Пример 1. Реакция горения смеси, содержащей перхлорат калия и магний, может быть выражена уравнением
KC104+4Mg=KCl+4MgO. (5.1)
На 139 г перхлората калия приходится 24,3 Х 4=97,2 г (округленно 97 г) магния. Общее количество состава 236 г
......................139*100
KClO3 --------- = 58,9г
........................236
...................97*100
Mg -------- = 41,1г
....................236
Округляя полученные цифры, получаем 59% КС104 и 41%Mg.
Но далеко не всегда даже в случае двойных смесей можно с полней уверенностью написать состав конечных продуктов реакции.
Не имея данных химического анализа продуктов горения, можно говорить только о наиболее вероятных для данной смеси уравнениях разложения окислителя и окисления горючего и о вероятном уравнении реакции горения.
Ранее в табл. 2.1 были приведены наиболее вероятные уравнения реакций разложения окислителей, а в табл. 3.3 - продукты окисления неорганических горючих. Пользуясь ими, можно написатьсать вероятное уравнение реакции горения двойной смеси и найти рецепт состава.
Пример 2. Найти рецепт смеси, содержащей нитрат бария и магний. В табл. 2.1 находим уравнение реакции разложения окислителя:
Ba(N03)2=BaO+N2+2,502, (5.2)
а в табл. 3.3 указание, что магний сгорает в MgO. Исходя из этого, составляем уравнение реакции
Ba(N03)2+5Mg=BaO+N2+5MgO (5.3)
и находим рецепт состава:
нитрата бария—68%,
магния—32%.
Этот состав может быть использован в качестве фотосмеси.
Вместе с тем известно, что при недостатке кислорода магний может реагировать и с азотом и потому может быть написано другое уравнение реакции горения (без участия кислорода воздуха):
Ba(N03)2+8Mg=BaO+5MgO+Mg3N2. (5.4)
В этом случае получаем следующий рецепт состава (в %):
нитрат бария — 57%,
магний — 43%.
Составляя уравнения реакции горения и производя расчеты, следует учитывать, что при соединении магния с азотом тепла выделяется примерно в 3 раза меньше, чем при соединении магния с кислородом .
При составлении уравнений реакций горения составов, содержащих уголь или органические горючие, можно вести расчет:
1) на полное, окисление горючего с образованием двуокиси углерода и воды или 2) на образование окиси углерода и .воды, на что требуется меньшее количество окислителя.
Пример 3. Составить уравнение реакции горения смесей нитрата калия с идитолом.
Принимая для идитола формулу C13H12O2, получаем два уравнения:
•l2KN03+C13H12O2=6K20+6N2+ 13С02+6Н20;........(5.5)
34KN03+5C13H12O2=17K20+ 17N2+65CO+30H20.. (5.6)
Рецепт но (5.5)
Нитрат калия . . . 86% Идитол ..... 14%
Рецепт но (5.6)
Нитрат калия . . . 77% Идитол ..... 23%
Уравнения (5.5) и (5.6) только в известной мере соответствуют действительности; при горении смесей нитрата калия с органическими горючими образуются и некоторые количества нитрита и пероксида калия, а при соединении оксида калия с двуокисью углерода образуется карбонат калия.
Подбор коэффициентов при расчете смесей (особенное органическими горючими) требует много времени. Но можно восполь-
* Значительный выигрыш в количестве тепла получится толькр тогда, когда образующийся Mg3N2 сможет в пламени окислиться кислородом воздуха до MgO.
зоваться таблицами, в которых указано, сколько граммов окислителя потребуется для выделения 1 г кислорода и какое количество горючего может быть окислено 1 г кислорода (см. табл. 2.1, 3.3 и 4.2).
Пример 4. Найти рецепт состава, содержащего перхлорат калия и идитол. если при сгорании идитола образуются СO2 и H2O.
Для перхлората калия находим в табл. 2.1 число 2,17, а для идитола в табл. 4.2 — число 0,4. Отсюда
КС104 . . . | 2,17 |
ИДИТОЛ | . . 0,42 |
Всего смеси | . . 2,59 |
или | |
КС104 . . . | . 83,8% |
идитол | . 16,2% |