Пиротехнические материалы. Сера

Пиротехническая наука сопряжена с серьезной опасностью для здоровья и жизни. Если Вы серьезно заинтересовались пиротехникой, советуем получить специальное образование! Любые попытки самостоятельно освоить приготовление пиротехнических смесей может привести к трагедии!

Сера встречается в природе как вулканический продукт и добывается в наибольшем количестве в Сицилии (особенно в Гиргенти), на островах Липари и Стромболи, в Пьемонте, Испании, Германии, России - словом, почти всюду, где имеются следы вулканических извержений.

В сыром виде сера бывает различного цвета: от канареечно- или лимонно-жёлтого до медно-красного, и окраска эта во всех её тонах сообщается телу итальянских каторжников, добывающих серу в правительственных серниках на Липари. Но в чистом виде сера всегда светло-жёлтая, т.к. разница в окраске происходит главным образом от примеси посторонних, чаще всего - землистых примесей. Вследствие этого серу, поступающую в продажу, предварительно очищают посредством плавления или возгонки (сублимации). От плавления получаются тонкие, хрупкие, всем известные палочки («черенки»); возгонкой превращают серу в пары, которые, поступив в холодильник, осаживаются на стенах в виде порошка. В продаже имеется как тот, так и другой вид серы; первый называется «черенковым» (Stangen oder Blockschwefel, sulfur in bacillis), второй - «серным цветом» (Sebwefelblumen, flores sufuri; fleurs de soufre).

Совершенно чистым нельзя признать ни того, ни другого: черенковая сера (и особенно немецкая) содержит иногда до 10-15 % землистых примесей, а серный цвет пропитан некоторою частью серной кислоты, образовавшейся при самой выделке серного цвета. Ввиду этого сырую черенковую серу употребляют только для искристых составов, не требующих особенно чистых основ. Для более чувствительных огней либо берётся очищенная сера (sulfur depuration elotum), имеющаяся в продаже в каждом москательном или аптекарском складе, либо же черенковая сера очищается домашним способом: её плавят на лёгком огне в глиняной или медной (только не железной) посуде, снимают пенку, сливают в двойной парусинный мешок и прессуют между двумя досками. Манипуляция эта крайне несложна и вовсе не опасна: чуть сера загорится, горшок захлопывают крышкой, после чего огонь тут же заглохнет; но сера выделяет при горении и плавлении крайне зловонный, удушливый газ (сернистый ангидрид), так что такая работа крайне неприятна, и не для одного оператора. Поэтому лучше не плавить серу, а очищать серный цвет, имеющий ещё то преимущество, что его не надо толочь.

Очистка серного цвета заключается в том, чтобы удалить серную кислоту, которая не только придаёт сере гигроскопичность, т.е. способность быстро увлажняться, но и крайне опасна по другим причинам: во-первых, она вредит действию азотнокислых солей (стронциана, барита и свинца), частью, превращая их в сернокислые соли. Во-вторых, и это главное, в смеси с бертолетовою солью серная кислота вызывает самовоспламенение, сопровождаемое сильным взрывом. Поэтому следует сначала промыть серный цвет в кипятке (лучше всего из дождевой или фильтрованной воды), размешать весь запас серного цвета в фарфоровой ступке, сильно нажимая фарфоровым пестиком, так чтобы вся масса превратилась в киселеобразную гущу; убыли при этом не будет, т.к. сера не растворяется в воде. После первой промывки слейте воду, поместите жидкую серу в стеклянные банки и долейте раствором чистого нашатырного спирта в воде (83 части спирта на 666 частей воды); банку поставьте дня на три в тёплое место. После этого слейте жидкость, гущу поместите во фланелевый фильтровальный мешок, сполосните водой и выжмите досуха, а затем снова положите серу в фарфоровую ступку и несколько раз промойте кипячёной теплой водой, все время работая пестиком. Когда вам покажется, что сера достаточно чиста, сделайте опыт: отлейте немного воды от настоя в блюдечко и опустите туда кусок лакмусовой бумаги - если бумага не изменит цвета, то сера чиста. Другой опыт более надежен, но несколько сложнее: в отлив от настоя прибавляется несколько капель раствора хлористого бария. Если от этой смеси, помещаемой в пробирной скляночке, получится лишь очень незначительная муть, то сера годна в дело, если же муть сильнее - то надо ещё промывать.

После окончательной промывки серу сушат, а потом просевают сквозь волосяное сито.

Промывку можно производить и более простым способом: серный цвет, смешанный с кипятком, помещается в глиняной или стеклянной бутылке и держится там около недели, причём бутылка взбалтывается каждый день, а вода переменяется через двое суток. Но первый способ значительно лучше, а получаемая от него сера - чище самого лучшего рафинированного аптекарского продукта. Очищенную тем или другим способом серу следует сохранять в герметично закупоренных бутылках, т.к. от влияния кислорода происходит новое окисление, т.е. вторичное появление серной кислоты, так что по истечении некоторого времени самую чистую серу пришлось бы опять подвергнуть промывке. При хорошей же укупорке тщательно очищенный серный цвет всегда лучше и удобнее черенковать.

Сера, подобно каучуку, обладает совершенно особым свойством. При 111°С жара она превращается в светло-жёлтую жидкость, цветом и густотой напоминающую мед или жидкую патоку. При 150°С начинает густеть и все больше и больше краснеть, так что, принимая сначала каштановый, а затем гранатный цвет, при 250°С доходит до такого состояния густоты, что уже более не вытекает из сосуда, хотя бы перевернутого вверх дном. При дальнейшем повышении густая масса снова начинает жидеть, при 450°С происходит кипение, а затем сера превращается в бурые пары, в которых многие металлы (и, между прочим, медь), образуя сернистые соединения, горят ярким пламенем.

В соединении с селитрой сера сгорает дотла и притом без запаха, если первой было достаточно, чтобы дать смеси требуемое количество кислорода; такая смесь состоит из 2 частей селитры и 1 части серы. Если же селитры не хватило, то получится запах серы и огонь будет значительно медленнее и тусклее.

То же самое происходит в смеси серы с каждой солью, легко выделяющей кислород: получается серная кислота, соединяющаяся с данным металлом в сернокислую соль. Но в соединении с органическими веществами (углем, мукой, древесными опилками и т.д.) горение смеси селитры с серой будет при совершенно иных условиях, вызывающих крайне сложные химические явления, вникать в суть которых здесь не следует.

Относительно черенковой серы заметим, что толочь ее удобнее всего вместе с селитрой, а касательно общих качеств серы укажем, что тело это само по себе не ядовито, особого вкуса и запаха не имеет, на воздухе горит синеватым пламенем, в воде не растворяется, но в эфирных маслах, преимущественно в сернистом углероде, растворяется без остатка - последний опыт часто служит для определения чистоты серы.