Краткая информация:
Хлорат Калия(он же KClO3, бертолетова соль, калий хлорноватокислый, или potassium chlorate) — многоцелевой реактив, использующийся обычно в качестве окислителя для пиротехничских составов, а так же во многих неорганических синтезах.
Применения в пиротехнике:
1. Основной компонент "спичечной серы" на спичках — около 45%(остальные компоненты составляют песочную муку 39%, желатин 11%, и всего 5% серы).
Если хоть раз за свою жизнь соскребали серу с сотен спичек дабы поджечь или сделать бабах — вы оцените.
Эту смесь вполне можно приготовить самому, причем килограммами.
Если удивляетесь, зачем в составе аж 39% песка — это дабы замедлить горение, т.к. удалив этот компонент спичечные головки бы взрывались и были чувствительны к удару/трению;
2. Компонент некоторых типов порошка для фотовспышек(они же flash powder).
Это та самая смесь, которую поджигали фотографы 19-го века на удерживаемом в руке шесте с полочкой — у нас известна как "магниевый порошок", но существует много составов в т.ч. на основе алюминия. Самый популярный в наше время — смесь хлората калия + алюминиевый порошок(соотношение 69.43% к 30.57% по массе).
Формула реакции: KClO3 + 2 Al -> KCl + Al2O3.
На откртом пространстве происходит т.н. "дефлаграция" – сгорание со вспышкой.
В закрытом пространстве происходит детонация(взрыв со скоростью > скорости звука).
Вот так выглядит типичное испытание:Однако, очень рекомендуется готовить flash powder на основе перхлората калия(о нём ниже), т.к. он менее чувствителен и не бабахнет когда это не нужно.
3 KClO4 + 8 Al --> 3 KCl + 4 Al2O3, массовое соотношение 71.97% к 28.03%.
3. Смесь Армстронга — очень чувствительная взрывчатка.
Известна почти всем детишкам по пистолету с пистонами, и хлопушкам с конфетти где нужно дёргать шнурок.
Классический состав: хлорат калия 67% + красный фосфор 27% + сера 3% + карбонат кальция 3%.
Однако, детонируют самые разные составы, даже смесь "на глазок" спичечной серы + красного фосфора с торцов коробка.
Известны сотни несчасных случаев с этой смесью, и рекомендуется не приготавливать её в количествах более 0.1 грамма.
Формула реакции: 10KClO3 + 3P4 -> 3P4O10 + 10KCl.
Взрывчатка в некотором роде является бесполезной, т.к. слишком чувствительна для обращения. Мощность её составляет всего 27% от TNT.
Однако, это просто любопытная историческая субстанция.
4. Т.н. "смесь Матюкевича" — аналог смеси Армстронга на основе серы, более известна в наших широтах.
3S + 2KClO3 -> 2KCl + 3SO2. Весовое соотношение: 28.18% к 71.81%.
Очень чувствительная взрывчатка, однако в отличии от смеси на основе фосфора — нестабильна в хранении. 2-3 недели это предельный срок, при достижении которого смесь детонирует самостоятельно из-за медленного протекания реакции даже при комнатной температуре.
5. Шеддиты(от фр. Cheddite) — вторичная взрывчатка, абсолютно безопасная в обращении.
Можно бросать, можно поджигать, можно давить бульдозером. Детонирует от стандартного капсуля-детонатора №8, т.е. 1.5-2 грамма азида свинца.
Самый простой рецепт(шеддит №4): 90% хлорат калия, 10% параффин.
Допускается замена второго компонента на вазелин(он же petroleum jelly) — в таком случае субстанция так же обретает свойства пластичной взрывчатки.
Существуют так же более сложные рецепты, включающие многие другие, и даже более сложные компоненты(нитросоединения нафталина/толуола/бензола/глицерина, касторку, или такие простые как мазут, древесную муку и т.д.).
Типичное испытание:Наибольшее распространение шеддиты получили в I-ю мировую войну, однако так же широко применялись польским сопротивлением во II-ю мировую войну.
Практически все профессиональные армии с тех пор отошли от этого вещества, т.к. оно сильно уступает по мощности классическим ВВ на основе ароматических нитросоединений(тротил, пикринка, нитронафталин), нитраминов(гексоген, октоген), и т.д.
6. Т.н. "Запал Кибальчича" — один из химических способов получения огня.
Если смешать хлорат калия с сахарозой(обычный столовый сахар) — эта смесь самовозгорается даже от одной капли серной кислоты.
На этой основе работает одна из классических хим. демонстраций, где горку белого порошка поджигают якобы обычной стеклянной палочкой(в реальности кончик которой смочен в серной кислоте.)
Киноплёнка:Это же свойство применял некий револююционер Кибальчич при попытке убить царя Николая II, самодельная бомба в качестве запала содержала смесь сахара с хлоратом + запаянную трубочку с серной кислотой и грузиком. Бомба детонировала от удара об землю. Насколько мне известно, ассасинировать царя тов. Кибальчичу не удалось, запал такой конструкции изобрёл тоже не он, но именно под таким именем конструкция вошла в историю.
Да, реакция при горении смеси хлорат/сахар проходит следующим образом:
8 KClO3 + C12H22O11 = 12 CO2 + 11 H2O + 8 KCl, т.е. соотношение 65,1% к 34,9%.
Примененния в неорганическом синтезе:
1. Перхлорат калия(он же KClO4) — получается напрямую из хлората калия(KClO3) термическим преобразованием.
Это вещество входит в состав более безопасных вспышечных порошков, а так же применяется как окислитель в твёром ракетном топливе.
(Совсем профессиональные игроки, вроде NASA — правда предпочитают перхлорат аммония, этот окислитель применялся в бустерах Space Shuttle).
2. Перманганат калия(KMnO4, марганцовокислый калий, марганцовка) — когда-то очень распространённый аптечный реактив, в котором население купало младенцев и которым отпаивали пионеров для прочистки желудка от зелёных слив.
В лаборатории былого времени — полезнейший реактив аналитической химии, окислитель, компонент большого числа неорг. синтезов.
Сегодня же — запрещёнка, действующая только у нас, и более на планете больше нигде.
Я без понятия где марганцовку используют наркоманы, но если она вам нужна — ключевые компоненты её синтеза это MnO2 и наш KClO3.
3. Чистый газообразный кислород(O2).
Выделяется при термическом разложении хлората калия. На этом же эффекте работают кислородные свечи(a.k.a. oxygen candle) на космических кораблях и станциях(в том числе Мир и МКС), на подводных лодках, в бункерах и т.д.
Ну, уверен что вы как минимум уже посчитали хлорат калия полезным веществом в домашнем хозяйстве.
Т.к. здесь уже лютая простыня(и я очень рад тем кто дочитал её) — уже в следующем сообщении я покажу как получать KClO3 в домашних условиях.
И хотя тема хлоратного электролиза уже освещена в интернете — на практике ни один из интернетных способов не сработал у меня лично.
При этом были проведены 3 захода электролиза, и похоже я наконец сам разобрался как получать хлорат калия в количестве приближающимся не к граммам, а к килограмму за неделю.
Надеюсь, когда процесс будет освоен до мельчайших деталей — эта темка превратится в свою полноценную статью.
