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.
Придуманы много веков назад жителями древней Индии. Одной из частей страны является Бенгалия - место на побережье одноименного залива, поэтому и названы такие маленькие фейерверки бенгальскими. Это тонкие проволочные палочки, на которые нанесена смесь химических элементов, при сгорании выдающих своеобразный треск и яркие цветные вспышки.
В наше время широко используют такие безопасные и красивые огни по всему миру на празднествах, свадьбах, юбилеях, особенно часто покупают бенгальские огни перед Новым годом. Их безопасно зажигать даже дома, можно дать детям полюбоваться такой красотой, они безумно счастливы в такие моменты.
Конечно, легче всего купить такую забаву в магазине или на рынке, но для любителей химических экспериментов поведаем в статье, как сделать бенгальский огонь в домашних условиях.
Готовимся к процессу
Чтобы начать смешивать необходимые химические ингредиенты, нужно их заранее приготовить. Многие не решаются самостоятельно создать бенгальские огни своими руками, думая, что подобрать материалы очень сложно. Мы сейчас рассмотрим самый простой способ приготовления компонентов.
Сначала нужно нарезать на одинаковые кусочки стальную проволоку. Желательно, чтобы длина ручки была не меньше 15 см, чтобы огонь фейерверка не обжег пальцы рук. Всего длина берется 20-25 см.
Затем нужно приготовить сосуд, где будут ингредиенты смешиваться. Он должен быть узкой и длинной формы, чтобы можно было поставить палочки в смесь, не измазав ручку.
Для самой смеси понадобится взять 5 грамм алюминиевой пудры и столько же опилок из алюминия. Также нужен декстрин - 2 грамма.
Изготовляем декстрин
Если, для того чтобы сделать бенгальские огни в домашних условиях, вам не удалось отыскать последний необходимый элемент, не расстраивайтесь, его можно изготовить на собственной кухне, имея крахмал и сковороду.
Разогрев духовку до температуры 200 градусов, ставим в нее сковороду, на которой тонким слоем распределен обычный крахмал. Изредка нужно помешивать содержимое деревянной ложкой.
Получается в итоге темно-желтый или коричневый порошок после одного часа томления в духовке. Это и будет недостающий химический элемент, для того чтобы сделать бенгальские огни в домашних условиях. Декстрин выполняет роль связующего элемента, чтобы смесь хорошо приклеилась к стальной проволоке и не рассыпалась до возгорания.
Процесс замешивания смеси
После того как остыл получившийся порошок, начинают смешивать составляющие. Сначала тщательно перемешиваются алюминиевый порошок и прожаренный крахмал. Затем добавляют опилки и опять все аккуратно смешивают. Дальше для бенгальских огней своими руками нужно поместить получившийся порошок в длинный сосуд. Можно воспользоваться высокой химической колбой или взять тонкую, лучше стеклянную бутылку, но некоторые мастера использовали даже пластиковую упаковку от маркера.
Потом нужно добавить немного воды или спирта. Жидкость перемешиваем, доливая небольшими порциями, чтобы получилась консистенция сгущенного молока или густой сметаны.
Как сделать бенгальские огни: завершающий этап
Перед тем как окунать стальную проволоку в замешанную смесь, опытные мастера советуют предварительно загнуть край проволоки. На получившемся крючке удобнее подвешивать бенгальские огни на просушку.
Теперь вы знаете, как сделать бенгальский огонь в домашних условиях. Осталось понять, как наносить смесь на палочку. Процесс этот не быстрый. Нужно соблюдать технику безопасности в работе с такой смесью, стараться уберечь руки, слизистые оболочки глаз и рта от попадания раствора.
Палочки нужно вставлять в колбу пять раз. После каждого погружения дают смеси "скапать" с проволоки, аккуратно переносят и развешивают на крючки веревки. Подложите ненужную посуду снизу, на всякий случай, вдруг раствор капнет на стол.
Окунать нужно проволоку только на 5-10 см, не больше, оставляя большую длину для ручки. Обязательным условием, перед тем как самому сделать бенгальский огонь, является подготовка именно стальной проволоки. Если металл будет другим, например медь или алюминий, то при зажигании проволока от большой температуры расплавится и обожжет пальцы руки. Это небезопасно! Так что лучше не экспериментировать, а слушать опытных мастеров и не рисковать своим здоровьем.
Для свадьбы молодым можно изготовить сюрприз. Зная, как сделать бенгальские огни своими руками, можно проволоку скрутить в форме сердца и красиво оформить, поставив на стол молодоженам в металлическое ведерко, как на фотографии выше.
Чем можно заменить ингредиенты?
Можно в составе для изготовления горючей смеси пользоваться вместо порошка алюминиевым порохом. Его берут в такой же пропорции, однако порох будет придавать огню яркий белый цвет. Единственное, что плохо для бенгальского огня из пороха, - это наличие в его составе порошка серы. Если все же вы использовали данную сыпучую смесь, то не зажигайте огонь в помещении. Из-за серы будет образовываться дым.
Можно вместо алюминиевых использовать и чугунные опилки. Они еще больше искрятся, и бенгальский огонь получается более красивым.
Послесловие
Из статьи вы уже поняли, как сделать бенгальский огонь своими руками. Это несложно и при желании вполне выполнимо. Можно разнообразить палочки бенгальских огней, делать не только сердечки для влюбленных на праздник или свадьбу, но и всякие фигурки любимых персонажей ребенку на день рождения или цифры для торта, показывающие, сколько лет исполнилось имениннику.
Он будет безумно счастлив. Если еще привлечь и его к созданию шедевра, то вы заинтересуете своего малыша научными опытами. А такая любознательность поможет ему при учебе в школе.
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.
Бенгальский огонь
Бенгальский огонь
Горение бенгальского огня при температуре 1100° C
Бенгальские огни - смесь веществ, которая при сжигании дает яркий и искристый белый или цветной огонь, изобрели древние пиротехники Бенгалии - части Индии , расположенной вдоль Бенгальского залива .Отсюда пошло название "бенгальский огонь". Бенгальские огни, или бенгальские свечи, из Индии распространились по всему миру.
Приготовление бенгальских огней
Покупные бенгальские свечи состоят из скрученной проволоки, на которую нанесена горючая смесь, и обычно дают белый огонь. Для приготовления цветных самодельных бенгальских огней сначала замешивают крахмал с водой и заваривают густой клейстер .
Затем растирают в ступке смесь железных опилок, алюминиевого или магниевого порошка, соли , окрашивающей пламя и влажной "бертолетовой соли " - хлората калия KClO3 (Осторожно! Сухой хлорат калия при растирании может воспламенить металлические порошки!)
Полученную при растирании смесь добавляют к крахмальному клейстеру и тщательно перемешивают. Густую массу переносят в пробирку или высокий стакан, поочередно окунают в нее на глубину 8-10 см заранее подготовленные железные проволочки толщиной около 1 мм, вынимают их и дают стечь избытку массы, а потом вешают на веревку за крючок, загнутый на другом конце проволоки.
После подсушивания проволочки снова окунают в жидкую массу и опять сушат. Эти операции повторяют 3-5 раз, пока слой массы на проволоке не достигнет 5-6 мм в диаметре, после чего бенгальские свечи высушивают окончательно.
Зеленый бенгальский огонь получают, смешивая без растирания 5 г влажного нитрата бария Ba(NO3)2 с 1 г алюминиевого или магниевого порошка, затем добавляют 3 г железных опилок. Другой рецепт для зеленого бенгальского огня включает 3,5 г борной кислоты B(OH)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(NO3)2, 5,5 г хлората калия, 3 г железных опилок и 1 г алюминиевого или магниевого порошка.
Желтый бенгальский огонь будет радовать ваш взор, если его приготовить из 3 г оксалата натрия Na2C2O4, 5 г влажного хлората калия, 3 г железных опилок и 1 г алюминиевого или магниевого порошка.
Реакции
Цветной огонь при горении бенгальских смесей получается из-за присутствия веществ, содержащих катионы бария , стронция , натрия или атомы бора , способные, попадая в пламя, 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 искры. При этом образуются оксид железа(III) Fe 2 O 3 и отчасти Fe 3 O4, а также Al 2 O 3 и MgO.
Na 2 C 2 O 4 = Na 2 CO 3 + CO
а борная кислота B(OH) 3 , выделяя воду, переходит в оксид бора :
2B(OH) 3 = B 2 O 3 + 3H 2 O Кстати: что такое "оксалаты "?
Оксалаты - соли щавелевой кислоты H 2 C 2 O 4 . 2H 2 O, бесцветного кристаллического вещества. Оксалаты щелочных металлов и аммония - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде; остальные оксалаты малорастворимы.
Сильные кислоты в своих концентрированных водных растворах разлагают оксалаты на соли этих кислот с выделением монооксида и диоксида углерода. Например, оксалат натрия Na2C2O4 под действием концентрированной серной кислоты превращается в сульфат натрия, выделяя CO и CO2:
Na 2 C 2 O 4 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO + CO 2 + H 2 O
Щавелевая кислота - двухосновная и образует два ряда солей: средние, например, моногидрат оксалата калия K 2 C 2 O 4 . H 2 O, и кислые - гидрооксалаты, например, моногидрат гидрооксалата калия KHC 2 O 4 . H 2 O. При нагревании почти все оксалаты разлагаются на карбонаты металлов и монооксид углерода CO. Так, оксалат кальция CaC 2 O 4 превращается в карбонат кальция и монооксид углерода:
CaC 2 O 4 = CaCO 3 + CO
При более сильном нагревании CaCO 3 выделяет диоксид углерода CO 2 , переходя в оксид кальция CaO:
CaCO 3 = CaO + CO 2
Оксалаты в водных растворах проявляют восстановительные свойства. Например, взаимодействие оксалата натрия в кислой среде с перманганатом калия ведет к выделению диоксида углерода:
5Na 2 C 2 O 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 10CO 2 + 5Na 2 SO 4 + 8H 2 O
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Бенгальский огонь" в других словарях:
Пиротехнический состав, горение которого сопровождается разбрасыванием сверкающих искр. Обычно наносится на отрезки металлической проволоки бенгальские свечи. Назван от впервые примененного в Бенгалии (Индии) способа сигнализации с помощью… … Большой Энциклопедический словарь
Особый горючий состав, дающий яркий белый или цветной свет. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
Пиротехнический состав, горение которого сопровождается разбрасыванием сверкающих искр. Обычно наносится на отрезки металлической проволоки бенгальские свечи. Название от впервые применённого в Бенгалии (Индии) способа сигнализации с помощью… … Энциклопедический словарь
бенгальский огонь - bengališkoji ugnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Pirotechninis mišinys, susidedantis iš sieros, cukraus, KNO₃ ir Ba ar Sr druskų. atitikmenys: angl. bengal lights; sparklers rus. бенгальский огонь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Пиротехнический состав, содержащий азотнокислый барий (окислитель), порошкообразные алюминий или магний (горючее), декстрин или крахмал (цементатор) и оксидированные железные или стальные опилки. Состав наносят на отрезки железной… … Большая советская энциклопедия
Так наз. в пиротехнике состав, распространяющий при сжигании яркий белый или цветной свет. Название свое получил от употребленного впервые в Индии способа сигнализации с помощью света, получаемого сжиганием в бамбуковых трубках смеси 16 частей… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
- (от назв. нсторич. области в Индии Бенгалия) пиротехнич. состав, содержащий нитрат бария (окислитель), порошкообразные алюминий или магний, жел. или стальные опилки (горючее) и декстрин или крахмал (цементатор). При поджиганни Б. о. медленно… … Большой энциклопедический политехнический словарь
бенгальский огонь - Пиротехнический состав, горящий ярким белым или цветным пламенем и разбрасывающий искры … Словарь многих выражений
Огня, м. 1. только ед. Раскаленные светящиеся газы, отделяющиеся от горящих предметов; пламя. Сильный о. Вздуть о. (см. вздуть). Развести огонь (см. развести). Разогреть что н. на огне. || То же, как источник пожара. Страхование от огня. 2. мн.… … Толковый словарь Ушакова
БЕНГАЛЬСКИЙ, бенгальская, бенгальское. прил. к Бенгалия (провинция Индии). Бенгальский тигр. ❖ Бенгальский огонь пиротехнический состав для иллюминаций, горящий цветным огнем. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
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?