Весьма гигроскопичны хорошо растворимые в воде соли магния, кальция и натрия, а также многие соли аммония.
Количество воды, поглощаемой солями из воздуха, зависит от влажности и температуры воздуха, от индивидуальных свойств соли и от величины поверхности соприкосновения соли с влажным воздухом.
Если относительная влажность воздуха в помещении больше указанной в справочниках относительной влажности воздуха над насыщенным раствором соли, то соль будет притягивать к себе влагу из воздуха. Происходит так называемое «расплывание» кристаллов соли на воздухе. Если же относительная влажность воздуха в помещении мала, то влажная соль, наоборот, будет подсыхать, а в некоторых случаях будет наблюдаться
и «выветривание» из кристаллогидратов кристаллизационной воды.
Так, нитрат натрия расплывается при относительной влажности воздуха, большей 77%, а при меньшей влажности воздуха подсыхает.
Относительная влажность воздуха над насыщенным раствором соли равна отношению давления водяного пара (в мм рт. ст.) над насыщенным раствором соли (р) к давлению водяного пара над чистой водой (ро) при одной и той же температуре.
Так, например, относительная влажность над насыщенным раствором нитрата натрия при 20° С составит
p 13,5 100p
—— = ——— = 0,77 или ——— = 77
Po 17,5 Po
Имеющиеся в литературе данные о «гигроскопических точках» окислителей-солей (т. е. данные об относительной влажности воздуха над насыщенными растворами солей) при 20° С приведены в табл. 2.4.
Таблица 2.4 Гигроскопичность и растворимость окислителей-солей
Растворимость безводной соли в воде в г | |||||
на 100 г раствора при температуре в °С | |||||
Соли | ____ Po | ||||
при 20°С | |||||
Хлораты | |||||
КСlO3 | |||||
NaC103 | |||||
Перхлораты | |||||
КClO4 | 0,7 | 1,7 | |||
NH4Cl04 | — | ||||
NaCl04 | 69—73 | — | |||
Нитраты | |||||
Ва(NОз)2 КNОз | 92,5 | 4,8 12 | 8 24 | 15 46 | |
Рb(NОз)2 Sr(NO3)2 | 94 86 | 27 28 | 34 42 | 44 48 | 56 50 |
NaNO3 | — | ||||
NH4N03 |
При отсутствии таких данных о гигроскопичности соли приближенно можно судить по растворимости ее в воде. Гигроскопичность соли, как правило, будет тем больше, чем больше растворимость ее в воде.
Как видно из табл. 2.4, наименее гигроскопичны Ва(NОз)2, КС1O4, КСlOз, а затем NH4C104, Pb(NO3)2 и КNОз.
Соли, для которых «гигроскопическая точка» меньше, чем для нитрата калия, считаются гигроскопичными.
На практике затруднительна работа с солями, гигроскопическая точка которых меньше 75-80%.
Вследствие большой гигроскопичности совершенно не употребляются в пиротехнике такие соли, как Мg(NОз)2, Са(NОз)2, Мп(NOз)2, Al(N03)3, Sг(С10з)2, Ва(С104)2.
По той же причине смеси, содержащие нитрат натрия, требуют надежной изоляции их от влаги воздуха.
Нитрат стронция можно использовать, если в нем нет примесей магниевых и кальциевых солей, повышающих его гигроскопичность.
Соли тяжелых металлов в качестве окислителей почти не применяются; причиной этого является относительно малое количество содержащегося в них кислорода и то обстоятельство, что в смесях этих солей с такими металлами, как магний, цинк и т. п., при наличии влажности может протекать обменная реакция, например:
Pb(N03)2+Mg=Pb+Mg(NO3)2.
Вообще говоря, для обеспечения достаточной химической стойкости составов при хранении следует употреблять в качестве окислителей только соли тех металлов, которые в ряду напряжений (cм. табл. 2.5) стоят выше металлов, применяемых в качестве горючих.
В магниевых составах из растворимых в воде солей в качестве окислителей практически используются только соли калия, бария, стронция и натрия (литиевые соли дороги, а кальциевые соли слишком гигроскопичны).
Таблица 2.5 Стандартные электродные потенциалы при 25° С (ряд напряжений)
Электрод | E0. в | Электрод | Eo. В |
Li/Li1+ | +3,01 | Zn/Zn2+ | +0,76 |
K/K1+ | +2,92 | Fe/Fe2+ | +0,44 |
Ва/Ва2+ | . +2,92 | Sn/Sn2+ | +0,14 |
Sr/Sr2+ | +2,89 | Pb/Pb2+ | +0,13 |
Са/Са2+ | +2,84 | Pt(H2)/Hl+ | +0,00 |
Na/Na1+ | +2,71 | Cu/Cu2+ | —0,34 |
Mg/Mg2+ | +2,38 | Hg/Hg2+ | —0,80 |
Al/Al3+ | +1,66 | Ag/Ag1+ | —0,80 |
Mn/Mn2+ | +1,05 |