Пиротехнические материалы. Прочие соли металлов

Свинец (Plumbum - Blei, plomb)

В чистом металлическом виде свинец не употребляется в пиротехнике, но его соли служат очень часто преимущественно для белых огней.

Свинцовые соли немного менее ядовиты, чем медные.

Азотнокислый свинец (Plumbum nitricum - Blei-Nitrat, salpetersairres Blei) в продаже есть в виде белых кубических или октаэдрических кристаллов и состоит почти на 2/3 из окиси свинца и почти на 1/3 из азотной кислоты. В кристаллах сохраняется довольно долго, если держать их в тёмной посуде, т.к. соль эта разлагается под влиянием света, а в порошке разлагается и без света, так что мельчить нужно лишь незадолго до употребления. Продаётся очень недорого, но редко без примеси, поэтому лучше всего её очистить, а нет - так приготовить самому. Проба покупной соли заключается в том, что немного соли растворяют в воде, и если появится муть, то требуется развести в воде весь запас и прилить несколько капель азотной кислоты, затем выпарить до появления плёнки (от накипи) на воде, охладить раствор и дать ему отстояться. Кристаллы сушатся на пропускной бумаге и при обыкновенной температуре, но в темноте.

Приготовляется из раствора глёта (см. ниже) или свинцовых белил в чистой азотной кислоте. Раствор выпаривается до густоты патоки, образующиеся в нём кристаллы снова растворяются, но на этот раз в воде, и опять кристаллизуются. При нагревании соль эта разлагается на составные части, т.е. на глёт и на окислы азота, а тогда он в дело не годится.

Если смешать её с бертолеткой, то получится самовоспламенение. Если же смешать её с углем, жирным телом и бертолеткой, то получится восстановление свинца с выделением кислорода и азота. Вообще же в смесях эта соль усиливает горение, уменьшает и разлагает (плавит) нагар и увеличивает пламя. В сильных активных, специально искристых составах, горит голубовато-белым (лунным) огнём, не издавая никакого запаха.

Глёт (Lithargyrum - Bleiglatte, Bleioxyd) образовался из химического соединения кислорода со свинцом. В продаже имеется в виде жёлто-бурого, очень тяжёлого порошка, получившегося либо прямо от окисления металла, либо как побочный продукт от обработки серебра. Употребляется в виде грубоватых зёрен, для искристых составов, особенно для маленьких солнц, называемых «пастилками», где соль эта с успехом заменяет золотой песок, т.к. горит легче и ярче.

Свинцовый глёт в натуральном виде (литаргит)

Сурик, или перекись свинца (Мишиш, Plumbum hyperoxydatum - Mennige) образует большую степень окисления, чем глёт, и состоит чуть больше чем на 1/10 из кислорода и около 9/10 из свинца. Продаётся очень дёшево, в виде красного, тяжёлого порошка, служащего преимущественно для металлических готовых смазок, а также и как краска.

В пиротехнике употребляется, как и вообще все свинцовые соединения, для белых огней.

Свинцовый сахар, или уксусно-азотнокислый свинец (Plumbum aceticum crystaffisatum - Blei-Acetat, Bleizucker) состоит из белых, чешуйчатых кристалликов и употребляется так же, как и квасцы, для придания несгораемости гильзам и патронам. Для этой цели достаточно растворить 1 часть этого сахара в 10-15 частях простой воды при обыкновенной комнатной температуре; в этот раствор погружается либо весь объект, либо только внешняя его часть.

Олово (Starmura - Zinn, etain)

Единственное соединение олова, употребляемое в пиротехнике - сернистое олово (stannum sulpharatum - Zinnsulfid). В продаже оно встречается редко, а потому приготовляют его домашними средствами; в высокий гессенский тигель помешают какое-либо количество серы, плавят её и по кусочкам бросают в неё опилки или стружки чистого олова, пока не перестанет выделяться серных паров. Тогда сильно накаливают тигель, чтобы расплавить всю массу, потихоньку охлаждают и, наконец, разбивают тигель. В результате получится чёрная, твердая, кристаллическая масса, а под ней - почти всегда слиток чистого олова. Этот слиток перетапливают, прибавляя к нему достаточное количество серы.

Сернистое олово служит для цветных, преимущественно для голубых огней.

Ртуть (Hydrargyrum, argentum vivum. mercurius vivus - Queeksilber; vifargent, mercure)

Ртуть сама по себе вовсе не ядовита: в некоторых экстренных случаях её применяют в чистом виде огромными дозами, причём весь расчёт сводится на её тяжесть и делимость, - ртуть как бы проваливается сквозь органы пищеварения. Но в соединении с хлором она сильный яд. Кроме того, ртутные пары страшно вредны. Поэтому сжигать препараты ртути в жилых помещениях не рекомендуется; приготовление же их требует крайней осторожности. Ввиду довольно заметного давления пара ртути (около 0,001 мм рт.ст. при температуре 20°С) опасность хронического отравления возможна во всех помещениях, где ртуть постоянно находится в соприкосновении с воздухом.

Если иметь в виду фейерверки, то ртутные соединения составляют весьма ценный продукт, т.к. благодаря содержанию хлора значительно усиливают густоту цветных огней: пунцовый огонь становится ярко-пурпурным, слабо-зеленоватое пламя - тёмно-зелёным или синим, светло-фиолетовый огонь - бархатисто-фиолетовым и, наконец, матовый белый - серебристым. Но густота цвета происходит за счёт яркости пламени, так что ртутные препараты требуют усиления дозы бертолетки или серы.

Цинковая амальгама (Zinkamalgam) - или соединение цинка с ртутью - даёт прекрасный белый свет. Амальгаму эту приготовляют таким образом: ртуть нагревают в фарфоровой чашке и затем насыпают цинкового порошка до тех пор, пока не получится кристаллического тела.

При этом повторяю: не вдыхайте паров ртути - это сильный яд!

Киноварь (Cinnabarum, hydrargyrum sulphuratum - Queeksilber-Sulphid) - соединение ртути с серой (сернистая ртуть). Продаётся в виде тёмно-красного порошка, иногда употребляется для усиления окраски цветных огней.

Киноварь

Хлористо-азотнокислая ртуть (salpetersanres Quecksilber-Ргас ipitat) приготовляется холодным путём: ртуть растворяется в азотной кислоте и осаждается при помощи раствора поваренной соли. Придаёт пламени тёмно-розовую или светло-пунцовую окраску. Продаётся в виде белого порошка.

Каломель, или хлористая ртуть (Calomel, hydrargyrum cliloratum - Chlorquecksilber) есть продукт раствора ртути в соляной кислоте. Раствор этот (Hydrargyrum muriaticum) выпаривается досуха, затем прибавляется одинаковое по весу количество металлической ртути и для предосторожности - небольшая доза спирта, для смачивания этого крайне ядовитого состава. После чего всю массу осторожно растирают в фарфоровой чашке, чашку эту покрывают колпаком или другой чашкой, опрокинутой вверх дном, ставят в песочную баню и потихоньку нагревают. Хлористое серебро улетучится (сублимируется) и осядет на крышке в виде белого тяжеловесного волокнистого кристаллического вещества, которое необходимо хранить в тёмной посуде, т.к. под влиянием света оно сначала желтеет, а после чернеет и, разлагаясь, выделяет хлор.

Употребляется для цветных огней, колеру которых она придаёт замечательную чистоту и густоту, но не яркость, так что требует - как уже сказано - дополнительного агента.

Продастся в виде мелкого белого порошка. Цена довольно высокая. Поэтому иногда заменяется дешёвым аммиаком, не производящим, однако, того же эффекта и вдобавок несколько гигроскопичным.

Хлористо-аммиачная ртуть (Mercurius praecipitatus albus - Chloro-quecksilber, Chlorammon, weisses Pracipitat) делается из раствора хлористой ртути, разведенной в нашатырном спирте. От этой смеси образуется белый осадок, который надо фильтровать, промыть и высушить. Придаст пламени красивый ярко-красный цвет.

Мышьяк (Arsenicum - Arson; arsenic)

Соединения мышьяка в высшей степени ядовиты, а потому требуют крайней осторожности при работах; пары его до того вредны, что сжигать составы, содержащие мышьяк, можно только на открытом воздухе. Мешать мышьяковые смеси нужно не иначе, как предварительно смочив их спиртом, выделывать же соединения домашним способом ни под каким предлогом не следует. Поэтому я и не даю здесь подлежащих рецептов.

В пиротехнике мышьяк служит для белых огней, которым придаёт замечательно красивый колер.

Двусернистый мышьяк, или реалгар (Sulphidum subarseniosum - zweifaches Schwefelarsen, Realgar, Rubin schwefel) продаётся двух видов: 1) в кристаллах или плитках, твёрдых и хрупких, как стекло, тёмно-красного цвета, с металлическим изломом; 2) в виде оранжевого порошка. Покупать следует последний, т.к. это те же красные кристаллы, только измельчённые: самому же мельчить мышьяк можно только при условии, если есть закрытая ступка и закрытое со всех сторон сито. Под влиянием света реалгар и без ступки распадается в жёлтый, вполне пригодный для фейерверков порошок.

Трёхсернистый мышьяк (Auripigmentum - Orpiment, Auripigment, dreifaches Schwefelarsen) в продаже есть в виде лимонно-жёлтых кристаллов. Когда-то употреблялся для живописи, но давно забыт ввиду страшной ядовитости. Служит для той же цели, что и реалгар, но действует хуже.

Антимоний или сурьма

(Stibium, Antimonium metallicum - Spiessglanzraetall, Antimon)

Сурьма - сероватый блестящий тяжеловесный металл, резко кристаллического строя, такой хрупкий, что легко толчётся в мельчайшую пыль, очень ядовитую, т.к. она содержит примесь мышьяка, и иногда в довольно значительном количестве (другие спутники - железо и свинец). На воздухе не изменяется, плавится при 450°C и тогда сгорает ярким пламенем при густых белых парах и образует сурьмяную окись (Antimon Oxyd). В металлическом виде встречается только в кусках. Служит для усиления горения серных составов и для придания яркости белым огням.

Антимонитовая руда, или стибнит - главный источник добычи сурьмы

Трёхсернистая сурьма (Autimonium crudum, Antimonium stellatum - Antimon-Sulfid, Spiessglanz) - чаще всего продаётся под названием «антимония», тогда как это вовсе не «антимония», а трёхсернистое соединение этого металла, и притом мужского, а не женского рода. Название «Spiessglanz» (т.е. «копьёвый блеск») происходит от формы его кристаллов, образующих группы длинных тёмно-серых сильно блестящих игл, собранных копьями. «Серым» (Antimonium crudum, Grauspiessglanz) называется антимоний, выплавленный из других металлов и имеющий вид глыбы; на поверхности этих глыб нередко встречаются звёздообразные осаждения, откуда и произошло название «stellatum» (звёздное).

Покупная трёхсернистая сурьма содержит на 100 частей металла 35 частей серы. Продаётся в измельчённом виде по очень низкой цене, так что его-то уж мельчить ни в коем случае не стоит, тем более потому, что достаточно самого ничтожного количества сурьмы или антимония в смеси с бертолеткой, чтобы вызвать страшный взрыв. Даже от простой смеси, сделанной осторожно, по частичкам, при помощи пёрышка, может в неопытных руках произойти взрыв от малейшего трения или нажима, а тем более - в ступке. От подобных смесей любитель или новичок должен, безусловно, отказаться.

Тем не менее, в отношении химических качеств трёхсернистая сурьма, при всей ядовитости, превосходный материал: она значительно усиливает горение и при ничтожном дыме даёт великолепный колер белым огням. Нет материала дешевле, чтобы произвести ослепительно-яркое белое пламя, так же как нет материала опаснее в присутствии так часто и так неосторожно употребляемой бертолетки. Поэтому опять-таки повторяю: покупайте антимоний толчёным и ни под каким предлогом не мешайте его с бертолеткой - даже при смачивании спиртом или маслом.

Висмут (Bismutlium - Wismuth; bismuth)

Висмут используется для цветных огней, но довольно редко, т.к. действие его не особенно сильно. В чисто металлическом виде металл этот красно-беловатого цвета, лепестково-слоистого строя, почти такой твердый, как медь, хрупкий, так что очень легко толчётся, плавится почти так же легко, как олово, а в «лигатуре» (смеси) с другими металлами даёт крайне легкоплавкие составы (например, 2 части висмута, 1 часть олова и 1 часть свинца плавятся при 75°С). При температуре красного каления (271,3°С) испаряется, на воздухе легко окисляется. Добывают его в рудниках, но получают также в качестве побочного продукта на заводах, где изготовляют никель и синюю кобальтовую краску. Окиси висмута - жёлтого цвета.

Азотнокислый висмут (Bismuthum nitricum - Wismuth-Nitrat, basisch salpetersaures Wismuth-Oxyd) получается от раствора металлического висмута в крепкой азотной кислоте; этот раствор наливают в фильтрованную воду, где тотчас же образуется белый тяжеловесный осадок, называемый «висмутовыми белилами» (Wismuthweiss). Для пробы прибавляют ещё воды в совершенно отстоявшуюся смесь, т.к. при недостаточной степени разведения может оставаться ещё много висмута в суспензии. Затем сливают воду в особый сосуд, фильтруют осадок, сушат его и упаковывают. Остаток раствора выпаривают до 2/3 или до 3/4 и присоединяют в следующий раз к раствору металла в кислоте, т.к. в маточном растворе находится ещё довольно значительное количество неосажденного металла.

Окись висмута (Magisterium bismutium, Bismuthum oxydatum - Wismuth-Oxyd) получается от прокаливания азотнокислого висмута. Имеет вид тёмно-оранжевого порошка.

Марганец (Manganum - Mangan)

Марганец - не особенно твёрдый, хрупкий, весьма трудноплавкий металл, встречающийся в природе только в окисленном состоянии; цвет - всегда тёмный или тёмно-бурый, чаще всего - чёрный, как железо, и тогда похож на белый чугун.

В пиротехнике применяется, главным образом, перекись марганца (Magnanum hyperoxydatum - Debermanganoxyd, Manganhyperoxyd, Braunstem, Pyrolusit). Это соединение, употребляемое в большом объеме при фабрикации хлора, встречается в продаже очень часто и по весьма невысокой цене, но имеющееся в пульверизованном виде - до того нечисто, что в дело не годится. Поэтому покупать его надо в кусках чёрного или чёрно-синего цвета, кристаллического строения и с металлическим глянцем; в кусках этих должно содержаться не менее 80% марганца. Если же попадутся куски, насквозь проросшие другим металлом, то их надо отложить в сторону. Марганец мельчат в ступке без всяких затруднений и без малейшей опасности.

Для пиротехники марганец обладает драгоценным свойством выделять при калении часть своего кислорода, причём перекись обращается в закаленную окись (Oxydul-Oxyd). Поэтому если присоединить к горючему составу часть перекиси марганца, то состав благодаря освобождающемуся кислороду сгорит ярким, сильным пламенем; преимущественно служит как дешёвый разлагатель для густых тёмно-красных огней. Другие соединения марганца не дают никакой окраски, а потому и не находят применения в пиротехнике.

Квасцы (Alumen - Alaun; alun)

Об алюминии сказано выше; квасцы - одна из смесей алюминия, а именно соединение сернокислого глинозёма (Alumin-Sulfat, schwefelsaure Thonerde) с сернокислой щёлочью (Kalium-Sulfat, schwefelsaures Kali). Продаётся в виде белых полупрозрачных кристаллов, легко обветривающихся на воздухе и имеющих сладковатый, вяжущий вкус; в воде растворяется очень легко, особенно в кипятке.

Квасцы

Раствор квасцов служит для двух целей: 1) в примеси к клейстеру он предупреждает брожение; 2) как огнеупорное средство для пропитывания гильзы и патронов. Для последней цели бумагу для гильзы погружают в насыщенный раствор квасцов; патроны, обмазывают снаружи и изнутри жидким тестом, состоящим из густого раствора квасцов и глины.

Из тех же кристаллов делается порошок, называемый «жжёными», или «безводными квасцами» (gebrannter, entwasserter Alaun). Производство - следующее: кристаллы помещают в печку и накаливают; они очень скоро плавятся, кипят и застывают в виде белой пузырчатой массы, которую продолжают прокаливать до тех пор, пока она снова не расплавится, образуя при застывании стекловидное вещество. Это и есть жжёные, или безводные, квасцы, иногда употребляемые для синих, голубых и фиолетовых составов, но с довольно посредственным успехом.

Аммоний (Ammonium - Ammon)

Аммоний - четыреводородистый азот, составляющий металлическое основание щёлочи аммиака (летучей щёлочи, триводородистого азота).

Хлористый аммоний, или нашатырь (Ammonium murichicum, sal ammoniacum - Salmiak, Chlorammon) продается в виде белых полупрозрачных, продолговатых кристаллов, растворяемых в воде и имеющих кисло-горький вкус. Бывает также в виде белого, химически чистого порошка и в виде раствора, называемого нашатырным спиртом (Salmiakgeist, Ammnoniak - flussigkeit). И то, и другое, и третье употребляется в составах с некоторыми двойными солями для придания густоты цветным огням: светло-красный огонь от него темнеет и густеет, получая пунцовый оттенок; зелёные и голубые огни также густеют, но теряют часть яркости. Ввиду этого дешёвым нашатырём часто заменяют дорогой каломель, хотя действие последнего значительно лучше; но примешивать нашатырь к каломелю никогда не следует, т.к. от совместного горения этих веществ получаются крайне ядовитые испарения. Сам по себе нашатырь не ядовит. Порошок довольно гигроскопичен, а потому требует герметичной укупорки.

Сернокислый аммоний (Ammonium sulphuracum - Ammonsulfat) и фосфорнокислый аммоний (Ammonium phosphoratum - Ammon-Phosphat имеются в виде кристаллической, растворимой, гигроскопичной, почти огнеупорной соли, которая, подобно квасцам, служит для предохранения гильз и патронов от огня. Аммиачный раствор действует лучше квасцового, а фосфорнокислый - лучше сернокислого; но если сернокислый аммоний дёшев, так что может заменить квасцы, то фосфорнокислый настолько дорог, что употребление его считается уже роскошью.

Молочный сахар (Saccharum lactis - Milchzucker; sucre de lait, lactose)

Имеет вид твёрдых белых неблестящих кристаллов, на вкус - сладковатый, на зубах хрустит, как песок; на воздухе не сыреет, растворим в тёплой воде, но в спирте совершенно не растворяется и - в отличие от прочих видов сахара - не способен к спиртному брожению. Добывается из молока и чаще всего употребляется в гомеопатии. До мельчения несколько часов сушится в тёплой печке (или над горячей плитой) и толчётся в заранее подогретой ступке. Употребляется в пиротехнике, подобно шеллаку: как горючее, хорошо разлагающее, поддерживающее горение вещество и чаще всего используется для цветных огней.

Сахар (Saccharum - Zucker, sucre)

Белый рафинад в порошке служит той же цели, что и молочный сахар, но имеет тот недостаток, что несколько гигроскопичен. В смеси с бертолеткой горит ясно и сильно и используется чаще всего в голубых и других цветных огнях; но смесь эта, как уже не раз упомянуто, крайне опасна, а потому лучше избегать её.

Прочие вещества, используемые в фейерверочном деле

Этим перечнем далеко не исчерпан весь запас веществ, могущих служить пиротехническим материалом: существует ещё бесконечный ряд тел, простых и сложных, органических и неорганических, частью испытанных, но заброшенных или малоупотребляемых, а частью и вовсе не испробованных в пиротехническом деле.

Так, например, платину, золото, серебро, алюминий, палладий и несколько других драгоценных металлов никто, конечно, и не подумал применять к фейерверку.

Таллий - и специально хлористый (Thallium chloratum) - даёт яркий, великолепный изумрудный огонь, но по цене принадлежит к предметам крайней роскоши.

По той же причине употребляются очень редко: индий, дающий прекрасное синее пламя; рубидий и литий, окрашивающие пламя в дивный пурпурный цвет.

Никель и кобальт не особенно дороги и иногда служат для голубых огней, но не представляют собой ничего особенного; соли их ядовиты.

Калий до того гигроскопичен, что - как уже упомянуто - горит прямо на воде, от одного соприкосновения с ней, так что хранить его приходится в минеральном масле.

Сильно ядовитый белый фосфор воспламеняется на воздухе от одного соприкосновения нескольких кусочков фосфора и поэтому держится под водой. Служит только в театрах для одновременного запаливания нескольких фитилей, воспламеняемых электрическим током; в остальных случаях не используется. Красный фосфор практически не токсичен, хранится в полиэтиленовых мешках и используется при изготовлении спичек.

Также имеют применение амальгамированный цинк (соединение ртути с цинком), некоторые соединения антимония (например, Stibium regulus antim.), стеариновая кислота (acidum stearinicum), белый и жёлтый воск, множество других солей и кислот.