Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №9

Ночь он не спал, а утром бросился к старшему лейтенанту Несынову.

Ехать к тому надо было семь минут на девятом троллейбусе.

НАЧИНАЮЩЕМУ ХИМИКУ

Термит

Википедия

Термитная смесь (термит) (хим., тех.) (от греч. therme — жар, тепло) — порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа).

При воспламенении интенсивно сгорает с выделением большого количества теплоты (имеет температуру горения 2300–2700 °C)^[66]. Смесь поджигают специальным Запалом (смесь ВаО₂, Mg, Na). Количественное соотношение компонентов смеси определяется стехиометрическим соотношением. Наиболее распространён железо-алюминиевый термит (содержащий прокалённую окалину или богатую железную руду), используемый для сварки рельсов и при отливке крупных деталей. Температура воспламенения такого термита около 1300 °C (запальной смеси 800 °C); образующиеся железо и шлак нагреваются до 2400 °C. Иногда в состав железного термита вводят железную обсечку, легирующие присадки и флюсы. Процесс проводят в магнезитовом тигле. Имеются термиты для сварки телефонных и телеграфных проводов. В военной технике термит используются в качестве зажигательных составов. В производстве ферросплавов термит с добавлением флюсов называется шихтой.

Алюминотермия (алюмотермия, от лат. алюминий и греч. therme — тепло, жар) — способ получения металлов, неметаллов (а также сплавов) восстановлением их оксидов металлическим алюминием:

2Аl + Сr₂O₃ = Аl₂0₃ + 2Сr

Реакция открыта в 1859 г. русским химиком Н.Н.Бекетовым. При этой реакции выделяется большое количество теплоты. Алюминотермия применяется для получения хрома, ванадия, марганца, вольфрама и других металлов и сплавов. Термит (смесь порошка алюминия с железной окалиной) используют при сварке рельсов, стальных труб, металлических конструкций.

Металлотермия — восстановление металлов из их соединений другими металлами, химически значительно более активными, чем восстанавливаемые, при повышенных температурах, например, алюминотермия, где восстановителем является алюминий. Как восстановители применяют кремний (обычно в виде ферросилиция), кальций, барий, магний, натрий, литий, лантан и др. Металлотермию используют для производства некоторых цветных и редких металлов. Выбор металла-восстановителя определяется экономическими показателями и термодинамическими показателями, и сильно зависит от природы восстанавливаемого соединения. Металлотермическому восстановлению подвергаются: оксиды, фториды, хлориды металлов и изредка сложные смеси оксидов и галогенидов, или непосредственно руды. Выбор металла-восстановителя так же определяется желательным отсутствием сплавления его с получаемым продуктом или легкую отделяемость методами химической обработки (выщелачиванием водой, щелочами или кислотами).

Термитная сварка — способ сварки, при котором для нагрева металла используется термит, состоящий из порошкообразной смеси металлического алюминия или магния и железной окалины.

При использовании термита на основе алюминия соединяемые детали заформовывают огнеупорным материалом, подогревают, место сварки заливают расплавленным термитом, который предварительно зажигают (электродугой или запалом). Жидкое железо, сплавляясь с основным металлом, даёт прочное соединение. Сварка термитом на основе алюминия применяется для соединения стальных и чугунных деталей — стыковки рельсов, труб, заварки трещин, наплавки поверхностей при ремонте.

Термит на основе магния используется в основном для соединения телефонных и телеграфных проводов, жил кабелей и т. п. Из термитной смеси изготовляют цилиндрические шашки с осевым каналом для провода и выемкой с торца для запала. Подлежащие сварке концы проводов заводят в шашку, после чего шашку зажигают и провода осаживают^[67]. Термит на основе магния может быть использован также для сварки труб небольших диаметров.

«Блаженные братья»

Зажигательные смеси на основе термита представляют собой смесь алюминиевого порошка (пудры) и оксида железа. У этих составов очень высокая температура горения +2000°..+3500 °C! Они способны гореть без присутствия кислорода, их невозможно потушить водой. Некоторые виды термитов горят почти без пламени, некоторые с приличным форсом огня. Термит обладает чрезвычайно сильным прожигающим действием. Расплавленный термит легко прожигает листы дюраля, стали и железа. При такой температуре растрескивается бетон и кирпич, плавится стекло, горит сталь. Термит образует высокотемпературный шлак, усиливающий его прожигающую способность^[68].

Изготавливается термит чрезвычайно легко из вполне доступных материалов. Единственной загвоздкой является то, что термит просто так от спички не подожжёшь. Нужен зажигательный специальный переходной состав. Однако, и это не проблема для тех, кто горит энтузиазмом пиромании!

На вооружении армии находится множество разновидностей термита. Некоторые из них имеют весьма сложный состав: термиты с добавками тефлона, солей металлов, фосфора, смол и т. п. Основное их отличие — более высокие температуры горения и лёгкая поджигаемость. Есть так же термиты, в которых вместо оксида железа используются оксиды других металлов (например, хрома). Оставим подобную кухню военным — у них есть для этого возможность. Мы же займёмся изготовлением наиболее простых и, вместе с тем, наиболее эффективных разновидностей термита.

Реактивы

Итак, нам понадобится: пудра (или порошок) алюминия, окись железа и зажигательный состав.

Отдельный разговор о формировании термитного заряда.

Алюминий

Алюминиевая пудра. Продается как краска "Серебрянка" в хозмаге в пакетиках по 50, 100, 150 г. На рынке в рядах лаков и красок можно найти в больших количествах и дешевле. Это порошок серо-серебристого цвета, очень сильно мажется и пылит. Разведенная с олифой серебрянка не подойдет.

Ну, где взять алюминиевую пудру вы теперь знаете. Бегите и срочно покупайте.

Лучше в мелкой расфасовке по 20-50-100 г. Пересыпать алюминиевую пудру на весы — настоящий геморрой, поэтому расфасованная по пакетикам будет как нельзя кстати.

Несколько сложнее с алюминиевым порошком. Его, по всей вероятности, придётся точить самому. Беда ещё и в том, что алюминий невозможно наточить на абразивном круге — он быстро забивается. Так что, вооружайтесь крупным напильником, тисками и приступайте к делу. В качестве сырья подойдёт практически всё, что угодно: начиная от алюминиевой ложки и маминой кастрюли и заканчивая различными деталями. Сплавы с высоким содержанием алюминия (например, корпус двигателя внутреннего сгорания или радиаторы от транзисторов) так же, безусловно, подойдут.

Окись железа

Сделайте сами. Сначала купите на рынке или в хозмаге (в отделе удобрений) железный купорос^[69]. Это порошок грязно зелёного цвета, применяется для борьбы с болезнями и вредителями на садово-огородных участках. Проблем с его покупкой не будет и стоит он дёшево.

Там же на рынке или в хозмаге (но уже в отделе моющих средств) купите соду кальцинированную^[70] — белый порошок, хорошо растворимый в воде, используется при стирке белья.

Изготовление окиси железа

Теперь сам процесс изготовления окиси железа. Смешайте 50 г кальцинированной соды и 100 г железного купороса вместе. Смешать надо особо тщательно. Возьмите небольшую сковородку и высыпьте на неё полученную смесь. Поставьте на газовую плиту, на сильный огонь. Продолжая непрерывно мешать, нагревайте. Смесь станет сначала синей, потом тёмно-фиолетовой, потом чёрной. Ещё через некоторое время (минут через 15) вы заметите, что смесь становится тёмно рыжей. Продолжайте периодически интенсивно мешать, тщательно вымешивая от дна и краёв. Когда вся смесь станет рыжей, включите максимально сильный огонь и грейте смесь, периодически помешивая, ещё минут 20. Потом поставьте остывать.