Уголь сера селитра: Дымный порох — Википедия

Европа. Порох. Селитра: absentis — LiveJournal

Самому лень кнопочки нажимать, поэтому буду много цитировать (все цитаты ниже — из книги «Порох. От алхимии до артиллерии: история вещества, которое изменило мир» Джека Келли).

История пороха.

Средневековый китайский текст под названием «Сон в Восточной столице» описывает представление, которое дали китайские военные в присутствии императора примерно в 1110 году. Спектакль открылся «грохотом, подобным грому». Действие таинственного вещества было основано на уникальной смеси составных частей — селитры, серы и древесного угля, старательно растолченных и смешанных в определенной пропорции. Китайцы назвали эту смесь хо яо — «огненное зелье». Китайские алхимики кропотливо работали над тем, чтобы освободить от примесей вещества, которые они находили в природе. Чистота была священным качеством, очищение — ритуалом. «Селитра — князь, а сера — министр, — говорится в китайском историческом тексте XVI века. — Их взаимозависимость — вот что порождает их пригодность».

Китайцы очень любили применять огонь в церемониях и развлечениях, а «огненное зелье» предлагало изобретательному импресарио мириады возможностей. Пиротехника стала первой областью, в которой нашло применение новое волшебное вещество. Китайские военные быстро заинтересовались «огненным зельем». В 1044 году император Жэньцзун получил от одного из своих приближенных доклад «Об основах военного дела». В тексте содержались два рецепта изготовления «огненного зелья», пригодного для использования в зажигательных бомбах, которые можно было метать осадными машинами. Третья смесь предназначалась в качестве горючего для отравляющих дымовых бомб. Пропорция селитры во всех трех смесях была низкой, а это означает, что их действие было рассчитано на стремительное горение, а не на взрыв. Это были первые в мире прикладные формулы пороха. К 1083 году китайцы изготавливали пороховые огненные стрелы десятками тысяч: в бумагу заворачивали комок пороха «размером с гранат», прикрепляли его к древку и запечатывали сосновой смолой. За 80 лет, прошедшие с тех пор, как были записаны первые формулы пороха, военные придумали новое применение для этого волшебного вещества: разрывные бомбы. «Огненное зелье» Боевая задача у этих бомб была пока еще та же, что и у хлопушек, — заставить врага вздрогнуть, испугаться, растеряться. Первые пушки появились в Китае в конце XIII столетия: самое древнее сохранившееся орудие неуверенно датируется 1288 годом. В описании битвы, произошедшей в 1359 году под Хан-чжоу, который стал к тому времени центром производства пороха, огнестрельное оружие уже упоминается как нечто само собой разумеющееся.

Маршрут, по которому порох пришел на Запад, и точная дата, когда это случилось, неизвестны и, возможно, никогда не станут известны. Примерно в 1240 году арабы также получили с Востока сведения о селитре («китайском снеге»). Мы знаем, что монахи-миссионеры посетили двор монгольских правителей Китая уже в 30-х годах XIII века. Возможно, они и выкрали в Китае секрет пороха, как позже произойдет и с секретом китайского фарфора.

Божественные пушки.

Как бы то ни было, но пару веков спустя пушки стали любимицами слуг Господа.

Папа Пий II назвал две из своих пушек в честь себя самого, еще одну — в честь своей матери. Император Карл V и английский король Генрих VIII оба заказали батареи под названием «Двенадцать апостолов». В 1513 году пушка «Святой Иоанн» была опозорена: она безнадежно завязла в грязи и была захвачена неприятелем.

Сам Китай пушки не особо развивал, по мнению Келли, из-за восточной ментальности, ибо «в глазах китайского двора пороховое дело было занятием низким, шумным и грязным. Тот факт, что пушки были полезны, не имел особого значения: соображения практической пользы для китайцев, в отличие от европейцев, никогда не были первостепенными».

Впрочем, когда власти все же решили, что неплохо бы свои старые пушки обновить, найти помощников в этом деле было не трудно. Христианские священники с рвением помогли Китаю в этом богоугодном деле.

Власти обратились за помощью к иезуитам, прибывшим на Восток для уловления душ. В 1640-х годах один немецкий клирик построил литейную фабрику неподалеку от императорского дворца. Спустя поколение китайские чиновники предложили возглавить это производство отцу Фердинанду Вербиесту, иезуиту из Южных Нидерландов. Вербиест отнекивался, объясняя, что «мало обучен подобным делам», однако император настоял. Черпая информацию из книг и обучая рабочих, иезуит отремонтировал триста больших старых бомбард и изготовил 132 пушки меньшего размера. Он торжественно благословлял каждое орудие и велел вырезать на бронзовых стволах имена святых и христианские символы.

Порох — селитра, сера и древесный уголь.

На заре пороха истории его часто именовали «дистиллятом дьявола». Один из компонентов пороха, сера, стала ассоциироваться с сатаной. Запах серы — это запах ада. Но для производства пороха нужно было много селитры. В Китае ее можно было найти без труда — она выступала белой коркой на некоторых почвах. В местностях, где не хватало столовой соли, повара иногда использовали селитру, чтобы улучшить вкус блюд. Селитра — это продукт жизнедеятельности двух бактерий из тех, что питаются разлагающейся органической материей. Предприимчивые микроорганизмы nitrosomonas и nitrobacter — непременные участники экологически чистого земледелия: благодаря им в результате гниения образуются любимые растениями нитраты, в том числе и селитра. Селитра растворяется дождевой водой, впитывается в почву и в результате испарения почвенной влаги выходит на поверхность. А в Европе с селитрой дело обстояло неважно.

Самым узким местом европейского порохового производства был недостаток селитры. Климат континента не знал ни сильной жары, стимулирующей быстрое разложение, ни продолжительного засушливого периода, в течение которого нитраты могли бы выступить на поверхность. Мастерам приходилось искать селитру везде, где только можно.

Селитра в Европе.

Средневековая Европа была гораздо более вонючей, чем наш стерильный XXI век. Крестьяне — подавляющее большинство населения — делили со скотиной свои лачуги с земляным полом. Остатки пищи и собачье дерьмо падали на камыш, которым был покрыт пол. Человеческие экскременты и навоз были единственным удобрением, а открытые сточные канавы в городах — обычным делом. И из этих зловонных основ человеческого существования мастера пороховых дел извлекали свой самый драгоценный ингредиент.

Люди давно заметили, как sal petrae, «соль камней», выступает в виде белой корки на каменных стенах. Древний монах описывал ее как «колдовскую соль», среди кристаллов которой, похожих на лед, прячется дух преисподней…

Селитра образовывалась на стенах и полах уборных и хлевов, «в погребах, гробницах и заброшенных пещерах, куда не может проникнуть дождь».

Дело оставалось за малым — эту селитру надо было собрать. Возникшее сообщество сборщиков селитры, превратившись в своего рода касту, получило особые наследственные привилегии.

«Право копать»

Как и крестьяне других европейских стран, английские фермеры проклинали сборщиков селитры — например, те запрещали мостить полы в коровниках, поскольку это нововведение препятствовало накоплению и созреванию селитры.

Начиная с XV века производство пороха во Франции (как и в других странах Европы) зависело от сборщиков селитры, которые добывали сырье на скотных дворах и выщелачивали необходимое вещество из штукатурки разрушенных зданий. Король даровал этим мастерам право конфисковать богатую селитрой почву и отбросы, где бы они их ни нашли: эта привилегия называлась droit defouilk— «право копать». Привилегия была наследственной, и сборщики селитры образовывали замкнутое профессиональное сообщество.

Сборщики с королевским указом в руках соскабливали отложения селитры на скотных дворах и в голубятнях. Их вторжения раздражали крестьян: мало того, что дворы были перекопаны, а хозяйственные постройки разрушены, так велено было еще давать ночлег сборщикам селитры и предоставлять им топливо для выпаривания вонючей жидкости, которую они выщелачивали из отбросов.

Но природного сырья не хватало. Короли выжимали из подданных все соки, чтобы добыть достаточное количество необходимого вещества. Пороховых дел мастера прочесывали страну в поисках старых компостных куч и выгребных ям, помоек и уборных.

Параллельно с поисками «естественной» селитры, пороховые мастера сталь пытаться воспроизвести процесс ее получения, используя навоз, мочу и человеческие фекалии.

Экологически чистое производство

Подметив, в каких природных условиях они находят селитру, ремесленники конца XIV столетия начали воссоздавать те же условия искусственно. Эти попытки ускорить распад органических материалов и предотвратить утечку нитратов привели к созданию селитряниц, которые пришли на смену простой компостной куче.

Процесс был несложным — любой, у кого была крытая яма или погреб и запас навоза, мог заняться этим делом. Рецепт селитры 1561 года рекомендует смешать человеческие фекалии, мочу, «а именно тех, кто пьет вино или крепкое пиво», навоз «лошадей, что кормят овсом», и известь, полученную из старого строительного раствора или штукатурки. Слой смеси по колено глубиной следовало укрывать от дождя и регулярно перемешивать в течение года. Затем «подобно снегу» должна была выступить селитра. Предписание мочи пьяниц не было нелепостью — расщепление алкоголя обогащает мочу аммонием — средой, в которой процветают нитратные бактерии.

Пороховых дел мастера должны были переработать сотню фунтов нечистот, чтобы получить полфунта доброй селитры. Рабочие промывали водой отвратительную гущу, чтобы растворить нитраты, затем осаждали их из получившегося раствора.

Чтобы уменьшить опасность взрыва, мастера стали добавлять в ступу небольшое количество жидкости. Иногда использовались очищенные винные спирты, которые, как полагали, способны вытягивать загрязнения. В почете была также человеческая моча, особенно моча пьяницы, а лучше всего — пьющего епископа.

Параллельно мастера учились очищать селитру, заменяя нитрат кальция на нитрат калия. Для этого жидко разбавленный водой навоз ощелачивали древесной золой. Потом месиво очищали при помощи бычьей крови, квасцов и ломтей репы.

К 17-ому веку был найден еще один источник селитры — «выяснилось, что ценный источник селитры — наскоро похороненные тела солдат. Полученный таким путем порох должен был принести смерть другим людям — жуткое безотходное производство».

«Селитра милой» в Новом Свете

Главной проблемой, как обычно, оставалась селитра. Рейнс отправил в Европу агентов, сумевших за годы войны провезти 2,7 миллиона фунтов сырья сквозь блокаду, которой северяне пытались задушить южные штаты. Некоторое количество селитры было получено из гуано летучих мышей — его добывали в пещерах Теннесси, Кентукки и Алабамы. Стремясь пополнить запасы и добиться, чтобы Конфедерация могла сама обеспечить себя селитрой, Рейнс обратился к старинному способу устройства селитряниц — «нитриариев». Рабочие копали длинные канавы и заполняли их навозом, гниющими растениями и тушами павших животных. Кружившие вокруг бродячие псы периодически пробирались к канавам, что дало репортеру журнала «Монтгомери Уикли Мейл» повод для сарказма: уж конечно, солдаты, использующие такой порох, «способны на самое упорное сопротивление»*1.
*1 Игра слов: «собака» по-английски — dog, «упорный» — dogged.

Джонатан Харелсон, рьяный чиновник, отвечавший за сбор селитры в окрестностях города Сельма, штат Алабама, настаивал, чтобы домохозяйки не выливали зря свои ночные горшки, а опорожняли бы их в специальную сборную бочку. Солдаты Конфедерации тут же увековечили идею в неуклюжих куплетах:

Девчонки наши хоть куда:
Они и шьют, и вяжут.
И рады будут для солдат
Пописать, коль прикажут.

Янки не замедлили ответить:

Да, парни, вас не победить:
Любовь придаст вам силы
— Ведь каждый рад бы в ствол забить
Селитру своей милой!

У меня вот после вышеописанного возник такой вопрос — а если бы в средневековой Европе в какой-нибудь стране каким-то чудом сохранилось бы былое римское отношение к гигиене? Была бы канализация, свои «клоаки максимы» и т.д. Можно ли предположить, что такая страна, вероятно, просто бы не выжила? Не смогла бы противостоять натиску «грязных» стран — у нее бы элементарно не хватило бы пороха…

Статья в журнале «Юный ученый»

 

В наше время становится все более востребованной практика широкого использования различной пиротехники. Салюты, петарды, различные небольшие заряды, фейерверки и многое другое. По мнению авторов целесообразно проанализировать из чего состоят основные пиротехнические устройства и какие химические реакции происходят при их использовании.

Петарда — полисемантический термин, обозначающий различные типы зарядов с пиротехническими составами. Задачами данного устройства является не только уничтожение каких-либо целей, а также создание светового, дымового или звукового эффекта: вспышка, свиста, хлопок или различные дымы.

На данный момент существует большая разновидность петард, которые в основном принято подразделять по своему сигналу и мощности. Рассмотрим схему данного устройства для понимания от чего зависят ее параметры.

Рис. 1. Общая схема петарды в разрезе

 

Петарда состоит терочного элемента (запал), замедлителя, цветопламенного состава, основного заряда, заглушки и корпуса петарды (рис 1). Подробнее о каждом из элементов.

Терочный элемент (воспламенитель) и фитиль — это один из видов запала петард. Исходя из названия становится ясным, что воспламеняется он посредством трения о шероховатую поверхность, иными словами, терку спичечного коробка, которая поставляется, как правило, в комплекте с петардами. В качестве запала также может использоваться фитиль. Задачей данного компонента в петарде является его воспламенение, запуск механизма детонации. У данного компонента может существовать много различных вариаций состава, в зависимости от степени воспламенения. Следовательно невозможно сказать точный состав но примерно в этой смеси содержится примерно хлорат калия (KClO3) 32–42 %, трехсернистая сурьма (Sb2

S3) 32–38 %, карбид циркония (ZrC) или карбид титана (TiC) 29–35 %, нитроцеллюлоза([C6H7(NO2)3O5]n) 0,2–2 %. Как уже говорилось, также может в качестве воспламенителя может быть фитиль, другими словами огнепроводной шнур или Бикфордов шнур. Фитиль представляет из себя нить, стопин, тонкий шнурок, пропитанный смесью селитры с порохом, покрытый шнуровым порохом защищенная двумя оплетками, внутренней и внешней, также для достижения герметичности, данная конструкция пропитана гидрофобным составом, в Бикфордовом шнуре в его роли используется асфальт.

Рис. 2. Устройство фитиля

 

Замедлитель — это определенное вещество функцией которого является замедлить горение, тем самым дать время до детонирования заряда. Может не использоваться в том случае если петарда с дистанционным запалом и не требуется время чтобы заряд не находился рядом с человеком.

Цветопламенный состав — это часть петарды, отвечающая за световой или другой эффект. Также, пассивной функцией этого слоя в заряде является замедление горения.

Данный компонент может отсутствовать. Смесь может представлять из себя стружку металла, который при горении дает определенный пигмент, к примеру медь способна давать зеленоватый окрас пламени.

Заглушка — это компонент который позволяет петарде взорваться. Заглушка удерживает все газы, образующиеся при горении основного состава, внутри, тем самым создавая давление, которое разрывает корпус петарды. Как правило делается гипса или спрессованного при большом давлении мела. Проблемами таких заглушек является то, что они гидрофильны, при давлении есть вероятность она вылетит и петарда не взорвется, имеют небольшой запас прочности. Взглянув на шкалу Мооса, становится ясным что заглушку, состоящую из мела или гипса возможно повредить даже ногтем. Необходимо также отметить, что без заглушки петарда не взорвется.

Основной состав, он же взрывной — это вещество является главным компонентом петарды. Как правило используется дымный порох. Дымный порох является взрывоопасной селитро-сероугольной смесью. В его состав входит примерно 75 % калиевой селитры (нитрат калия, KNO3), 15 % угля(C) и 10 % серы(S).

Селитра

Порох на 75 % состоит из калиевой селитры. Необходимо понять, что она из себя представляет и какие виды существуют. Селитра — минералы, содержащие нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, аммония. Селитра в порохе является окислителем и при нагревании легко от дает кислород. Кислород, который выделился из селитры, окисляет серу и уголь, которые в свою очередь являются восстановителями.

С увеличением содержания селитры в порохе примерно до 80 % сила пороха возрастает и скорость его горения увеличивается. В природе много веществ, богатых кислородом, но для целей пороходелия и пиротехники находит применение почти исключительно калиевая селитра, так как она в наибольшей степени удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к окислителям в составе пороха (малая гигроскопичность и невысокая чувствительность. Селитра — это удобрение которое используется для восполнения в растении недостатка азота, калия, кальция. При недостатке азота (N) у растения наблюдаются мелкие, узкие листья, окраска их меняется на бледно-зеленый, малое количество побегов и ветвление. При недостатке калия (K) окраска листьев становится голубовато-зеленый, тусклый, часто с бронзовым оттенком, также наблюдается пожелтение и отмирание кончиков и краев листьев.

При недостатке кальция (Ca) у листьев наблюдается искривление, и края их закручиваются кверху, листья становятся неправильной формы, буреют. Всего выделяют четыре типа селитры: Калийная (KNO3) которая используется в порохе, Натриевая (NaNO
3
), Кальциевая (Ca(NO3)2), Аммиачная (NH4NO3). Начиная с середины XI в. селитрой называли нитрат калия KNO3 — главную составную часть пороха. Для получения калийной селитры служили селитряницы — кучи из смеси навоза, органических отходов с известью, мергелем, строительным мусором и т. п. с прослойками из сухих палок или соломы. Аммиак, образующийся при гниении, который в процессе нитрификации (с помощью бактерий) переходил вначале в азотистую, а позже в азотную кислоту. Последняя кислота, взаимодействуя с CaCO3(карбонат кальция), давала Ca (NO3)2(нитрат калия), который выщелачивали водой. После добавления древесной золы (состоящей в основном из карбоната калия) приводила к осаждению CaCO3 и получению раствора KNO3. Данный способ добычи калиевый селитры применялся примерно до 1854, когда немецкий химик К. Нёльнер начал производство селитры, основанное на реакции в растворе:

KCl + NaNO3 = KNO3 + NaCI

Уголь

Уголь — это горючее вещество. Для пиротехники употребляется древесный уголь, как правило ольховый или крушинный. Уголь из смолистых пород деревьев применять нежелательно, так как пороха, приготовленные с использованием такого угля, трудно воспламеняются. С увеличением содержания углерода в угле — увеличивается скорость горения, а при увеличении количества угля в порохе скорость горения пороха наоборот снижается.

Сера

Роль серы в порохе. Сера, с одной стороны, является цементатором, который связывает селитру и углем, а с другой, — горючим веществом, облегчая воспламенение пороха, так как температура воспламенения серы меньше, чем температура воспламенения угля. От увеличения содержания серы в порохе сила пороха и скорость горения уменьшаются. Сера встречается в кристаллической и аморфной формах. В пиротехнке применяется сера с температурой плавления 114,5° и только кристаллической формы.

Реакции порохов

Горение пороха очень сложно, поэтому реакцию разложения невозможно представить одним уравнением, правильно отображающим процесс. Следует отметить что, правильного уравнения для пороха не существует, так как это непосредственно зависит от вида пороха и процентного содержания каждого компонента пороха, вида компонента. Могут встречаться следующие реакции:

10KNO3 + 4S +13С = 3K2СО3 + 0,5K2SO4+1,5K2S2 + 9CO2 + СО + N2.

10KNO3 + 3S + 8С = 3K2SO4 + 2K2СО3 + 6CO2 + 5N2.

2KNO3 + S + 3СN + 3C = K2

S + N2 + 3CO

10KNO3 + 8C + 3S = 2K2CO3 + 3K2SO4 + 6CO2 + 5N2

Также не стоит забывать о том, что с течением времени процентное содержание каждого вещества в порохе может изменяться, следовательно, и горение его будет неодинаковым.

 

История

Подлинно сказать, кто и когда изобрел порох нельзя, но принято считать, что это вещество родом из Древнего Китая. Также существует гипотеза, что порох был открыт за 1,5 тысячи лет до Р. Х. В Древнем Китае на то время было обнаружено достаточное количество селитры. Необходимо отметить, как они использовали селитру зачастую вместо соли, или добавляя в лекарства. Обнаружилось что при горении с углем эта смесь дает вспышки. Древне-Китайский медик Тао Хун-цзин впервые описавший свойства селитры. Обнаружилось селитру часто использовали алхимики. Одним из первых образец пороха изобрел китайский даос Сунь Сы-мяо в VII веке. Приготовив смесь селитры, серы и локустового дерева и нагревая ее в тигле, он получил неожиданно сильную вспышку пламени. Полученный порох еще не обладал большим взрывчатым эффектом, потом его состав был усовершенствован другими алхимиками, установившими его основные составляющие: калиевую селитру, серу и уголь. С течением веков его состав не изменялся и использовался для зажигательных снарядов, получивших название «хо пао», что переводится, как «огненный шар». Также китайцам приписывается изобретение петард и фейерверков. Из себя они представляли набитую порохом бамбуковую палочку, которая поджигалась и запускалась в небо. Позже, когда качество пороха улучшилось, а количество увеличилось, его стали использовать, как взрывчатое вещество в фугасах и ручных гранатах, но не могли догадаться использовать возникавших при горении пороха, для метания ядер и пуль. Из Китая способ изготовления пороха попал к арабам и монголам. Уже в начале ХIII века арабы, достигшие высочайшего мастерства в пиротехнике, устраивали изумительные по красоте фейерверки. От арабов способ изготовления пороха попал в Византию, а затем в Европу. Приблизительно в 1220 году европейский алхимик Марк Грек запишет способ изготовления пороха в своем трактате. Пройдет порядка 100 лет, пока рецепт пороха не перестанет быть тайной. Легенда связывает вторичное открытие пороха с именем монаха Бертольда Шварца. Также существует легенда что примерно в 1320 году алхимик, проводя опыты, случайным образом составил смесь из селитры, угля и серы и начал ее толочь в ступке, а вылетевшая из очага искра, попав в ступку, привела к взрыву, что явилось открытием пороха. Бертольду Шварцу приписывают идею использования пороховых газов при метании камней, а также изобретение одного из первых артиллерийских орудий в Европе. Впрочем, история с монахом, это скорей всего лишь легенда. В середине ХIV века появились цилиндрические стволы, из которых стреляли пулями и ядрами. Оружие было поделено на ручное огнестрельное и артиллерийское. В конце ХIV века из железа ковали стволы крупного калибра, предназначенные для стрельбы каменными ядрами.

Подводя итог, необходимо отметить, что существует множество видов различных порохов, которые используются в различных сферах. На данный момент активно ведутся улучшения различных взрывчатых составов. Дымный порох является одним из важнейших изобретений человечества.

 

Литература:

 

  1. А. Н. Каляженков, Д. П. Мальгин Взрывчатые вещества и пороха
  2. М. А. Фиошина, Д. Л. Русин Основы химии и технологии порохов и твердых ракетных топлив.
  3. Гальвитц У. Артиллерийские пороха и заряды

Селитра и дымный порох — 17 Июля 2013

Первым энергонасыщенным соединением, освоенным человеком стал дымный (или черный) порох. Он представляет собой мелкодисперсную смесь калийной селитры (75%), серы (10%) и древесного угля (15%). Различные историки считают родиной черного пороха Китай или Индию, некоторые называют даже страны северной Африки. Точную дату открытия черного пороха также, не удалось установить. Предположительно это вторая половина первого тысячелетия нашей эры. Хотя, пиротехнические смеси различного назначения могли применяться и раньше.

В засушливых регионах южных стран встречаются месторождения селитры. Так как климат планеты значительно менялся, то и в некоторых северных странах встречаются залежи селитр. Слово «селитра” означает соль азотной кислоты. Различают натриевую или Чилийскую селитру, калийную или Индийскую селитру (другое историческое название «китайский снег”, из-за рыхлости, блеска и белизны кристаллов), кальциевую или Норвежскую селитру. Название происходит от места, где впервые были обнаружены залежи данной селитры. Каждое месторождение имеет свои особенности, например залежи в Чили образовались в результате испарения дождевой воды. Из-за сухого климата, вся влага, выпадающая с осадками испаряется не достигая грунтовых вод, в результате происходит накопление в почве вымытых дождем солей. Так как дождевая вода содержит небольшое количество азотной кислоты (в результате разрядов атмосферного электричества – молний), то в солях преимущественными анионами являются кислотные остатки азотной кислоты.

Залежи в скандинавских странах образовались по аналогичному механизму, но они древнее и скопление осадков происходило в более влажном регионе, что привело к проникновению дождевой воды до уровня грунтовых вод и их взаимодействия с залежами извести вулканического происхождения (складки скальной породы вулканического происхождения стали теми нишами, где происходило скопление селитры). В результате тектонической активности, некоторые участки, богатые селитрой поднялись практически до поверхности почвы.

Как известно, ближе к экватору, в результате более протяженной атмосферы, происходит больше молний. А засушливый климат способствует накоплению селитр в почве. Вероятно, первое знакомство людей с селитрой произошло в результате адсорбционных свойств древесного угля. После прогорания костра, на его месте остались угли, прошел небольшой дождик, растворивший некоторое количество селитры на поверхности земли. Древесный уголь впитал в себя рассол, после высыхания, селитра осталась на развитой внутренней поверхности угля. Когда люди развели огонь на этом месте вновь, то заметили активное, яркое горение углей, оставшихся с прошлого раза. Так были определены места, где огонь разгорался во второй раз интенсивнее, чем в другом месте. Осмотрев такие места, люди обнаружили наличие на поверхности земли еле заметный белесый налет мелких кристалликов, легко растворимых в воде. Собрав некоторое количество этих кристалликов, человек бросил их в огонь, в месте, куда упали кристаллы, огонь на несколько секунд разгорелся интенсивнее. Это заинтересовало человека и подтолкнуло к дальнейшим экспериментам.

Вначале селитру использовали для облегчения розжига костров, затем для изготовления простеньких факелов для нужд охоты на хищников и проведения ночных боевых операций. Впоследствии селитра нашла свое применение как основной компонент пиротехнических и зажигательных смесей.

Со свойствами серы человек познакомился, судя по всему, задолго до открытия свойств селитры. Это произошло, вероятно, также у очага, когда люди обложили огонь камнями, а из некоторых камней выплавилось и загорелось синеватым пламенем желтое вещество, похожее на смолу. Смолу люди применяли как для нужд медицины, так и для изготовления зажигательного оружия. Еще в «Ветхом завете» описано использование серной пропитки для зажигательных стрел.

В один прекрасный день догадались смешать два по отдельности малоэффективных зажигательных состава: серу и смесь селитры с топливом (опилки, пакля, солома, сенная труха или древесный уголь, неизвестно). Результат превзошел ожидания, смесь сгорела в несколько раз быстрее и интенсивнее, чем без серы. Этот день стал днем рождения легендарного состава, которому было суждено повлиять на историю всего человечества.

Роль селитры в порохе заключается в подаче кислорода в зону горения, за счет термического разложения. Процесс разложения нитратов может протекать по различным механизмам, в зависимости от активности металла. Для наименее активных металлов (золото, ртуть, серебро) характерно полное разложение до чистого металла, окислов азота и кислорода. Металлы средней активности (железо, медь, никель) разлагаются до оксида металла, окислов азота и кислорода. Для производства пороха и пиротехнических смесей используют оксиды активных металлов, которые разлагаются до нитрита и кислорода, при более сильном нагревании разложение протекает как для металлов средней активности.

Ведущую роль играют нитраты наиболее легких щелочных и щелочноземельных металлов. В основном калия, так как нитраты лития, кальция и натрия отличаются высокой гигроскопичностью, то есть притягивают воду, что приводит к отсыреванию пороха. Хотя в конце 19-го первой половине 20-го веков находили применение бризантные ВВ, в состав которых входили нитраты натрия и кальция (что объясняется как нуждами военного времени, так и герметичностью укупорки).

Кроме залежей природной селитры, калийную селитру получали из грунта. Так как оксиды азота выделяются также при гниении белковых и других азотсодержащих органических соединений. Для этого складывали кучу из грунта, биологических отходов (главным образом, отходы обработки мяса, туши не пригодные в пищу, инкременты и пр.) и золы (источник ионов калия). Кучу создавали в затененном месте (что бы прямой солнечный свет не истреблял бактерий) и часто увлажняли водой. Запах, распространяющийся по окрестностям, современному человеку даже трудно вообразить. После перегнивания (3-10 месяцев), массу промывали теплой водой, воду отстаивали и упаривали на солнце, массу обогащали свежими биологическими отходами и возвращали на место. После упаривания собирали кристаллы, очищали их перекристаллизацией и сушили. Полученная таким образом селитра не блистала особой чистотой, но, свою задачу выполняла. Из-за примесей селитра имела запах, так называемый «селитряной дух”, который представлял собой смесь запахов оксидов азота, деструктирующих аминокислот и продуктов гидролиза нитратов азотсодержащих оснований (карбамид, гидразин, гидроксиламин и др. продукты недопревращения белковых веществ).

Главная роль серы в порохе заключается в протекании при высокой температуре термодинамически выгодной реакции между нитритом и серой. При этом получается сульфид активного металла и оксиды азота, что позволяет легко извлечь из селитры весь аккумулированный в ней кислород. Также сера снижает температуру воспламенения пороха и играет роль связующей пасты при формовании пороховых элементов. Разложение сухого нитрата натрия начинается при ~240оС, нитрата калия ~400оС. Пары серы воспламеняются на воздухе при 300-400оС, в чистом кислороде при 200-250оС. Это обуславливает высокую огнеопасность дымного пороха, он может воспламениться даже от сильного удара или от статического электричества при пересыпании. Правда, это касается только очень сухого пороха, так как, влажный порох еще потребляет энергию на разрушение кристаллосольватов и испарение поглощенной влаги. При значительном увлажнении наблюдается агрегация (слипание) частиц селитры, при этом нарушается однородность пороха. Что приводит к снижению дисперсности смеси, следовательно, к снижению скорости горения.

Удельная скорость горения дымного пороха (как и большинства пиротехнических смесей) зависит от дисперсности смеси, так как реакция с главным топливом – углем, протекает только с поверхности частиц (селитра и сера могут плавиться). Кроме того, скорость горения зависит от пористости пороховых элементов, так как пламя может распространяться по порам и трещинам пороховых элементов. Также, скорость горения пороха повышается при снижении его влажности.

Все это поняли только к 17-18 векам в результате опытов Ломоносова, Лавуазье, а также многих других ученых и алхимиков. Вначале использовали порох в виде пороховой мякоти – мелкого, похожего на черно-серую пудру порошка. Но, такой порох сильно притягивал влагу, пылил при пересыпании, пачкал любую поверхность которой касался, легко просыпался через ткань мешков и, главное, горел нестабильно. Нестабильное горение стало следствием различной плотности в массе заряда и неоднородного распространения пламени в заряде, что снижало меткость и вело к перерасходу пороха и слишком высокому давлению в стволе.

Выход был найден в начале 16-го века в Европе, он заключался в формовании из пороховой мякоти мелких кусочков. Для этого порох прессовали на бегунах (массивные колеса на валу, используемые для измельчения и уплотнения пороховой массы) пороховой мельницы и дробили на мелкие кусочки, которые отделяли от пыли на мелком сите. За счет меньшей площади поверхности, такой порох меньше притягивал влагу, а промежутки между кусочками легко пропускали пламя, способствуя быстрому и равномерному его распространению по всему объему заряда.

В конце 18-го века ввели операцию полирования зерен в галтовочном барабане, что сгладило их форму, уплотнило и разровняло поверхность. Это привело к еще меньшей гигроскопичности, меньшей огнеопасности и повышению равномерности горения. Во второй половине 19-го века при полировке зерна стали добавлять немного графитовой пыли, что создало на поверхности зерен блестящий графитовый слой. Этот слой хорошо проводит электричество, что снизило опасности статических разрядов при пересыпании или перемешивании пороха. Кроме того, графитовка создает дополнительную защиту от влаги. Примерно в то же время был введен в артиллерию призматический порох, представляющий собой призмы или кубы, спрессованные на гидравлическом прессе. Такой порох горел более медленно и плавно даже при достаточно большом давлении (хотя прожил не долго, был вытеснен пироксилиновыми порохами).

Технологию, специфику применения, преимущества и недостатки дымного пороха рассмотрим в следующий раз.

Дымный порох Википедия

Современный дымный порох российского производства

Ды́мный по́рох (также чёрный порох[1]) — исторически первое метательное взрывчатое вещество (ВВ), состоящее в основном из трёх компонентов: селитры, древесного угля и серы. Изобретён, по-видимому, в Китае в Средневековье. На протяжении около 500 лет, до середины XIX века, был практически единственным доступным человечеству взрывчатым веществом. К 1890-м годам оказался почти полностью вытеснен из военной сферы более совершенными ВВ; в частности, как метательное вещество уступил место различным видам бездымного пороха. Тем не менее, дымный порох продолжает ограниченно применяться и в настоящее время, прежде всего в пиротехнике. Иногда порох используется как вышибной заряд в некоторых видах боеприпасов и в дистанционных трубках, а также стрелками-любителями и охотниками при ручном снаряжении патронов[1][2][3].

К явным недостаткам дымного пороха при использовании в военном деле относится его весьма малая мощность в сравнении с бездымным порохом (не говоря уже о бризантных ВВ). Кроме того, как следует из названия, при сгорании он образует плотное облако дыма, демаскирующее огневую позицию стрелка или орудия, затрудняющее обзор цели и сектора стрельбы, а также усложняющее визуальный контроль результатов обстрела. Достоинствами чёрного пороха являются чрезвычайно длительный срок хранения, в меньшей степени — слабая чувствительность к изменениям температуры воздуха, сравнительная безопасность для оружия при стрельбе, простота и дешевизна производства[1][2][3][4].

История дымного пороха[ | ]

Бертольд Шварц, которому легенда приписывает изобретение пороха в Европе около 1330 года

Считается установленным, что порох был изобретён в Китае, где в виде селитро-серо-угольной смеси был известен уже около X века[1]. Широко известное произведение Ф. Энгельса «Артиллерия», написанное им для американской Новой энциклопедии, содержало такие строки[5][6]:

Смесь селитры с серой — Справочник химика 21

    В этом Указе дано следующее соотношение селитры, серы и угля 70, 15 и 15%, т. е. примерно такое же, как и в более поздних рецептах. Из Указа видно, что смесь селитры, серы и угля подвергали толчению (несомненно в ступах), опрыскивали (вместо воды) вином, затем (видимо, после разбивки комьев) просеивали порох через сито, получая зерна. [c.446]

    Токсическое действие. В производстве черного пороха (смесь селитры, серы и угля) у рабочих наблюдались изъязвления слизистой оболочки носа и даже прободение носовой перегородки уже после нескольких месяцев работы. [c.127]


    Если при этом две смеси имеют один и тот же окислитель илп горючее, получается так называемая тройная смесь. Примером тройной смеси пз одного окислителя и двух горючих является дымный порох, состоящий из калиевой селитры, серы и угля. Такие тройные смесп обычно имеют значительно большую скорость горения, чем каждая из исходных двойных смесей. Это явление можно объяснить схематично следующим образом. В первый момент возникновения горения начинает гореть горючее, имеющее большее сродство с кислородом при этой реакции выделяется тепло, которое улучшает условия горения второго горючего. Горение его будет в свою очередь способствовать более энергичному горению первого горючего. Таким образом процесс сравнительно быстро развивается, 1 и скорость горения значительно возрастает. Следовательно, при горении тройной смеси реакция проходит чрезвычайно энергично. [c.17]

    Производство серной кислоты в камерах долгое время велось периодически в свинцовую камеру вводилась смесь серы с селитрой, сера зажигалась и все отверстия в камере закрывались. Образующаяся серная кислота растворялась в воде, покрывавшей дно камеры. По окончании процесса камеру вентилировали. После нескольких подобных операций получалась серная кислота соответствующей крепости  [c.124]

    Дымный, или черный, порох — старейшее из известных взрывчатых веществ он представляет собой механическую смесь тонкоизмельченной калиевой селитры, серы и угля. Наиболее распространенный вид дымного пороха состоит из 75 процентов калиевой селитры, 15 процентов угля и 10 процентов серы. [c.140]

    Основой большинства пиротехнических смесей являются так называемые основные составы, а именно черный порох (в виде зерен или пороховой мякоти), смесь селитры с серой, так называемый серый состав и угольный состав. [c.721]

    Процесс оксидирования можно осуществить, погружая изделия в расплавленные соли. Обычно для этих целей используют расплавленную смесь селитры и двуокиси марганца, нагретую до 350° С. Погружения изделий в ванну на несколько секунд достаточно для образования поверхностной пленки черного цвета. Для аналогичных целей применяют и другие составы расплавленных смесей. Пленки красивого синего цвета образуются в расплаве 55% нитрита и 45% нитрата натрия при температуре 250—300° С. При более низких температурах окисная пленка имеет желто-коричневый оттенок, а при нагревании расплава до 350° С — серо-голубой цвет. Время обработки колеблется от 15 до 150 мин, в зависимости от температуры нагрева. [c.161]


    Почти с первых лет применения у нас черного пороха вопросу его состава уделяли большое внимание. Соотношение селитры, серы и угля, входящих в состав пороха, колебалось относительно в небольших цределах. В пороховую смесь иногда вво.дили и другие вещества из старинных рецептов мы узнаем, что якобы хороший порох получается при прибавлении (во время его изготовления) вина предлагали примешивать к нему кам-фору, уголь заменять опилками и т. д. [c.445]

    Таким образом, современные пороха и твердые ракетные топлива, (за исключением черного пороха, представляющего собой механическую смесь углерода, серы и селитры), являются термопластичной (пироксилиновые, баллиститные, сферические) или термореактивной (смесевые) полимерной композицией с различной степенью [c.13]

    Самое старое из одноосновных ракетных топлив — это обыкновенный ружейный (или черный) порох. Он представляет собой плотную смесь зерен окислителя (селитры) с восстановителем (зернами серы и древесного угля). В ружейном стволе такая смесь действует как «медленно горящее» ВВ или метательное ВВ. Этот процесс можно представить как последовательность реакций разложение [c.164]

    Известно, что персы и греки делали зажигательные стрелы, окуная их в смесь нефти и серы. При военных действиях применялся греческий огонь, представлявший собой горючую смесь, содержащую нефть, серу и селитру. Эта смесь горела даже на воде. [c.11]

    Летописцы рассказывали во время осады крепостей греческими (византийскими) армиями, специальные люди метательной машиной запускали сосуды с таинственной смесью. Когда снаряд достигал цели, он разлетался на мелкие кусочки, и пламя распространялось сразу во многих направлениях. Загасить этот огонь водой не удавалось, так как основу смеси составляли смола и нефть (с добавлением жженой извести, селитры и серы). Поэтому смесь можно было разлить по поверхности воды. Когда флот арабов в 670 году осадил столицу Византии — город Константинополь, защитники города вылили в море огромное количество зажигательной смеси. Пламя охватило арабские корабли, и через несколько часов от флота остались лишь воспоминания. [c.8]

    Нитраты как окислители в сухих реакциях, а) Отвесить а весах 1,54 г калийной селитры, 0,22 г серы и 0,24 г угля (все вещества должны быть в порошкообразном виде) и тщательно перемешать на бумаге шпателем. Высыпать полученную пороховую смесь на асбест и поджечь длинной лучинкой в вытяжном шкафу (осторожно ). Составить уравнение реакции горения смеси. Почему при изготовлении пороха применяют калийную селитру, а не натриевую  [c.272]

    Сухую пробирку зажмите в лапке штатива в вертикальном положении (под тягой ) и поместите в нее 2 г нитрата калия. Расплавьте соль, внесите в нее накаленный кусок угля и тотчас же поставьте перед собой защитный прозрачный экран. Бросьте в пробирку кусок серы и наблюдайте интенсивное горение. Как называется в технике смесь, состоящая из 77% селитры, 12% угля и 11 % серы Составьте приближенное уравнение горения этой смеси. [c.191]

    Получение концентрированной азотной кислоты нз селитры. К находящейся в реторте высушенной селитре прибавляют одну треть эквимолекулярного количества концентрированной серной кислоты и смесь нагревают в вакууме на водяной бане. По мере того как нз реторты отгоняется азотная кислота уд. в. 1,. 53 (при 15°), к смеси постепенно прибавляют остальное количество сериой кислоты. По окончании перегонки в реторте остается бисульфат. [c.232]

    Если черного пороха нет, то его готовят самостоятельно. Для этого хорошо высушенные древесный

Реакторы нитрата серы.

В идеальном аквариуме нитраты естественным образом удаляются с помощью анаэробных бактерий в живых камнях или песчаном дне. Если нитраты все еще остаются, они усваиваются макроводорослями, растущими в рефугиуме. Это идеальный сценарий, и у нас, аквариумистов, редко бывает, что все работает идеально. Остаточный нитрат часто накапливается в наших резервуарах. Это может быть вина из-за большого количества рыбы или чрезмерного кормления. Возможно, аквариум не может поддерживать достаточно сильную популяцию анаэробных бактерий, или что-то постоянно выкачивает в воду поток нитратов.Независимо от причины, нитраты трудно полностью исключить из морского аквариума. Что еще хуже, мы все знаем цену нитратов, увеличение роста водорослей, потенциал цианобактерий, замедление роста кораллов, потемнение кораллов и возможный быстрый наркоз тканей. В любом случае избыток нитратов — плохая новость для рифовых аквариумов. Хотя уровень нитратов в три промилле или ниже вполне допустим, во многих рифовых аквариумах уровень нитратов превышает 10 промилле. Это приводит к множеству проблем, которые часто трудно исправить.Введите нитратные реакторы на основе серы.

Варианты уменьшения содержания нитратов:

Обычно аквариумисты испытывают множество проблем, пытаясь уменьшить содержание нитратов. Некоторые добавляют больше живых камней, надеясь увеличить площадь поверхности для анаэробных бактерий. Другие образуют глубокие песчаные пласты или заполняют свои рефугиумы макроводорослями. Некоторые хранители рифов устанавливают реактор для биопеллет или традиционный нитратный реактор. В реакторах с биопеллетами используется усваиваемый бактериями углеродный полимер (часто называемый биопластиком) для увеличения присутствия анаэробных бактерий.Бактерии используют углерод в качестве источника пищи и, переваривая биопластик, также усваивают нитраты. Хотя известно, что эти реакторы работают, они были замешаны в прорывах цианобактерий, если выходная мощность реактора не направляется в скиммер для белка.

В традиционных нитратных реакторах для культивирования анаэробных бактерий используются низкие скорости потока через соответствующую среду. Основным недостатком этих реакторов является то, что в них требуется подавать растворимый источник углерода (часто ежедневно). Количество корма зависит от существующего уровня нитратов, и может быть сложно дозировать нужное количество в нужное время.Они также склонны к отключению из цикла — процессу, при котором анаэробные бактерии в фильтре умирают. Это вызывает накопление нитратов в органическом веществе внутри реактора, что часто приводит к тому, что вода, выходящая из реактора, насыщается нитратами, иногда более 50 частей на миллион. Постоянное добавление растворимого углерода накапливается в воде, снижая ph. Часто аквариумисты, использующие традиционные нитратные реакторы, либо постоянно дозируют, либо добавляют вторичный реактор для буферизации pH и удаления избытка CO2.Бактерии в традиционных нитратных реакторах также создают густую белую слизь, которая накапливается в шлангах, и ее необходимо время от времени смывать. К сожалению, вымывание этой слизи может привести к дециклированию, так как это задерживает популяцию бактерий.

Ни биопеллеты, ни традиционные нитратные реакторы не требуют технического обслуживания и без последствий. Именно их недостатки привели к популярности денитратов на основе серы.

Как сера снижает содержание нитратов:

В реакторах с нитратами на основе серы используется процесс, называемый автотрофная денитрификация серы .Уже более 10 лет этот процесс используется для удаления избытка нитратов из пресной питьевой воды. Бактерии, такие как Thiobacillus denitrificans и Thiomicrospira denitrificans , обитают в реакторе в бескислородных условиях. Здесь они окисляют восстановленную серу до сульфата, восстанавливая нитрат, чтобы высвободить кислород для собственного использования. Эти бактерии используют остаточный CO2 в воде в качестве источника углерода, поэтому им не требуется постоянная дозировка. Этот процесс был массово применен к морской воде в 1994 году, когда французский химик Марк Лангуэ предложил идею куратору Musée des Arts Africains et Océaniens в Париже (MAAO).Лангуэ провел три года, тестируя этот метод на своем собственном домашнем морском аквариуме, и после широкого ряда испытаний в MAAO этот метод был использован как эффективный способ избавления морской воды от нитратов.

В реакторах с нитратом серы используются маленькие шарики элементарной серы в контактной камере. Вода вводится в нижнюю часть камеры очень медленно, выходя наверху. Когда вода медленно поднимается, кислород удаляется, делая воду анаэробной дальше в контактной камере. На этом этапе бактерии будут использовать нитрат в отсутствие кислорода, и к тому времени, когда вода выйдет из реактора, большая часть нитрата будет удалена.Обратной стороной этой химической реакции является то, что высвобождаются ионы водорода, что делает морскую воду более кислой. Большинство реакторов для серы пропускают воду через измельченный коралл перед тем, как вернуть его в резервуар, поскольку кислая вода растворяет измельченный коралл и восстанавливает pH и кальций. Поскольку сульфат является еще одним побочным продуктом химической реакции внутри реактора, измельченный коралл также поглощает его и удаляет до того, как вода снова попадет в аквариум.

Плюсом реакторов на основе серы является то, что они практически не требуют технического обслуживания.Гранулы серы служат долго, и некоторые системы заявляют, что их никогда не нужно заменять. Измельченная коралловая среда со временем растворится, и ее потребуется заменить, но даже это может длиться длительное время. Их намного проще использовать и обслуживать, и они не несут рисков, связанных с традиционными нитратными реакторами или биопеллетами.

Насколько эффективны нитратные реакторы на основе серы?

Как и любой другой метод фильтрации с использованием бактерий, реакторы с нитратом на основе серы нуждаются в циклическом цикле.В большинстве случаев это занимает около месяца, пока реактор не будет загружен достаточным количеством бактерий для завершения химической реакции. После цикла эти реакторы очень эффективны и, возможно, являются наиболее эффективным методом удаления нитратов. Сначала я использовал нитратный реактор на основе серы в рифовом аквариуме, где биопеллеты и другие альтернативы не смогли снизить уровень нитратов. Уровень нитратов в резервуаре колебался от 16 до 25 промилле, и даже после большой подмены воды нитраты быстро возвращались обратно.

Примерно через месяц езды на велосипеде я заметил падение нитратов до 11 частей на миллион, затем до 5 частей на миллион, и в течение 45 дней их нельзя было обнаружить. Во время цикла важно регулировать скорость потока через реактор, обычно от трех падений производительности в секунду до одного падения производительности в секунду. Я продолжаю запускать нитратный реактор на основе серы на одном из моих рифовых резервуаров, и он поддерживает химическую реакцию практически без технического обслуживания в течение многих лет, удерживая нитраты на неопределяемом уровне.

Если вы рассматриваете реактор с нитратом на основе серы, вы заметите, что он имеет более высокую начальную стоимость, чем реакторы с биопеллетами или некоторые другие методы удаления нитратов. Однако, поскольку они не требуют постоянной замены носителя или дозирования растворимого углерода, в целом они безубыточны с точки зрения затрат.

.

10 Некоторые методы снижения содержания оксидов серы на электростанциях | Контроль качества воздуха и стационарных источников выбросов

использовался для (1) испытаний коэффициентов масштабирования из лабораторных исследований, (2) демонстрации стадии разделения твердой и жидкой фаз и (3) оценки эффектов, которые могут иметь более высокие давления водорода.

Пилотная установка гораздо меньшего размера (5 т / день), использующая тот же процесс, была построена компанией Southern Services Inc. в Уилсонвилле, штат Алабама. Хотя пилотная установка находится в эксплуатации уже некоторое время, данные о ее работе еще не опубликованы.

Sohio объявила, что пытается организовать частное финансирование прототипа завода мощностью 900 тонн в день с использованием этого типа процесса. Он будет построен недалеко от Толедо, штат Огайо, рядом с существующей электростанцией. Проект разработан, чтобы продемонстрировать производство морского топлива из угля в достаточно больших масштабах, чтобы не было риска при масштабировании до полноразмерной установки, и продемонстрировать, что произведенное топливо можно использовать в полноразмерном котле.

Даже если проект Sohio будет завершен, испытания, вероятно, начнутся в конце 1978 года.При испытательном периоде в один год первые коммерческие установки не могут быть введены в эксплуатацию до 1982 или 1983 годов, и маловероятно, что многие установки будут построены одновременно, пока хотя бы одна установка не будет фактически использована в промышленных масштабах.

Исследовательский институт электроэнергетики нанял Бэбкока и Уилкокса для изучения горения SRC. Испытание горения 30 тонн SRC запланировано на февраль 1975 года.

Затраты на производство малосернистого и малозольного угля все еще трудно оценить даже приблизительно.Было опубликовано большое количество различных оценок, но быстро растущие затраты как на уголь, так и на тяжелое строительство делают большую часть предыдущих оценок низкими. При цене угля 20 долларов за тонну (80 центов за миллион БТЕ) малосернистый и малозольный уголь будет стоить (в долларах 1974 года) в диапазоне 1,75–2 доллара за миллион БТЕ.

Ряд других процессов ожижения угля изучается, но они либо проходят испытания в меньшем масштабе, так что коммерциализация будет еще более поздней,

,

серы | Определение, свойства, использование и факты

Сера (S) , также обозначается как сера , неметаллический химический элемент, принадлежащий к кислородной группе (группа 16 [VIa] периодической таблицы), один из наиболее реактивных элементов. Чистая сера представляет собой хрупкое твердое вещество бледно-желтого цвета без вкуса и запаха, плохо проводящее электричество и нерастворимое в воде. Реагирует со всеми металлами, кроме золота и платины, с образованием сульфидов; он также образует соединения с несколькими неметаллическими элементами.Ежегодно производятся миллионы тонн серы, в основном для производства серной кислоты, которая широко используется в промышленности.

Британская викторина

118 символов и названий периодической таблицы викторины

Be

  • сера: подводная кипящая сера Кипящие котлы расплавленной серы на склоне вулкана Никко у Марианских островов. Основное финансирование этой экспедиции было предоставлено Программой исследования океана NOAA и программой NOAA Vents; видеоклипы отредактированы Биллом Чедвиком, Государственный университет Орегона / NOAA Просмотреть все видеоролики к этой статье
  • сера: кипящая сера под водой Одна рука дистанционно управляемого транспортного средства Джейсона пробивает тонкую корку на залежи расплавленной серы недалеко от Марианы острова. Основное финансирование этой экспедиции было предоставлено Программой исследования океана NOAA и программой NOAA Vents; видеоклипы отредактированы Биллом Чедвиком, Университет штата Орегон / NOAA См. все видео к этой статье

По космическому изобилию сера занимает девятое место среди элементов, составляя только один атом из каждых 20 000–30 000.Сера встречается в несвязанном состоянии, а также в сочетании с другими элементами в горных породах и минералах, которые широко распространены, хотя она классифицируется среди второстепенных компонентов земной коры, в которых ее доля оценивается между 0,03 и 0,06%. На основании открытия, что некоторые метеориты содержат около 12 процентов серы, было высказано предположение, что более глубокие слои Земли содержат гораздо большую долю. Морская вода содержит около 0,09% серы в форме сульфата.В подземных отложениях очень чистой серы, которые присутствуют в куполообразных геологических структурах, считается, что сера образовалась в результате действия бактерий на минеральный ангидрит, в котором сера соединяется с кислородом и кальцием. Отложения серы в вулканических регионах, вероятно, образовались из газообразного сероводорода, образующегося под поверхностью Земли и преобразованного в серу в результате реакции с кислородом воздуха.

Свойства элемента
атомный номер 16
атомный вес 32.064
точка плавления
ромбическая 112,8 ° C (235 ° F)
моноклинная 119 ° C (246 ° F)
точка кипения 444,6 ° C ( 832 ° F)
плотность (при 20 ° C [68 ° F])
ромбический 2,07 г / см 3
моноклинный 1,96 г / см 3
степени окисления −2, +4, +6
электронная конфигурация 1 с 2 2 с 2 2 p 6 3 с 2 3 p 4

История

История серы — это часть древности.Само название, вероятно, пришло на латынь из языка осканов, древнего народа, населявшего регион, включая Везувий, где широко распространены месторождения серы. Доисторические люди использовали серу в качестве пигмента для наскальных рисунков; Один из первых зарегистрированных примеров искусства лечения — использование серы в качестве тонизирующего средства.

Сжигание серы использовалось в египетских религиозных церемониях еще 4000 лет назад. Упоминания «огонь и сера» в Библии связаны с серой, предполагая, что «адские огни» питаются серой.Начало практического и промышленного использования серы приписывают египтянам, которые использовали диоксид серы для отбеливания хлопка еще в 1600 году до нашей эры. Греческая мифология включает химию серы: Гомер рассказывает об использовании Одиссеем двуокиси серы для окуривания камеры, в которой он убил женихов своей жены. Использование серы во взрывчатых веществах и огнестрельных средствах датируется примерно 500 годом до нашей эры в Китае, а средства для производства пламени, используемые в войне (греческий огонь), были приготовлены из серы в средние века. Плиний Старший в 50 г. н.э. сообщил о нескольких отдельных случаях использования серы и, по иронии судьбы, сам был убит, по всей вероятности, парами серы во время великого извержения Везувия (79 г. до н. Э.).Сера рассматривалась алхимиками как принцип горючести. Лавуазье признал его элементом в 1777 году, хотя некоторые считали его соединением водорода и кислорода; его элементарная природа была установлена ​​французскими химиками Жозефом Гей-Люссаком и Луи Тенаром.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Естественное появление и распространение

Многие руды важных металлов представляют собой соединения серы, сульфидов или сульфатов.Некоторыми важными примерами являются галенит (сульфид свинца, PbS), обманка (сульфид цинка, ZnS), пирит (дисульфид железа, FeS 2 ), халькопирит (сульфид железа и меди, CuFeS 2 ), гипс (дигидрат сульфата кальция, CaSO 4 ∙ 2H 2 O) и барит (сульфат бария, BaSO 4 ). Сульфидные руды ценятся в основном за содержание металлов, хотя в процессе, разработанном в 18 веке для производства серной кислоты, использовался диоксид серы, полученный путем сжигания пирита. Уголь, нефть и природный газ содержат соединения серы.

В сере аллотропия возникает из двух источников: (1) различные способы связывания атомов в единую молекулу и (2) упаковка многоатомных молекул серы в различные кристаллические и аморфные формы. Сообщается о 30 аллотропных формах серы, но некоторые из них, вероятно, представляют собой смеси. Только восемь из 30 кажутся уникальными; пять содержат кольца из атомов серы, а остальные содержат цепи.

В ромбоэдрическом аллотропе, обозначаемом ρ-сера, молекулы состоят из колец из шести атомов серы.Эту форму получают обработкой тиосульфата натрия холодной концентрированной соляной кислотой, экстракцией остатка толуолом и выпариванием раствора с получением гексагональных кристаллов. ρ-сера нестабильна, в конечном итоге превращаясь в ромбическую серу (α-серу).

Второй общий аллотропный класс серы — это класс восьмичленных кольцевых молекул, три кристаллические формы которых хорошо охарактеризованы. Один из них — это ромбическая (часто неправильно называемая ромбической) форма, α-сера.Он стабилен при температурах ниже 96 ° C. Другой из кристаллических аллотропов кольца S 8 является моноклинной или β-формой, в которой две оси кристалла перпендикулярны, а третья образует наклонный угол с первыми двумя. Есть еще некоторые неясности относительно его структуры; эта модификация устойчива от 96 ° С до точки плавления 118,9 ° С. Второй моноклинный аллотроп циклооктасеры — это γ-форма, нестабильная при всех температурах, быстро превращающаяся в α-серу.

Сообщается об орторомбической модификации, кольцевых молекулах S 12 и еще одном нестабильном кольцевом аллотропе S 10 . Последний превращается в полимерную серу и S 8 . При температурах выше 96 ° C α-аллотроп превращается в β-аллотроп. Если дается достаточно времени для того, чтобы этот переход произошел полностью, дальнейшее нагревание вызывает плавление при 118,9 ° C; но если α-форма нагревается так быстро, что превращение в β-форму не успевает произойти, α-форма плавится при 112.8 ° С.

Сера представляет собой прозрачную подвижную жидкость желтого цвета, чуть выше точки плавления. При дальнейшем нагревании вязкость жидкости постепенно уменьшается до минимума примерно при 157 ° C, но затем быстро увеличивается, достигая максимального значения примерно при 187 ° C; между этой температурой и точкой кипения 444,6 ° C вязкость уменьшается. Цвет также меняется, становясь от желтого до темно-красного и, наконец, до черного примерно при 250 ° C. Считается, что изменения цвета и вязкости являются результатом изменений молекулярной структуры.Уменьшение вязкости при повышении температуры типично для жидкостей, но увеличение вязкости серы выше 157 ° C, вероятно, вызвано разрывом восьмичленных колец атомов серы с образованием реакционноспособных звеньев S 8 , которые соединяются вместе в длинные цепочки, содержащие многие тысячи атомов. В этом случае жидкость приобретает высокую вязкость, характерную для таких структур. При достаточно высокой температуре все циклические молекулы разрываются, и длина цепочек достигает максимума.Выше этой температуры цепи распадаются на мелкие фрагменты. При испарении циклические молекулы (S 8 и S 6 ) образуются снова; при примерно 900 ° C преобладающей формой является S 2 ; наконец, одноатомная сера образуется при температурах выше 1800 ° C.

.

Автоматический анализатор содержания серы в угле

Автоматический анализатор содержания серы в угле

КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Анализатор серы состоит из устройства очистки воздуха, контроллера, печи для сжигания, электролитической ячейки и мешалки. Он в основном используется для определения общего содержания серы в угле, стали и различных минералах. Это предпочтительное оборудование для лабораторий, таких как угольная, электроэнергетическая, химическая промышленность, строительные материалы, металлургия, геологоразведочные работы, инспекция товаров и экологические испытания.
Общее содержание серы в угле является одним из важных показателей для оценки качества угля, а также одним из основных компонентов загрязнения воздуха.

СТАНДАРТ

GB / T 214-2007: Определение общего содержания серы в угле

ISO 334: 2013: Твердое минеральное топливо — Определение общего содержания серы — Метод Эшки

ПРИНЦИПЫ ИСПЫТАНИЙ

Образец угля сжигается в потоке очищенного воздуха при высокой температуре 1150 ° C.Различные формы серы в угле сжигаются и разлагаются и попадают в электролитическую ячейку потоком воздуха с образованием h3SO3. Поскольку он нарушает динамический баланс исходной пары йод-йод-ион в электролитической ячейке, прибор немедленно выдает ток для электролиза раствора йодида калия для образования йода, чтобы восстановить исходный динамический баланс, который является кулонометрическим титрованием в GB / T214-1996. , То, какой ток используется для восстановления исходного динамического баланса, напрямую зависит от количества разложенной серы в образце угля.Его можно измерить и рассчитать с помощью микропроцессора, поэтому мы можем получить общее содержание серы в угле. ,

ОСОБЕННОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Модель KDL-10W

Температура испытания

1150 ℃

Точность контроля температуры

5 ℃

Время нагрева

20-25 ℃ / мин

Определение содержания серы

0.001%

Время испытания на содержание серы

3-6 мин / на образец

Количество образцов

1-20 образцов / за раз, непрерывная загрузка образцов

Диапазон определения серы

0.1-40%

Потребляемая мощность

4кВт

Источник питания

220 В 50 Гц

Упаковка и доставка

1.Al uminium коробка и картонная коробка, аккуратная и плотная упаковка, убедитесь, что упаковка не повреждена

2.Посылка будет отправлена ​​DHL / FedEx / TNT / EMS / UPS / China post / EF-Express / Special line, как вы выбрали в заказе.

Наши услуги

Если вы столкнетесь с какими-либо проблемами в процессе тестирования, мы обещаем предоставить срочные консультации и послепродажное обслуживание в течение 48 часов и решение в течение 3 рабочих дня . Если клиентам требуется обслуживание на месте, транспортные и командировочные расходы покрывают расходы.

1. Предварительное обслуживание

Круглосуточный онлайн-сервис для консультации клиентов.

2. Среднее звено

— Полный запрос заказчика:

— Метод оплаты зависит от клиента.

—Своевременное изготовление и доставка

—Можно указать стоимость счета, если вы хотите уменьшить свой налог.

3. Послепродажное обслуживание

— Годовое гарантийное обслуживание и обслуживание в течение всего срока службы.

-Technical Egineer доступны для обучения за рубежом.

— Техническая консультация пульта дистанционного управления

Информация о компании

Shanghai Glomro Industrial Co., Ltd была основана в 2012 году. Специализируется на производстве испытательного оборудования и промышленных измерительных приборов и приборов. Продукция высокого качества, модная, широко используемая в различных отраслях промышленности, не только имеет широкие массы внутреннего рынка сбыта, но и экспортируется в Европу и США.
Петли Glomro на протяжении многих лет всегда придерживались бизнес-целей «качество продукции для выживания, надежность и услуги по развитию». Мы стремимся предоставлять вам высококачественные продукты и качественные услуги. Имейте профессиональную команду по управлению дизайном, от дизайна продукта, изготовления пресс-форм, формования до сборки продукта, для каждого аспекта и процессов, которые тщательно тестируются и контролируются.

За последние несколько лет производства, управления и разведки Longtai создала собственную систему управления качеством.Отраслевые стандарты, включая SAE, IEC JEDEC, ASTM и MIL-STD, ISO: 9001, UL, CE. Glomro всегда реализует концепцию создания ценности для клиентов для продуктов, адаптированных для клиентов, для удовлетворения потребностей различных клиентов и постоянно предоставляет клиентам решения технических проблем, дальнейшие исследования, инновации и совершенство.

Сердечно приветствую Вас и открывая границы общения. Мы синхронизируемся с вашим идеальным партнером!

FAQ

Q: Ваша компания торговая или фабрика?

A: Завод + торговля (интеграция), более 10 лет специализируется на области измерительных приборов, 6 лет опыта экспорта.

Q: После размещения заказа, когда доставить?

A: Обычно около 10-25 дней, если у нас есть инвентарь, мы можем организовать доставку в течение 3 дней. Обратите внимание, что наше время производства свинца зависит от конкретных деталей и элементов величин.

Q: Как насчет гарантии с послепродажным обслуживанием?

A: Гарантия на испытательную машину составляет 12 месяцев от Shanghai Glomro Building Industrial Co.Ltd, годовое обещание, включая бесплатное обслуживание и замену компонентов прибора. Кроме того, предоставляется техническая поддержка в течение всего жизненного цикла.

Q: Как насчет услуг и качества продукта?

A: Каждый прибор должен пройти 100% проверку качества и проверку при отгрузке и доставке товаров. каждый из нашего продукта обеспечивает видео обучения, чтобы показать вам, как установить и работать. Мы можем организовать инженер обучать работу оборудования компании клиента, когда вам нужно.

ДЛЯ ПОДРОБНОЙ ИНФОРМАЦИИ НАЖМИТЕ ОТПРАВИТЬ СЕЙЧАС

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.