Для окрашивания пламени в составы вводят соединения некоторых металлов. При высокой температуре, развиваемой при горении составов, соединения металлов частично или полностью диссоциируют и, перейдя в парообразное состояние, дают спектр излучения. Каждый металл дает спектр особого, характерного для него цвета.
Атомы натрия дают пламя желтого цвета; соединения стронция, цезия, рубидия и атомы лития дают пламя красного цвета (практически применяются только соединения стронция, остальные стоят очень дорого).
Соединения бария и атомы таллия дают пламя зеленого цвета (практическое значение имеют лишь первые).
Пламя синего цвета получается при свечении соединений меди, главным образом, монохлорида меди. Пламя розового цвета дают соединения кальция.
Рассмотрим наиболее употребительные продукты, применяемые для получения окрашенного пламени. В тех случаях, когда эти продукты не участвуют в реакции горения пиротехнического состава , они называются ц в е т н о п л а м е н - н ы м и д о б а в к а м и.
Щ а в е л е в о к и с л ы й н а т р и й, или оксалат натрия, Na2C2O4, молекулярный вес 134; белое кристаллическое негигроскопичное и нерастворимое в воде вещество; дает желтое пламя; большей частью употребляется в хлоратных составах.
Недостатком этой соли является ее ядовитость.
Дешевая соль натрия — хлористый натрий (поваренная соль) не применяется в пиротехнике из-за большой гигроскопичности.
К р и о л и т 3NaF • AIF3, молекулярный вес 125,97; представляет собой минерал, негигроскопичен, окрашивает пламя в желтый цвет.
Щ а в е л е в о к и с л ы й с т р о н ц и й, или оксалат стронция, SrC2O4, молекулярный вес 175,6; представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета; он негигроскопичен и не растворяется в воде.
Щавелевокислый стронций дает хорошую красную окраску пламени, но менее яркую, чем азотнокислый стронций.
У г л е к и с л ы й с т р о н ц и й (карбонат стронция) SrCO3, молекулярный вес 147,6; нерастворим в воде, негигроскопичен, окрашивает пламя в красный цвет, но менее яркий, чем цвет пламени, получаемый от оксалата и нитрата стронция. Однако из-за сравнительной дешевизны он применяется в составах красного огня.
У г л е к и с л ы й б а р и й (карбонат бария) ВаСO3, молекулярный вес 197,4; прозрачные кристаллы, почти нерастворимые в воде. В хлоратных составах углекислый барий может быть использован для окраски пламени в зеленый цвет .
М е д н ы е с о л и. Для окраски пламени в синий цвет применяются некоторые соли меди, например, углекислая медь СиСO3; она представляет собой светло-зеленые кристаллы, нерастворимые в воде.
В пиротехнике применяются также соединения меди, встречающиеся в природе: малахит СиСO3 • Cu(OH)2, горная синь 2СиСO3. • Си(ОН)2 и др.
Медные соли ядовиты. Они применяются большей частью в составах, содержащих хлорат калия.
Одним из распространенных медных соединений является м е д н ы й к у - п о р о с CuSO4, т. е. сернокислая медь. Эту соль нельзя применять в составах: она имеет кислую реакцию и в смеси с бертолетовой солью может вызвать самовоспламенение.
Купорос может быть использован только совместно с аммиаком, с которым CuSO4 образует сложные соединения.
Для получения розового огня можно пользоваться солями кальция.
У г л е к и с л ы й к а л ь ц и й, или м е л, СаСO3, молекулярный вес 100,0; образует природные залежи и является сравнительно дешевым продуктом. Иногда мелом заменяют более дорогие соли стронция; мел окрашивает пламя в розовый цвет.
Добавки, улучшающие окраску пламени
Для усиления цвета пламени или для уменьшения температуры и скорости горения состава и для некоторых других целей могут применяться различные добавки к составам.
Иногда, чтобы получить густой и чистый цвет пламени, в составы добавляют хлористые соли или органические соединения, содержащие хлор. Их действие заключается в выделении свободного хлора при разложении этих соединений в условиях горения состава. Выделяющийся хлор может реагировать с окрашивающими пламя металлами с образованием их хлористоводородных солей, которые и улучшают окраску пламени.
Рассмотрим некоторые из этих веществ.
Х л о р и с т а я р т у т ь Hg2Cl2, молекулярный вес 472,1; иначе называется каломелем; это белый, мелкокристаллический порошок, очень ядовитый.
На свету каломель разлагается, выделяя хлор; при этом соль сперва желтеет, а потом чернеет, поэтому ее следует хранить в посуде из темного стекла.