Бенгальские огни и химия. Из чего делают бенгальские огни
Современный искристый бенгальский огонь содержит азотнокислый барий в качестве окислителя , порошок алюминия или магния как горючее , декстрин или крахмал в качестве клея, а также оксидированные железные или стальные опилки для образования искр.
Бенгальские свечи состоят из кусков железной проволоки с бенгальским огнём, нанесённым на один из концов.
Название образовано от провинции Индии - Бенгалии - где сходный состав был впервые применён для сигнализации .
В литературе
«Бенгальские огни » - один из рассказов Николая Носова о приключениях закадычных друзей Миши и Коли.
См. также
Напишите отзыв о статье "Бенгальский огонь"
Примечания
Литература
- // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
- Бенгальский огонь // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . - 3-е изд. - М . : Советская энциклопедия, 1969-1978.
Отрывок, характеризующий Бенгальский огонь
«Жители Москвы!Несчастия ваши жестоки, но его величество император и король хочет прекратить течение оных. Страшные примеры вас научили, каким образом он наказывает непослушание и преступление. Строгие меры взяты, чтобы прекратить беспорядок и возвратить общую безопасность. Отеческая администрация, избранная из самих вас, составлять будет ваш муниципалитет или градское правление. Оное будет пещись об вас, об ваших нуждах, об вашей пользе. Члены оного отличаются красною лентою, которую будут носить через плечо, а градской голова будет иметь сверх оного белый пояс. Но, исключая время должности их, они будут иметь только красную ленту вокруг левой руки.
Городовая полиция учреждена по прежнему положению, а чрез ее деятельность уже лучший существует порядок. Правительство назначило двух генеральных комиссаров, или полицмейстеров, и двадцать комиссаров, или частных приставов, поставленных во всех частях города. Вы их узнаете по белой ленте, которую будут они носить вокруг левой руки. Некоторые церкви разного исповедания открыты, и в них беспрепятственно отправляется божественная служба. Ваши сограждане возвращаются ежедневно в свои жилища, и даны приказы, чтобы они в них находили помощь и покровительство, следуемые несчастию. Сии суть средства, которые правительство употребило, чтобы возвратить порядок и облегчить ваше положение; но, чтобы достигнуть до того, нужно, чтобы вы с ним соединили ваши старания, чтобы забыли, если можно, ваши несчастия, которые претерпели, предались надежде не столь жестокой судьбы, были уверены, что неизбежимая и постыдная смерть ожидает тех, кои дерзнут на ваши особы и оставшиеся ваши имущества, а напоследок и не сомневались, что оные будут сохранены, ибо такая есть воля величайшего и справедливейшего из всех монархов. Солдаты и жители, какой бы вы нации ни были! Восстановите публичное доверие, источник счастия государства, живите, как братья, дайте взаимно друг другу помощь и покровительство, соединитесь, чтоб опровергнуть намерения зломыслящих, повинуйтесь воинским и гражданским начальствам, и скоро ваши слезы течь перестанут».
Ни один Новый год или Рождество не проходит без зажигания красивых и ярких бенгальских огней, разбрасывающих вокруг себя, как по волшебству, сияющие искорки. Но мало кто задумывается, как производятся такие «звездочки» и откуда они появились. А ведь бенгальские свечки даже можно изготовить самостоятельно!
Немного об истории возникновения бенгальских огней
История первых бенгальских огней уходит далеко вглубь веков и теряется в дебрях древней Индии. Учеными принято считать, что первые химические эксперименты с вспыхивающим ярким огнем, проводились в религиозных целях на жертвенниках Бенгалии еще в 5 веке н. э. Известно, что для достижения магического эффекта «бенгальского огня» священнослужители бросали в жертвенник заранее смешанные смеси, содержащие, в том числе, серу или канифоль. При попадании в пламя такая смесь начинала ярко гореть и искриться, рассыпаясь звездочками. Затем уже, как говорит история, бенгальские огни возникли и на Дальнем Востоке, оттуда переместились в Валенсию и Испанию, а дальше распространились по Европе.
Из чего и как делают бенгальские огни?
Для начала следует заметить, что существует два вида бенгальских огней:
- пламенные;
- искристые.
Изготовлением редких сейчас пламенных бенгальских свечей занимался русский ученый и пиротехник профессор Петров. Основное отличие пламенных огоньков, от хорошо известных всем искристых, в том, что химический состав помещался в бумажную гильзу, а не наносился на палочку. К тому же в гильзе делались глиняные заглушки, а свеча сгорала полностью, так что держать ее в руках было невозможно. Но при этом она давала яркое, сильное и ровное пламя, так что если надеть ее на держатель, то получался удобный фонарь или факел.
В современной пиротехнике используются только искристые бенгальские свечки. Преимущества таких изделий очевидны:
- благодаря холодной температуре горения можно зажигать огни не только на улице, но и в квартире, причем их можно держать в руках;
- при попадании искр на предметы обстановки, они не наносят вреда и не вызывают возгорания;
- бенгальские свечи не испускают аммиака и не дымят;
- при горении свеча разбрасывает красивые и сияющие золотистым или серебристым оттенком искры.
Так из чего делают бенгальские свечи? Сначала подготавливается металлический стержень, на который затем будет наноситься пиротехнический состав. В основном в ход идет обычная железная проволока, которая разрезается на куски стандартной для огоньков длины. Рецепт бенгальских огней будет невозможно повторить без знания, как смешать воспламеняющий состав. Каждый ингредиент тщательно измеряется и засыпается в определенном порядке. Например, если не вкинуть в смесь достаточно железа по рецепту, то свеча будет гореть без красивых рассыпающихся искр.
Состоит простейшая пиротехническая смесь для бенгальских огней со следующих компонент:
- железной стружки;
- порошка алюминия;
- порошка магния;
- хлората калия;
- соли.
При соединении данных веществ образуется белый огонь. Если необходимо придать ему оттенка, то дополнительно добавляется крахмал с водой, сваренный в клейстер. Чтобы получить зеленый оттенок в него кладут нитрат бария, для красного цвета нужен нитрат стронция, а для желтого - оксалат натрия. Для разноцветного горения бенгальских огней придется смешать катионы стронция, натрия, бария, бора, железа, алюминия и магния. Формулу реакции таких бенгальских огней можно записать следующим образом:
После того как смесь готова к использованию, ее в определенной пропорции наносят на стержень. Излишки срезаются, неровности разглаживаются. Далее заготовки отправляются на сушку. Готовы бенгальские свечи будут только через сутки нахождения в сухом и теплом помещении. Если в комнате температура ниже 25°С, то сушка пиротехнического вещества будет происходить до недели. Если зажечь свечи с влажным составом, то они не будут гореть и изделие будет просто испорчено. К тому же для возгорания требуется на полностью сухие свечи нанести воспламеняющее вещество, чтобы бенгальские огоньки вспыхивали сразу же при соприкосновении с огнем. После этого изделия снова отправляются на сушку. По прошествии времени, от 1 до 3 дней в зависимости от температурных условий в комнате, огоньки могут быть расфасованы и упакованы для дальнейшего хранения.
Как сделать бенгальские огни в домашних условиях?
При наличии свободного времени и желания сделать бенгальский огонь своими руками не так уж сложно. Только необходимо выделить место в доме, где можно беспрепятственно проводить смешивание пиротехнического состава, чтобы к нему не добрались дети или домашние питомцы. К тому же при неправильных пропорциях может произойти возгорание смеси, поэтому желательно делать бенгальские огни в домашних условиях все же в хозяйственных пристройках.
Как сделать бенгальские огни? Для начала нужно раздобыть алюминиевый порох, декстрин и чугунные (или титановые, стальные, алюминиевые, железные) опилки средней зернистости. Для смешивания состава бенгальских огней понадобится открытая квадратная или прямоугольная емкость и стеклянная колба. Также нужно не забыть подготовить металлические стержни из проволоки длиной до 15 см. Так как бенгальские свечи делаются в домашних условиях, то сушить их будет проще всего в подвешенном состоянии. А значит на стержнях с одной из сторон необходимо загнуть крючок.
В емкость засыпается по 5 грамм пороха, 2 грамма декстрина и 5 грамм стружек. После перемешивания смесь высыпается в колбу и добавляется спирт, консистенция должна получиться достаточно густая. Теперь можно макать стержень в колбу. После чего стержень за крючок подвешивается на сушку на заранее протянутую веревку. Достаточно 15-20 минут, чтобы смесь подсохла и можно заготовку снова макать в колбу. Таким образом, делается 5 слоев, после чего будущий бенгальский огонь подвешивается на финальную сушку, которая в зависимости от температурного режима может длиться от 1 до 7 дней.
Вот и
наступает Новый год! К празднику мы все покупаем бенгальские огни, и мало кто
знает о их химическом составе.
Как легко задорные искры бенгальских огней поднимают
настроение, создают несравнимое ни с каким другим праздником ощущение именно
Нового года. Бенгальский огонь
- это специальный пиротехнический
состав, который при горении разбрасывает сверкающие искры. Названием своим они
обязаны жителям Бенгалии (находится в Индии),
расположенной вдоль Бенгальского залива.
Жители использовали
похожий состав, только не для праздника, а для случаев сигнализации с помощью
горящей горючей смеси в бамбуковых трубках.
Бенгальские огни, или бенгальские свечи, из Индии
распространились по всему миру.
Зеленый бенгальский огонь получают, смешивая без растирания 5 г влажного нитрата бария Ba(NO 3) 2 с 1 г алюминиевого или магниевого порошка, затем добавляют 3 г железных опилок. Или также можна для зеленого бенгальского огня взять 3,5 г борной кислоты Н 3 BO 3 , 6,5 г влажного хлората калия , 2 г железных опилок и 1 г алюминиевого порошка.
Красный бенгальский огонь дает смесь 4,5 г влажного нитрата стронция Sr(NO 3) 2 , 5,5 г хлората кали я, 3 г железных опилок и 1 г алюминиевого или магниевого порошка.
Желтый бенгальский огонь получиться, если взять 3 г оксалата натрия Na 2 C 2 O 4 , 5 г влажного хлората калия , 3 г железных опилок и 1 г алюминиевого или магниевого порошка.
Если уж сильно захочется при горении бенгальских свечей видеть цветной огонь, то необходимо взять вещества, содержащие катионы бария , стронция , натрия или атомы бора , которые, попадая в пламя, способны излучать свет определенной длины волны в видимой области спектра. Железо (Fe), алюминий (Al) и магний (Mg) в виде порошков или мелких опилок, сгорая, дают эффектные красивые искры. При этом образуются оксид железа (III) Fe 2 O 3 и отчасти Fe 3 O 4 (железная окалина), а также оксиды Al 2 O 3 и MgO.
Если рассматривать химизм процесса горения бенгальских свечей, то это - окислительно-восстановительное взаимодействие KClO 3 с крахмалом , который условно можно обозначить формулой (C 6 H 10 O 5)n:
4nKClO 3 + (C 6 H 10 O 5)n → 4nKCl + 6nCO 2 + 5nH 2 O
Нитрат бария , который вызывает появление зеленого пламени, разлагается в присутствии восстановителей (железа, крахмала) до оксида бария, диоксида азота и кислорода :
2Ba(NO 3) 2 → BaO + 4NO 2 + O 2
Аналогичным образом разлагается и нитрат стронция , придающий пламени красный цвет.
Если почитать книги про попаданцев, то там главный герой очень любит поражать темную публику хитроумными поделками.
Классический бенгальский огонь вполне на это годится.
При этом бенгальский огонь как таковой — очень древнее изобретение. Но насколько древний огонь именно в том виде, как мы его знаем?
Бенгальский огонь назван так, потому что изобрели его (сюрприз!) на берегу Бенгальского залива, в Индии. И использовался для сигнализации и спецэффектов в храмах. Ну, по крайней мере это все по легендам, потому что происходило это все в 5 — 6 веке.
Составов бенгальского огня можно найти много, их точно больше десятка.
Главное, что в них есть это несколько свойств. Во-первых близкий родственник бенгальских огней — термитные смеси, которые горят при температурах больше 2400°C и как результат — очень яркое пламя. Во-вторых в состав бенгальского огня входит не только топливо (в данном случае металл) но и окислитель, поэтому состав бенгальского огня чем-то схож с составом пороха.
Именно в таком виде бенгальский огонь попал в Европу. Однако, поначалу это был просто яркий огонь, а потом в него начали добавлять измельченную железную окалину или чугунные (железные или стальные) опилки. Именно они дают эти яркие желтые звездочки, которые разлетаются во все стороны. И они же ответственны за характерный звук горения бенгальского огня. Это было придумано уже в Европе, где-то в 6 — 7 веке (в Валенсии).
Я не нашел рецепта древнего бенгальского огня, но посмотрим что входит сейчас:
1. Металл, который окисляется. Алюминий и магний дают чистое белое пламя. Особенно яркий цвет дает титан. Сейчас используют также сплав алюминия и магния с добавками никеля и олова.
2. Дополнительное топливо, которое управляет температурой и скоростью горения. Это сера и уголь.
3. Окислители. Нитраты бария, стронция, калия. Перхлорат калия KClO 4 (не путать с бертолетовой солью, которая KClO 3 , эта будет покруче).
4. Дополнительные пиротехнические красители для цветного пламени. Как правило хлориды бария и стронция или медь.
5. Сгораемый наполнитель, это декстрин или нитроцеллюлоза.
Рецептов можно накопать гору, вот классические:
Состав №1
Нитрат бария…………………………..50%
Декстрин…………………………………12-14%
Алюминиевая пудра………………..6-8%
Опилки стальные воронёные…..30%
Состав №2
Нитрат бария…………………………………………..50%
Декстрин………………………………………………..12-14%
Порошок Алюминиево-Магниевый №4….6-8%
Опилки чугунные воронёные………………….30%
Состав №3
Нитрат бария………………………………50%
Декстрин…………………………………….12-14%
Порошок магниевый № 4…………..6-8%
Опилки стальные воронёные………30%
По большому счету, я считаю изобретение попаданцем подобного провальной затеей. Как бы ни хотелось автору кнги изобретать пиротехнические эффекты.
Дело в том, что с древних времен у человечества была забава — бросать в огонь что попадется под руку и смотреть что выйдет. Так была получена первая керамика и выплавлен первый металл.
Разве что это будут совсем древние времена, но тогда какой металл сжигать? И каким окислителем? Не слишком ли много будет усилий для такой узкой ниши?
Корни истории создания бенгальского огня следует искать в древней Индии в V- VI вв. Историки свидетельствуют, что на жертвенниках, когда проходили религиозные церемонии в храмах, вспыхивал огонь необычайной яркости и быстро сгорал.
О составах цветного огня (зеленого, голубого, желтого) стало известно лишь в начале VIII века. Также узнали о способах, благодаря которым появилась возможность удлинить время горения огня: сухие полые стебли растений заполняли составом бенгальского огня. Пламя этих первых бенгальских свечей было не только ярким, но при горении слышался еще и характерный треск.
Восточные славяне, примерно в те же годы, любили проводить «огненные потехи», они устраивали их, используя плаун. Это растение имеет и второе название – ликоподий. Ликоподий – травянистое вечнозеленое растение, стелется по земле, его даже можно принять за мох. Получить мгновенную молниеобразную вспышку, не имеющую дыма, можно, если зажечь сухие зрелые споры этого растения. Пламя, при горении плауна, просто изумительно, особенно красиво оно, если смотреть на него ночью. Для получения сильного шума в состав добавляли высушенную березовую листву, превращенную в порошковую смесь. Порошок плауна обладает свойством загораться лишь только тогда, когда он рассеян над пламенем в воздухе. А вот свежий состав бенгальского огня может вспыхнуть мгновенно, если к нему поднести любой источник пламени. Именно поэтому его гораздо проще использовать.
В Европу бенгальские огни пришли сразу, как только между Индией и Европой открылся торговый путь. Первое появление бенгальских факелов отмечено именно в Европе, там же (в Валенсии) выделялись помещения для хранения их составов. Следующий этап, приближающий нас к бенгальским свечам, привычным для нас, это изобретение в VI-VII вв. рецептов искристого огня. Достичь эффекта можно было, добавив железную окалину или дробленный чугун в пламенный состав бенгальского огня. Позднее стали применять порошок магния.
Развитие бенгальского огня, таким образом, шло в двух направлениях – пламенный и искристый огонь. Пламенные составы чаще всего снаряжаются в бумажные гильзы. А искристые составы в несколько слоев наносят на деревянные палочки или на металлическую проволоку.
Профессором Петровым – русским пиротехником, было рекомендовано при изготовлении гильз для пламенных бенгальских свечей пользоваться писчей бумагой, сворачивая ее в три оборота (в поперечном сечении – 20 мм, длина – 35 см). Такие свечи невозможно держать в руках, так как они сгорают вместе с гильзой. Однако при их горении наблюдается чудесная «огненная картина», которая дает ровное яркое пламя. Если готовую гильзу прикрепить к деревянной палочке длинной 5-7 см, то получится пламенная бенгальская свеча, которую уже будет комфортно держать в руке.
Как раз эти изделия и дошли до наших дней практически неизмененными. Такие свечи в основном производят в Китае, Японии, Индии. Современное их название – триумфальные свечи. Изделия с успехом можно использовать даже в помещении, так как они практически бездымные.