Как сделать красное пламя

Опыты: Цветное пламя

Секреты сумасшедшего профессора Николя

Очень красивый научный эксперимент от профессора Николя «Цветное пламя» позволяет получить пламя четырех разных цветов, используя для этого законы химии.

Набор интереснейший, мы действительно на пламя насмотрелись, удивительное зрелище! Интересно всем: и взрослым, и детям, так что очень рекомендую! Плюс в том, что этот опыт с огнём можно провести и дома, не обязательно выходить на улицу. В наборе есть чашки-плошки, в которых горит таблетка сухого горючего, всё безопасно, и на деревянном полу (или столе) можно поставить. Из серии опытов профессора Николя.

Фото упаковки набора смотрите в галерее в конце статьи.

Набор ‘Цветное пламя’ содержит все необходимое для проведения эксперимента. В набор входят:

Очень здорово покупать на какой-нибудь праздник, это гораздо интереснее любой петарды. И на новый год будет очень здорово. Мы жгли днём, в темноте было бы ещё эффектнее.

Добавляю краткую информацию о реактивах, которые идут в комплекте с опытом. Для любознательных детишек, которым интересно узнать больше.

Окрашивание пламени

Цвет пламени определяется только его температурой, если не учитывать его химический (точнее, элементный) состав. Некоторые химические элементы способны окрашивать пламя в характерный для этого элемента цвет.

В лабораторных условиях можно добиться совершенно бесцветного огня, который можно определить лишь по колебанию воздуха в области горения. Бытовой же огонь всегда «цветной». Цвет огня определяется температурой пламени и тем, какие химические вещества в нём сгорают. Высокая температура пламени дает возможность атомам перескакивать на некоторое время в более высокое энергетическое состояние. Когда атомы возвращаются в исходное состояние, они излучают свет с определённой длиной волны. Она соответствует структуре электронных оболочек данного элемента.

Голубой огонек, например, который можно видеть при горении природного газа, обусловлен угарным газом, который и придаёт пламени этот оттенок. Угарный газ, молекула которого состоит из одного атома кислорода и одного атома углерода, является побочным продуктом горения природного газа.

Калий (нем. Kalium, франц. и англ. Potassium) — один из важнейших представителей группы щелочных металлов.

Калий — металл наиболее электроположительный после рубидия и цезия. В чистом сухом воздухе при обыкновенной температуре он не изменяется, в обычном — покрывается слоем едкого калия и углекислой его соли; в свежем разрезе в темноте светится, а в тонких пластинках окисляется столь быстро, что может загореться; расплавленный и нагретый, он также горит; пламя его обладает фиолетовым цветом. Вследствие такой склонности к окислению и является необходимым сохранять его под нефтью.

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется и горит красным пламенем с оранжевым оттенком. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании.

При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

При нагревании в кислороде и на воздухе кальций воспламеняется, сгорая ярко-красным пламенем, при этом образуется основной оксид СаО, который представляет собой белое, весьма огнестойкое вещество, температура плавления которого примерно 2 600 °C. Оксид кальция также известен в технике как негашеная или жженая известь.

Медь придает пламени зеленый оттенок. При высоком содержании меди в сгораемом веществе пламя имеет яркий зеленый цвет, практически идентичный белому. В зеленый цвет пламя окрашивает борная кислота или медная (латунная) проволока, смоченная в соляной кислоте.

При смачивании соляной кислотой пламя окрашивается в голубой цвет с зеленоватым оттенком.

1) В зеленый цвет пламя окрашивает борная кислота или медная (латунная) проволока, смоченная в соляной кислоте.

2) В красный цвет пламя окрашивает мел, смоченный в той же соляной кислоте.

При сильном прокаливании в тонких осколках Ва-содержащие (Барий-содержащие) минералы окрашивают пламя в желто-зеленый цвет. Окрашивание пламени можно усилить, если после предварительного прокаливания смачивать минерал в крепкой соляной кислоте.

Окислы меди (в опыте для зелёного пламени используются соляная кислота и кристаллики меди) дают изумрудно-зеленое окрашивание. Прокаленные Cu-содержащие соединения, смоченные НС1, окрашивают пламя в лазурно-голубой цвет CuС1₂). Реакция очень чувствительна.

Зеленый цвет и его оттенки огню придают также барий, молибден, фосфор, сурьма.

Азотнокислый и солянокислый растворы меди имеют голубой или зеленый цвет; при прибавлении аммиака цвет раствора изменяется в темно-синий.

Для желтого пламени требуется добавка поваренной соли, нитрата натрия или хромата натрия.

Желтые язычки пламени появляются при распадении солей натрия. Такими солями очень богата древесина, поэтому обычный лесной костер или бытовые спички горят желтым пламенем.

Источник

Как сделать красное пламя

Ниже приведены основные рецепты цветных огней, проверенные автором, и их краткие характеристики. Все рецепты рассчитаны на любительское изготовление с ручным растиранием компонентов, кроме специально оговоренных случаев. Приготовленные в шаровой мельнице, они могут иметь несколько иные свойства (не исключаю, что лучшие), но делать это, имея в распоряжении только одну малопроизводительную мельницу, слишком трудоемко. Отдельно уголь несложно приготовить в мельнице и употреблять именно его или ручного растирания — дело в значительной степени вкуса, мне, как говорилось, нравится искристый шлейф от «ручного» угля. От степени помола угля в некоторой степени зависят свойства смеси в отношении трамбовки — с «шаровым» углем смеси значительно лучше трамбуются, но присутствие металлических порошков может свести это преимущество на нет. Но есть смеси (см. примеры ниже), где от степени дисперсности угля радикально зависит оттенок пламени или другие свойства полученного состава, так что будьте внимательны.

Внимание! Все приведенные далее смеси, особенно с присутствием металлов, пробовать на поджиг только с помощью длинных «каминных» спичек или лучины! Иначе ожог пальцев почти неизбежен.

Вы можете заметить, что в большей части рецептов ниже сумма долей не всегда составляет 100% (даже если указаны именно проценты). Автор давно перестал за этим следить, потому что указание в условных весовых долях для нашей цели гораздо удобнее. Все равно к рецепту, например, для звездок добавляется связующее, а также вода или спирт в очень разных количествах (зависящих от свойств кокретной смеси). Так что обязательное приведение к 100% с пересчетом всех долей оказывается тем более бессмысленным, и только сбивает с толку — рецепт одной и той же смеси для звездок будет выглядеть иначе, чем просто для фонтана. Во избежание такой ситуации сумма долей во многих рецептах к 100% не приводится.

Красный и зеленый (с перхлоратом):

1-й вариант (с серой и углем)

Sr(NO₃)₂ (или Ba(NO₃)₂) — 45%
Перхлорат калия 10%
ПАМ (или магний) 20%
ПВХ 15%
С 5%
S 5%
Замена ПАМ на магний увеличивает чистоту пламени, но звездки с ним труднее зажигаются. Зеленый состав для звездок предпочтительнее замешивать на воде и декстрине, а не на идитоле со спиртом, так оттенок получается ярче и насыщеннее, а звездки прочнее.

2-й вариант (меньше компонентов, но цвет хуже)

Желтый:

NaNO₃ 55%
ПАМ (или магний) 25%
S 10%
C 5%
Магний вместо ПАМ в эту смесь класть можно только в звездки, и с оглядкой, хотя цвет и яркость на высоте. Рассыпчатая смесь с магнием не горит, а вспыхивает, плохо уплотненная может взрываться легче обычного. При этом уплотнить в достаточной степени смесь с крупным порошком магния при формовании звездок труднее, но как раз в звездках оно того стоит.

Оранжевый (с перхлоратом, из красного и желтого) — см. его расчет в предыдущем разделе:

Sr(NO₃)₂ 46%
NaNO₃ 11% (лучше уменьшить до 5-7)
Перхлорат калия 19%
S 21%
C 3%
Al (пудра) 3%
Для звездок лучше аналогичный состав с хлоратом (см. далее).

Голубой (с перхлоратом, очень хорошего цвета):

Перхлорат калия 70%
Уротропин 15%
Медный купорос 15% ( можно заменить на CuO).

Состав замешивать на воде довольно трудно из-за отсуствия нерастворимых наполнителей (см. следующий раздел), потому при формировании звездок в качестве связующего предпочтителен идитол на чистом спирте. Однако, этот состав с медным купоросом в составе звездок хорош как раз при замешивании на воде с декстрином, а так его рекомендуется использовать в составе фонтанов из-за относительно большой интенсивности пламени чистого голубого цвета. А для звездок лучше использовать вариант этого состава с CuCl:

Другой голубой состав (более активный и пригодный и для фонтанов и для звездок) получится, если заменить купорос на монохлорид меди:

Перхлорат калия 65%
Уротропин 15%
CuCl 20%

Если заменить часть перхлората в этих рецептах на азотнокислый стронций, то получится якобы фиолетовый цвет. Правда, в этом составе он довольно блеклый и невыразительный — в хлоратном составе далее фиолетовый получается лучше (хотя там имеются сложности с воспроизводимостью его оттенка).

Голубые составы с перхлоратом, в отличие от других составов, слабо горят утрамбованные и в замкнутом пространстве не дают факела пламени, потому для ракет-форсов не годятся, только для звездок и фонтанов. Говорят, если заменить перхлорат калия на перхлорат аммония, будет получаться более синий оттенок, который составляет наибольшую проблему. Сера и перхлорат склонны к комкованию, потому перемешивать надо растиранием в ступке маленькими порциями совместно все компоненты и очень тщательно. Предварительно перхлорат (как минимум) следует просушить в духовке при 100°, а еще лучше серу и нитраты тоже.

Более активны голубые составы с хлоратом калия, их можно применять в форсах, только следует очень тщательно утрамбовывать.

Белые (осветительные) составы

Белый (осветительный) с нитратом бария

Ba(NO₃)₂ — 66%
ПАМ (или магний) — 24%
Идитол — 10%

Лучше формуется и дольше горит аналогичный состав с перхлоратом (обратите внимание, что металла больше):

Перхлорат калия — 65%
ПАМ (или магний) — 35%
+ 10% идитола.

Оба состава дают яркую белую звездку с ясно видимым бело-искристым шлейфом.

Хлоратные составы цветных огней

При приготовлении составов с хлоратом калия будьте осторожны! Бертолетова соль растирается всегда отдельно от других компонентов, в идеально чистой ступке, прибавляется к смеси последней и смешивается встряхиванием в банке или перемешиванием деревянным шпателем (или просто пальцем) на листе бумаги. Смеси с компонентами, склонными к комкованию (сера), смешивать с легким растиранием обратной стороной чайной ложки на листочке подсушенной бумаги, расположенном на твердом основании.

Бертолетову соль, особенно самостоятельного приготовления, обязательно подсушивать перед смешением! То же самое касается серы и нитратов, которые также подсушиваются отдельно. Хранить готовые смеси предпочтительно в герметичной банке с вложенным пакетиком с силикагелем.

Хлоратные смеси также приводятся в весовых частях, а не процентах.

Красный (с хлоратом) — очень красивый и яркий цвет.

Хлорат калия 33
Нитрат стронция 46
Сера 16
Уголь 3
ПАМ или магний 10-15

Если в красном составе использовать уголь ручного помола, имеющий широкий гранулометрический состав, и специально не слишком заботиться о хорошем перемешивании компонентов, то образуется нечто вроде швермера — звездка, которая при поджигании будет летать и метаться в разные стороны.

Аналогичный зеленый с хлоратом получается хуже, чем перхлоратный состав выше — днем он вообще выглядит блеклым и неинтересным. Зато если в этом зеленом составе увеличить количество угля в 8-10 раз (до 25-30 долей) и отпрессовать полученный состав с декстрином, то получится отличная искристая звездка без определенного цвета (состав приведен ниже).

Желтый (с хлоратом)

Оранжевый (с хлоратом) — приведен состав для звездок, оптимизированный по цвету:

Голубой (с хлоратом)

Хлорат калия 60
CuCl 20
Уротропин 20
Уротропин можно заменить на серу. Напоминаю, что для форса именно голубой состав с хлоратом подходит наилучшим образом. Но наибольший смысл имеет тратить дефицитную бертолетову соль на следующие составы, которые иначе получаются плохо:

Фиолетовый (с хлоратом)

Хлорат калия 47
Нитрат стронция 19
Малахит (основной карбонат меди) 10
CuCl 10
Сера 19
Уголь (пыль) 3
Меняя соотношение между малахитом и хлоридом в последнем составе, можно получать разные оттенки: если вся медь (20 в.ч.) в виде малахита, то оттенок пламени больше малиновый, если в виде хлорида, то пламя больше в голубизну. Оттенок также зависит от степени дисперсности компонентов, в частности, угля: этот и предыдущий составы рассчитаны на самый мелкий уголь «шарового» помола.

Если голубой цвет прекрасно получается и с перхлоратом, то нормальный фиолетовый — у меня выходят только с хлоратом. С перхлоратом он либо слишком голубой (причем невыразительного блеклого оттенка), либо слишком красный и при этом тоже бледноватый. Большинство этих рецептов (исключая голубой и синий) заимствованы из книги Солодовникова [8] и модифицированы по результатам экспериментов. В фиолетовом составе указанный в оригинале малахит частично заменен на хлористую медь — оригинальный цвет мне показался слишком красным. Голубой и синий составы разработаны автором самостоятельно: голубой — на основе перхлоратных оригиналов, синий — на основе фиолетового. Обратите внимание, что обычно рекомендуют составы с медью делать без серы и угля, повышающих температуру пламени (заменяя их на лактозу или связующие в увеличенном количестве: шеллак, камедь, идитол), но у Солодовникова все они базируются на хлорате с серой и иногда углем. Уголь приходится вводить в небольших количествах для лучшей воспламеняемости состава, но его наличие может радикально поменять оттенок пламени (вероятно, из-за изменения его температуры). Для звездок дополнительно (сверх 100%) надо добавить 5-7% декстрина или 3-5% идитола в каждую смесь. Об изготовлении звездок см. далее.

Искристые составы

Собственно говоря, у меня почти все составы, перечисленные выше, с точки зрения канонической пиротехники, являются искристыми. Я так привык к составам на основе самодельного угля, автоматически являющегося источником искр, что не искрящие составы кажутся мне скучными и невыразительными. Здесь же далее перечисляются варианты составов, специально созданные, как источник именно искр. При этом они могут почти не давать пламенного факела, или этот факел будет невелик.

Составы, которые преимущественно употребляются в фонтанах или форсах, из проверенных мной собственноручно, следующие:

Искристый состав (с желтыми искрами):

Селитра 75 в.ч.
Уголь 25 в.ч. (20 в.ч. для фонтанов)
Сера 10 в.ч.
Чугун (порошок) 20 в.ч.
В полученную мякоть с повышенным содержанием угля (ручного растирания) добавляется порошок чугуна (крупинки 0,3-2 мм) до 20-30% по весу (по объему на полторы чайной ложки мякоти половина ложки чугунного порошка).

Искристый состав (с белыми искрами)

Селитра 60 %
Уголь (измельченый) 15 %
Магний порошок (крупинки 0,3-1 мм) 25 %
Как видите, в составе с магнием нет серы — иначе он горит слишком активно, и вместо искр получится просто белый огонь.

Состав имеет множество модификаций: вместо магния годится любой активный металл, горящий в кислороде (титан, алюминий, вероятно, цинк) — при условии, что вы найдете достаточно крупный порошок (0,3-1,5 мм). Напомним, что опилки из-под напильника слишком мелкие, стружка от сверления, наоборот, крупновата.

Напомним, что составы с металлами советуют не хранить длительное время — металл не должен успеть корродировать. Воронить железные опилки, как это предлагают источники, довольно муторное и, на мой взгляд, нецелесообразное занятие, проще плотно закрывать банку с составом и не хранить долго готовое изделие.

Для искристых звездок лучше всего работает состав с бертолетовой солью, открытый мной в процессе экспериментов из-за ошибки при взвешивании компонентов зеленого огня:

Искристый для звездок (с хлоратом)

Хлорат калия 24
Нитрат бария 34
Сера 12
Уголь 22
ПАМ или магний 10

Состав замешивается на декстрине, и при выстреле дает длинный искристый шлейф, наподобие кометы. Иногда звездка распадается на две или три со своими шлейфами. Для обычного применения уголь используют тонкого «шарового» помола. Если использовать уголья ручного растирания и не слишком заботиться о хорошем смешении компонентов, то, как упоминалось в разделе о хлоратных составах, звездка будет метаться из стороны в сторону, разбрасывая искры, и издавать при этом характерный «рычащий» звук.

Источник

Специальные цветные пламенные составы

Бенгальские огни

Выше дано несколько рецептов для составления цветных смесей которые, смотря по желанию, пригодны не для одних бенгальских огней, но и для звёздочек, цветной мелочи, лейхткугелей и т.д. Теперь коснемся составов, пригодных исключительно для сжигания, в виде свободно насыпанных кучек или дорожек.

Спиртовые огни

Красный огонь получается от солей стронция: хлорновато- или азотнокислого стронциана, но тут гигроскопичность не играет роли. Хороший красный цвет даёт также безводный хлористый кальций.

Белый, или, вернее, бледный, свет получается от обильного напудривания фитиля тончайшим порошком металлической сурьмы. Более ярким белым огнём светят соли осмия; но соли эти по дороговизне вне конкурса.

Кроме этого, спиртовые огни решительно никуда не годятся.

Синоптические схемы пламенных цветных составов

Синоптические сравнительные таблицы весьма поучительны для тех, кто желает основательно познакомиться с практической дозировкой составов: таблицы эти выработаны на основании многих и долгих опытов и имеют за собой авторитет не одних только эмпириков, но и людей науки.

В сигнальной пиротехнике для получения цветных огней чаще всего пользуются следующими составами при расчёте в сотенных долях:

© Интернет-магазин фейерверков БА-БАХ, 2006-2021. Мы работаем всю неделю без выходных с 11 до 20 ч. (время московское) Телефоны: 8 (495) 150-39-89 (Москва) 8 (800) 500-39-89 (регионы) 8 (495) 641-86-12 (дежурный номер) e-mail: info@ba-bah.ru

НАШИ МАГАЗИНЫ В МОСКВЕ: (схема проезда)
1. Пр-т Вернадского, 109 (20 метров от м.»Юго-Западная»)
2. Лужнецкая наб., д.2/4 стр.78 (м.»Воробьевы горы»)

Источник