевизны употребляют и его для крупных зарядов; но, в сущности, это вовсе не экономия: если выгадывают на цене единицы веса, то прогадывают на количестве, т.к. для достижения сильного эффекта требуется больше пушечного, чем винтовочного пороха. Тем не менее, пушечный порох идёт постоянно в дело, но в виде мякоти или «пыли», которую обязательно нужно приготовить самому, т.к. подобная пыль, получаемая готовой из казённых лабораторий, не только не дешева, но и не надёжна; там её выделывают из брака. Пропорция пушечного пороха следующая:

   	Селитры	Серы	Угля
   по Эшенбахеру	75	10,5	15,5
   по Лодену	75	11,5	13,5

   Составы пушечного пороха

   Собственно говоря, и эта смесь слишком сильна (особенно по Лодену), поэтому к пыли, полученной от измельчения пороха, прибавляется еще до 5 % красного (мелкого) угля.

   Состав военного пороха, изготовляемого в казённых лабораториях, нормирован следующим образом:

   	Россия	Франция	Германия	Англия
   Селитры	75	74	74	75
   Серы	10	10,5	10	10
   Угля	15	15,5	16	16

   Составы военного пороха

   Удельный вес такого пороха колеблется между 1,56 и 1,78.

4. Самый «ленивый» состав, т.е. горящий с наибольшей медленностью - минный порох, употребляемый для взрывов; состав его, по Эшенбахеру: 70 частей селитры, 18 частей серы и 12 частей угля.

Шелуха, оставшаяся после обработки зерна, нередко используется в пиротехнике - на нее напыляется мелкий фейерверочный порох.

Из сопоставления этих смесей в общей таблице легко убедиться, какую роль во взаимном отношении друг к другу играют селитра, сера и уголь при образовании газов и горении пороха; по этим данным можно соотнести силу пиротехнических составов вообще, чем какая-либо смесь ближе к пропорциям английского пороха, тем она сильнее. Для усиления эффекта пассивных огней прибавляется пороховой мякоти, а для усиления заряда с мякотыо - примешивается часть английского или винтовочного (мушкетного) пороха.

Мельчение угля и серы в барабанах (Brechtrommel, Pulverisirtrommel) применено впервые в конце прошлого столетия вследствие большого спроса на порох во время войн, которые французы вели тогда чуть ли не со всем светом. Барабаны эти изображены и описаны выше (см. стр. 94). Наряду с барабанами крупные лаборатории пользуются мельницами с бегунами (Walzmfflile mit Kollergang). В прежнее время употреблялись для той же цели толчеи, впервые применённые Гаршером в Нюрнберге в 1435 г.; толчеи применяются и теперь, но только на маленьких заводах.

Смешение измельчённого материала производится в кожаных барабанах; если же мельчение производится толчеёй, то смачивают материал 1-2 % воды и мешают в тех же толчеях тотчас после мельчения. За смешением следует прессовка. При толчеях смешение и прессовка составляют общую операцию; при барабанах и мельницах прессовка производится особо. В Германии и Франции для прессовки служат два вала; нижний - деревянный, верхний - бронзовый. Состав, смоченный водой, помещают на бесконечную полосу сукна и пропускают между валами; в результате получается длинная лепёшка, в 1-2 см толщины, снаружи похожая на глинистый сланец, но несколько мягче. На многих новейших заводах пользуются гидравлическим прессом.

Зернение пороха происходит я круглых ситах с деревянными рамками; вместо сетки иногда используется пергамент с отверстиями. Сита разделяются на 3 величины по диаметру дыр: 1) грохот (Schcotsieb) - наиболее крупный сорт, служит для предварительного измельчения прессованной лепёшки при помощи кружка из твёрдого дерева (глазкового, дубового, рябины); лепёшку помещают в грохот вместе с кружками и мельчат порох встряхиванием; 2) зерновое сито (Komsieb) придаёт зёрнам требуемую величину; - 3) сортировальное сито (Sortir-Staubsieb) служит для отбора зёрен одинаковой величины и для отделения их от пыли. В Англии зернение производится в особых вальцовых машинах.

Со времен Североамериканской междоусобной войны, в течение которой применялись орудия колоссальной величины, стали пользоваться и зёрнами соответствующего калибра. Такие зёрна прессовались в различных формах, но чаще всего придавали им форму призмы. Призматический порох появился впервые в Северной Америке в 1861 г.; в настоящее время он изготовляется почти везде, у нас - на Охтенском заводе. Состоит из обыкновенного пороха, который по удалении пыли (мякоти) прессуется в шестигранных формах, имеющих каждая по 6 маленьких вертикальных цилиндров; результатом прессовки является гладкая шестигранная призма («шашка») с 6 канальчиками, проходящими сквозь неё, каждый близ одного из углов. При воспламенении такая шашка загорается и снаружи, и изнутри (через каналы), но сгорает медленнее мелкозернистого пороха, а потому сообщает снаряду большую скорость.

Полировка пороха производится частью ради освобождения зёрен от пыли, а частью для придания им гладкой поверхности. Операция эта происходит в барабанах без шаров: барабан вращается очень медленно, в течение нескольких часов; политура получается посредством трения зёрен друг о друга.

Просушивается порох либо на воздухе, либо на солнце, либо в сушильне, снабжённой небольшой печкой, топка которой помещается там же, где - вдоль стенок, на полках, подальше от огня - высушиваемый порох рассыпают тонкими слоями. На больших заводах есть паровые сушильни. Сушение пороха - как и большинства пиротехнических составов - должно происходить медленно.

На некоторых заводах после сушки повторяется полировка, на этот раз - кратковременная; но в большинстве случаев после сушки приступают к просевке, производимой следующим образом: порох помещается в косоповешенных мешках или в рукавах из редкой холстины и встряхивается либо руками, либо простой машиной; от этого встряхивания пыль проходит через отверстия ткани, а порох ссыпается в ящик. Потеря при просевке доходит до 0,15 % веса. Пыль богаче углем, чем порох, поэтому обратно в дело не идёт, а чаще всего служит для фейерверочных изделий.

Хранится порох, выделываемый на казённых заводах, в мешках из шёлковых очёсов, после чего поступает в ящики (для германского флота - медные) или в бочки. Призматического пороха в бочку идёт по 50 кг. В Германии на дне бочки с ружейным порохом помещается желтый ярлык, с пушечным - красный. На кораблях порох хранится в особом помещении, называемом «крюйтекамерой» (с голландского kruid - порох, kamer - камера, комната; по-французски - Salute Barbe, soute a poudre). Фейерверкеры хранят порох в особых ящиках и стеклянных банках.

Доброкачественность пороха определяется по следующим признакам:

1. Хороший порох должен быть аспидного, сине-серо-черного цвета; синевато-черный цвет указывает на избыток угля; совершенно темный - на сырость; белые пятна обнаруживают выделение селитры; а желтые - недостаточную очистку или плохое мельчение серы. Цвет пороха, изготовленного из красного угля - буровато-черный.
2. Порох, хотя бы и полированый, не должен блестеть; исключением является порох, выкатанный в графитовом порошке.
3. Зерна должны быть почти одинаковой величины - за исключением случая преднамеренной помеси двух различных сортов пороха.
4. Между пальцами или на ладони зерна должны растираться с трудом, издавая при этом хрустение; если же зерна чересчур твердые, то это важный порок: слишком плотный порох горит слишком медленно.
5. Раздавленные зёрна должны образовать мельчайшую пыль; если же ощущаются острые частички, то это признак недостаточного измельчения серы.
6. Во время пересыпки порох не должен марать обратной (тыльной) стороны руки, или же, протекая по бумаге, оставить на ней след, т.к. в подобном случае след этот является признаком, что порох либо отсырел либо сверху потёрся, так что на нём образовалась пыль.
7. Щепотка пороха, зажжённая на листе белой бумаги посредством горячего уголька, должна вспыхнуть моментально и сгорать без остатка, причём дым поднимается прямо; на бумаге не должно оставаться ни обжога, ни следа. При этом: а) чёрный след (пятна) указывает на сырость, избыток или плохое измельчение угля (другим признаком того же недостатка служит раскидывание искр); б) осадок или несгоревшие угольки, зёрна и кристаллы - на плохую обработку пороховой массы; в) жёлтые пятна - на недостаточное смешение серы, г) брызги или плохое загорание - на худое качество селитры, явно содержащей посторонние соли; д) прожог бумаги - на низкое качество или отсырелость пороха.

Высшее качество пороха определяется следующим образом. На гладкой доске раскладывают на расстоянии 3 дюймов друг от друга несколько шепоток пороха и одну из этих кучек поджигают; если кучка вспыхнет, не запалив соседней, то порох, безусловно, хорош; если же вспыхнут и остальные кучки, то либо смесь плоха, либо мельчение недостаточно, либо порох отсырел, либо много посторонних солей. От хорошего мельчения частей, особенно селитры, происходит то, что селитра не cpaзу сгорает, а сначала расплавится и охватит уголь, который в таком случае может подняться вместе с пламенем.

Гигроскопичность пороха - весьма значительна, т.к. он может поглотить из воздуха более 14% влажности; если он поглотит сырости не более 5%, то по высушке порох получает прежнюю силу; если же влаги набралось в нем больше 5%, то при высушивании зернышки покрываются корой выкристаллизировавшейся селитры, вследствие чего нарушается равномерность и сила действия и теряется способность быстро сгорать. Впрочем, абсолютно сухого пороха не существует: в лучшем порохе, на вид совершенно сухом, содержится, по меньшей мере, 20% «природной» влажности.

Фейерверочное изделие раскрыто, чтобы показать содержимое - пороховую смесь.

Воспламеняемость пороха от удара или толчка не всегда одинакова. Легче всего порох воспламеняется от удара железа об железо, железа о латунь и латуни о латунь; труднее - от удара свинца о свинец и свинца о дерево; труднее всего - меди о медь и меди о бронзу.

Если сырой порох быстро нагреть до 300 °С, то произойдёт вспыхивание. Вспыхивание передаётся почти моментально всей куче, если вспыхнет хоть малейшая частичка пороха, - например, от искорки раскаленной стали (огниво), от соприкосновения фитиля, от электрического запала и т.п. Первым загорается уголь, передающий воспламенение остальным веществам.

Горение пороха заключается в двух различных последовательно наступающих моментах: а) сначала происходит окисление (собственно, взрыв), во время которого образуется серно-калиевая соль, углекалиевая соль, углекислота, азот и, быть может, часть окиси углерода, - но не сернистый калий; затем наступает б) восстановление, во время которого углерод, ещё не окисленный, действует восстановительно на сернокалиевую соль, образовавшуюся в первом периоде, а свободная сера разлагает углекалиевую соль. В этот же - второй - период горения образуется двусернистый калий.

Мерилом работы пороха при сравнении различных сортов его может служить произведение количества газообразных продуктов на количество выделяемого пепла.

Из всех возможных смесей, содержащих 16 частиц селитры и распадающихся нацело на K₂SO₄, К₂СО₃, K₂S₂, СО₂ и N или только на III и IV из этих продуктов, смесь 16 KNO₃+8C+8S развивает наибольшее количество тепла и выделяет наименьшее количество газов, а смесь 16 KNO₃+24C+16S даёт наибольшее количество газов и наименьшее количество тепла. Следовательно, при полном сгорании первая смесь даёт наименьшую работу, а вторая - наибольшую.

Если сравнить весовые пропорции различных пороховых смесей, то окажется, что от увеличения серы свыше 8 атомов на 16 частиц селитры, а угля - свыше 16 до 24 атомов, работа увеличится либо очень мало, либо даже на 0. Порох с 8 атомами серы не может содержать более 2 атомов углерода, а смесь 16 частиц селитры + 22 атома углерода + 8 атомов серы развивает почти такую же силу, как смесь 16 KNO₃+24C+16S. Поэтому для пороха с возможно меньшим содержанием углерода и серы и максимальной способностью работы формула смеси выражается следующим образом: 16 KNO₃+22C+8S. К этой норме приближается военный порох, по большей части соответствующий формуле 16 KNO₃+22C+8S.

Порох содержит в себе не чистый углерод, а древесный уголь, который кроме углерода заключает в себе ещё водород и кислород. При горении последний выделяется с частью водорода в виде воды; остальная часть водорода образует с другими элементами аммиак, болотистый газ и сероводород. Эти побочные продукты, образуя не более 1-2% веса сгоревшего пороха, не оказывают непосредственного влияния на взрыв, а потому остаются без внимания.

Практическое сравнение действия различных сортов или - при одинаковом составе - различных заготовок пороха производится посредством баллистического маятника, рычага, хроноскопа, машинки с зубчатой полосой, пробной мортиры, свинцовых пуль и т.д. Теоретическая же работа пороха определяется вычислениями, которые, между прочим, привели к следующим результатам:

Если сравнить теоретическую работу минного пороха с работой одинакового количества динамита, взрывчатого желатина и чистого нитроглицерина, то получится следующего рода табличка:

Если сравнить работу пороха с работой динамита, то оказывается следующее:

• 1 кг пороха, занимающий объем куба с ребром в 100 мм, развивает в 0,01 секунды (длительность горения) свыше 200 тыс. кг/м работы;
• 1 кг динамита объёмом куба с ребром в 90 мм развивает в 0,00002 с около 1 000 тыс. кг работы.

В первом случае общая сложность работы, развиваемой порохом, равняется усиленной работе 10 мужчин в продолжение почти часа; во втором же случае работа динамита равняется усиленной работе 2 000 000 тыс. человек, или 300 000 тыс. лошадиных сил в момент.

При дыхании человека 1 кг углерода сгорает в углекислоту в продолжение 50 ч, причём - как при сгорании 1 кг каменного угля в печи или при взрыве 3 кг динамита - развивается около 8 тыс. единиц тепла, соответствующих 3 000 тыс. кг/м работы; но в динамите теплота эта выделяется в такой короткий промежуток времени (2:100000 с), что получается крайне высокая температура, чрезвычайно усиливающая объем, а следовательно, и давление газов. Приведем пример:

5 кг пороха, зажжённые на железной плите в 19 мм толщины, сгорают не сгибая её; 0,5 кг динамита совершенно пробивают железную доску в 26 мм, производя на неё давление свыше 10 тыс. атмосфер.

Для стрельбы обыкновенный порох не может быть заменён другими взрывчатыми веществами: пикриновая соль и гремучая ртуть взрывают слишком быстро и действуют разрушительно на стенки орудия, а пироксилин и т.п. вещества образуют в числе прочих продуктов взрыва воду и азотную кислоту, также действующие на стенки и влияющие на дальнейшую стрельбу. Но для фейерверочного дела - особенно для слабых (пассивных) составов - даже порох часто оказывается слишком сильным, т.е. слишком быстро горящим. Замедлить быстроту горения пороха можно двумя способами: а) либо изменением его агрегатного состояния посредством мельчения (превращения в пыль) или, наоборот, уплотнения (прессования); б) или же путём изменения его состава, например, посредством примеси селитристой серы (см. выше). Мельчение пушечного пороха для получения из него мякоти производится четырьмя способами:

1. В мельчительных бочках или барабанах, уже описанных выше.
2. Порох насыпают в кожаный, прочно сшитый мешок, имеющий форму графина; наполняют мешок до половины и деревянной колотушкой бьют по мешку до тех пор, пока порох не превратится в пыль.
3. На гладкую деревянную доску возможно твёрдого дерева насыпают несколько кучек пороха и растирают его плоским деревянным пестиком снизу - квадратным, плоским, с закруглёнными боками, а сверху - с круглым захватом.
4. Небольшими дозами толкут его деревянной колотушкой в железной ступке, причём обращают внимание, чтобы не попалась песчинка, т.к. при таких условиях может повториться взрыв, неразлучный с басней о мнимом изобретателе пороха, немецком монахе Бертольде Шварце. Во всяком случае, этот способ - самый опасный.

Измельчённый порох пропускают сквозь волосяное сито; самую мелкую мякоть, «пыль», отбирают особо, а более крупный «песок» (все же не крупнее мелких песчинок) - также держат особо. Все, что грубее песка - обрабатывается вторично. Пыль служит более всего для сильных извержений и для примеси, а песок заменяет мелкий порох при зарядах для выбрасывания кугелей.

Пороховая мякоть - те. измельчённый порох, весьма нужный препарат в фейерверочном искусстве - можно заменить пороховой пылью по следующему рецепту, соответствующему составу прусского пороха: селитры 750 частей, серы - 115 частей, легкого древесного угля - 135 частей. В мельчительной бочке обрабатывают часов 6, делая от 40 до 50 оборотов в минуту и останавливаясь каждые 1/4 часа на 4-5 минут. Если желательно прибавить к пыли некоторую дозу угля или серы, то примесь кладут вместе с пылью в бочку и обрабатывают в продолжение часа. Изменить состав пороха можно и не одной селитристой серой: если прибавить к пороху любое вещество, не поддерживающее горение, то он и в таком случае сгорит дотла, но, конечно, медленнее и с более слабым эффектом - что в данном случае именно и требуется. Всего пригоднее для такой дели так называемый «серый состав» (graner Satz), изготовляемый из 2 частиц селитры и 1 атома серы. Сам по себе состав этот неприменим, т.к. не развивает достаточной теплоты для горения: в лучшем случае может выделить только 1 частицу серной кислоты и, в общем, даёт на 1 объём смеси всего 7,28 объёмов газов (2KNO₃+28=K₂S0₄+S0₂+2N). Но тот же состав, смешанный с пороховой мякотью в пропорции 93,46: 6,54, даёт прекрасную основу для медленного горения при сильном свете. Когда нужен сильный свет, серый состав хорош тем, что продуктом его горения является серно-калиевая соль, нелетучая и неплавкая, а потому раскаляемая пламенем горящего состава. По Эшенбахеру, сильногорючая смесь серого состава выражается следующей пропорцией: 25 частей серы сплавляют с 25 частями селитры, сплав мельчат и смешивают с 7 частями пороховой мякоти.

Бездымный порох - вожделенный предмет вековых исканий - в принципе изобретён уже в 1846 г., и притом двумя учёными одновременно: Schonbin в Базеле и Bottger во Франкфурте-на-Майне. Изобретение заключалось в том, что уголь заменили сырой ватой (хлопком), в которой растительная клетчака (cellulosa) встречается почти в чистом виде; вместо серы употребили концентрированную серную кислоту, а вместо селитры - азотную. Получился химический препарат в виде жёсткой ваты, вспыхивающий моментально, сгорающий дотла и при этом развивающий силу, от 6 до 11 раз превышающую силу обыкновенного пороха. Препарат этот назван нитроцеллюлитом, или пироксилином (с греческого: огневым деревом), по-немецки: Schiessbaumwolle, Schiesswone, Pyroxylin; по-французски: colon fulminant, fulmicoton. Прежний способ изготовления пироксилина, сообщенный Кнопом (Knop), заключался в том, что хлопок пропитывали до полного насыщения смесью равных частей английской серной кислоты и дымящейся (абсолютно чистой) азотной кислоты, помещавшихся в фарфоровой чашке; тут хлопок оставался в течение нескольких минут, затем промывался в чистой воде, просушивался на теплом воздухе, в тени и, наконец, прочёсывался. Получавшийся таким образом препарат отличался крайним непостоянством действия и полнейшей ненадёжностью в отношении самовоспламенения, т.к. воспламенялся он уже при 38°C тепла, иногда даже и того меньше (Венсенский склад взлетел на воздух благодаря нагреванию солнечными лучами), но - при случае - выносил температуру до 80°С. Все это явно доказывает недостаточность способа выделки, ещё не дошедшей до уравнения материала химическим путём.

В настоящее время поступают следующим образом. Бумажную пряжу, свитую довольно слабо, сначала очищают от природных примесей, особенно от жировых частей. Достигается это тем, что волокна провариваются в течение нескольких минут в кипящем однопроцентном растворе соды, потом промывают в десяти водах и основательно высушивают в сушильне. Потом приготовляют в глиняном горшке нитрирующую смесь, состоящую из 3 частей абсолютно чистой азотной кислоты (удельный вес 1,490), не содержащей ни атома соляной кислоты, и из 1 части серной кислоты (удельный вес 1,833). При соединении температура смеси сильно поднимается; надо дать ей остыть до 14°С - именно той температуры, которая должна иметься в пироксилиновой лаборатории. В смесь эту стеклянными крюками опускают очищенную пряжу, дают ей хорошенько пропитаться кислотами, тогда же вынимают, дают стечь и на сутки помещают в особый глиняный горшок. Тогда отжимают избыток кислоты и опускают пряжу в сосуд с водой, где и промывают её досконально; а т.к. большинство взрывов от самовоспламенения происходит вследствие недостаточной промывки, то последняя длится очень долго, во многих водах, причём лучше всего поместить пряжу рыхлой кучей в сетку и в течение 5-6 недель держать в проточной воде. Наконец, пряжа просушивается в тени и неплотно упаковывается в ящики. При таких условиях пироксилин не подвержен разложению, а следовательно, и не представляет опасности взрыва от самовоспламенения.

Подобными же «нитросоединениями» являются: нитроманнит - об-работанный азотной кислотой маннит (Mannazucker), т.е. сахаристое вещество, составляющее главную массу манны; нитроглицерин - обработанный той же кислотой глицерин или елейный сахар (Oelsuss, Glycerin), род белой патоки, получаемой из коренного мыловаренного щёлока и из свинцового пластыря); пикриновые соли - так же обработанные растительные продукты и вещества различного порядка, преимущественно аммиак (Aramonpikrat), бензол, целый ряд смол и т.п.; виксорит - нитрованный тростниковый сахар; гремучий анилин (диабензоловая соль хромовой кислоты) получается от действия азотной кислоты на анилин, причём продукт реакций осаждается солянокислым раствором двухромокалиевой соли (по Каро и Гриссу, могло бы заменить гремучую ртуть); гельгофит - раствор нитробензола в азотной кислоте, с примесью других веществ и т.д.

Все эти взрывчатые вещества действуют со страшной си