Experiments with Thermite - Chemistry and Chemists № 2 2025

Having noticed a mistake in the text, allocate it and press Ctrl-Enter

Combustion of Thermite: Iron(II, III) Oxide/Aluminum (Fe₃O₄/Al) - Part 13
Горение термита: оксид железа (II, III)/алюминий (Al/Fe₃O₄) - часть 13

A colleague gave me a real gift—he bought two clay flower pots. The pots were the right size for conducting the thermite combustion. I prepared a mixture of 30 g of aluminum and 82.5 g of iron oxide, Fe₃O₄. This time, the aluminum came from a different batch. The aluminum particles were larger than in previous experiments, but the metal was still finely dispersed.

In fact, I prepared the same mixture I had planned to use in the last experiment, but that time, I made a mistake in the calculations.

The mass of the thermite exceeded 110 g. I wanted to conduct the experiment in the laboratory (similar to the previous ones), but I was frankly afraid that uncontrolled combustion could occur, which usually ends in a large fire. Wouldn't it be better to conduct the thermite combustion outside, on a vacant lot? My concern was justified, and I am not at all embarrassed to admit that I was afraid.

The fact is that the previous experiments were conducted in tin cans, and this time I had to use a clay pot. The pot could crack and fly apart into pieces, like the porcelain crucible in one of the earlier experiments. As a result, 110 g of burning mixture could be scattered around the room.

I shared my concerns with the colleague. In response, he brought a plate of sand and asbestos cords. I asked:

— What do you suggest I do with these items?

He laid a cord between the pot and the tripod ring. It was of no use, but I did not argue. I examined the "OU-2" fire extinguisher hanging at the entrance to the lab (a CO₂ fire extinguisher). There was no seal on the extinguisher, which meant it could be used without leaving traces of my actions.

Excellent! I put the fire extinguisher on the table in front of me. I placed a glove next to it to avoid frostbite while holding the aluminum bell of the working carbon dioxide extinguisher.

My colleague objected that thermite cannot be extinguished with a fire extinguisher, and that sand was also not suitable—it must be extinguished with dry potassium chloride. He might as well have been lecturing on the benefits of a life preserver or a lifeboat to a person floating among wreckage in the ocean. There was no potassium chloride in the lab, and certainly no "dried" potassium chloride. Most importantly, I was not planning to use the fire extinguisher to put out the thermite itself. It was intended for the objects that burning thermite might ignite.

This time, I placed the thermite in a paper bag, compressed it with my hands, and placed it in the pot. I partially covered the pot with a sheet of iron. I tried to ignite the thermite with a torch flame, but the sheet interfered. I removed the iron sheet and directed a strong flame at the thermite again. There was a bright flash, and I stepped back. A bright yellow flame with many sparks shot out of the pot. The combustion resembled a sparkling pyrotechnic fountain.

Almost immediately, I heard the sounds of cracking ceramics. The video clearly shows how cracks appeared in the pot's walls. Flames shot out of the cracks, and sparks rained down. Fortunately, the pot did not explode, as the crucible had earlier. It didn't even fall apart. Molten iron was flowing from a hole at the bottom, but there was not much of it.

When the burning stopped, the contents of the pot were glowing brightly with a yellow light. My colleague motioned for me to pick up the smartphone and come closer, so I did.

I was filming hot objects from a close distance, risking not only getting badly burned but also damaging the smartphone. The risk was worth it: a bright and very beautiful yellow light was coming through the cracks in the pot's walls. Looking from above, the inside of the pot was glowing brightly. I unexpectedly discovered that the phone camera... was turned off. It turned out I had accidentally pressed the stop recording button when I took the camera off the tripod. I restarted video recording, but by that time the mixture had partially cooled—the yellow glow had changed to red, and it was not as beautiful.

I was very upset because I had lost some interesting footage. My friend encouraged me:

— But you have another pot.

— You're right: we need to repeat the experiment.

I resisted the temptation to start a new experiment immediately; it was evening, and I was very tired. I went home feeling both excited and upset.

Photos/Video

Горение термита: оксид железа (II, III)/алюминий (Al/Fe₃O₄) - часть 13

Коллега сделал мне настоящий подарок - купил два глиняных цветочных горшка. Горшки были подходящих размеров, чтобы провести в них горение термита. Я приготовил смесь из 30 г алюминия и 82.5 г оксида железа, Fe₃O₄. В этот раз алюминий был из другой партии. Частицы алюминия были более крупными, чем в предыдущих экспериментах, но все равно металл был мелкодисперсным.

Фактически, я приготовил смесь, которую планировал использовать в прошлом эксперименте, но в тот раз я ошибся в расчетах.

Масса термита превышала 110 г. Я хотел осуществить эксперимент в лаборатории (аналогично предыдущим), но откровенно боялся, что могло произойти неконтролируемое горение, которое обычно заканчивается большим пожаром. Не лучше ли было провести горение термита на пустыре, за пределами помещения? Мой страх был обоснован и я его ничуть не стесняюсь.

Дело в том, что предыдущие эксперименты были проведены в жестяных банках, а в этот раз предстояло использовать глиняный горшок. Горшок мог растрескаться и разлететься на кусочки, как фарфоровый тигель в одном из прошлых экспериментов. В результате 110 г горящей смеси могли разлететься по комнате.

Поделился опасениями с коллегой. В ответ он принес тарелочку с песком и асбестовые шнуры. Я спросил:

- Что ты мне предлагаешь с этими предметами делать?

Коллега проложил по шнуру между горшком и кольцом треноги. Толку от этого ноль, но я не стал спорить. Я осмотрел огнетушитель ОУ-2 (огнетушитель углекислотный), который висит при входе в лабораторию. На огнетушителе не оказалось пломбы. Это означало, что можно было воспользоваться огнетушителем, не оставив следов своих действий.

Отлично! Положил огнетушитель перед собой на столе. Рядом положил рукавицу, чтобы не получить обморожение, держа алюминиевый раструб работающего углекислотного огнетушителя.

Коллега стал возражать, что термит огнетушителем не погасишь, и песком тоже нельзя - нужно тушить сухим хлоридом калия. С таким же успехом он мог читать лекции о пользе спасательного круга или шлюпки человеку, который плавает среди обломков в океане. Хлорида калия не было, тем более "высушенного". А главное, огнетушителем я собирался гасить не термит. Огнетушитель предназначался для а объектов, которые горящий термит мог поджечь.

В этот раз поместил термит в бумажный пакетик, сжал руками (уплотнил) и поместил в горшок. Горшок частично накрыл листом железа. Попытался поджечь термит пламенем горелки - оказалось, что лист мешал. Снял железный лист, повторно направил сильное пламя на термит. Произошла яркая вспышка, я отошел. Из горшка ударило яркое желтое пламя с множеством искр. Горение напоминало искристый пиротехнический фонтан.

Почти сразу же я услышал звуки трескающейся керамики. На видео отлично заметно, как в стенках горшка появляются трещины. Из трещин в керамике било пламя, и сыпались искры. К счастью, горшок не взорвался, как это ранее произошло с тиглем. Горшок даже не развалился. Из нижнего отверстия текло расплавленное железо, но его было не так много.

Когда горение прекратилось, содержимое горшка ярко светилось желтым светом. Коллега показал мне жестом, чтобы я взял смартфон в руки и подошел ближе - так я и сделал.

Снимал раскаленные объекты с близкого расстояния, рискуя не только сильно обжечься, но и повредить смартфон. Риск того стоил: через трещины в стенках горшка шел яркий и очень красивый желтый свет. Если заглянуть сверху, внутренняя часть горшка ярко светилась. Неожиданно обнаружил, что камера телефона... была выключена. Потом оказалось, что я случайно нажал кнопку прекращения съемки в момент, когда брал камеру со штатива. Включил запись видео, но к этому моменту смесь частично остыла - желтое свечение сменилось красным: было не так красиво.

Сильно расстроился, поскольку интересные кадры были потеряны. Товарищ меня подбодрил:

- Зато у тебя есть еще один горшок.

- Ты прав: нужно повторить эксперимент.

Поборол искушение начать новый эксперимент немедленно - был вечер, и я сильно устал. Ушел домой взволнованный и расстроенный.

Having noticed a mistake in the text, allocate it and press Ctrl-Enter

Combustion of Thermite: Iron(II, III) Oxide/Aluminum (Fe₃O₄/Al) - Part 14
Горение термита: оксид железа (II, III)/алюминий (Al/Fe₃O₄) - часть 14

An unfortunate accident caused part of the footage from the previous experiment to be lost. Therefore, I decided to repeat the combustion of thermite in a clay pot, this time increasing the amounts of the substances. I prepared a mixture of 40 g of aluminum and 110 g of iron(II,III) oxide (Fe₃O₄).

I wrapped the thermite in a sheet of paper and compressed it tightly in my palm. Then I placed the paper-wrapped mixture into a ceramic pot mounted on an iron tripod.

Separately, I prepared an incendiary mixture consisting of 1 g of finely dispersed aluminum and 2.75 g of iron(II,III) oxide (Fe₃O₄), which I poured on top of the main thermite charge.

Everything was ready for the experiment. I understood that it would be unlikely to accurately reproduce the previous result. For example, the pot could crack on the side opposite the camera. As a result, the sparks and bright yellow light, emerging through the cracks, might not be visible in the video. The bottom of the pot might fall off, or other unforeseen events could occur. I decided to proceed without worrying about factors beyond my control.

I aimed the burner flame at the thermite—the mixture ignited. A tall yellow flame with many sparks erupted from the pot, accompanied by a hissing sound. The sound of cracking ceramic followed. As I had anticipated, the first cracks appeared outside the camera's field of view. I could see them from a different angle, but they weren't captured in the video. A few seconds later, the cracks widened and became clearly visible on camera. Flames and sparks burst from the cracks, and the bottom of the pot detached. Fortunately, almost all of the yellow-hot mass fell into a tray filled with sand.

This time, I wasn't afraid but still kept a fire extinguisher close at hand. I removed the camera from the tripod, approached the setup, and filmed from a close distance. The detached bottom glowed bright yellow, filled with molten iron that slowly cooled with a crackling sound.

This time, I managed to capture the entire experiment on video. However, the pot's bottom fell off. It became evident that ceramic pots of this type are poorly suited for demonstrating thermite combustion.

Photos/Video

Горение термита: оксид железа (II, III)/алюминий (Al/Fe₃O₄) - часть 14

Часть видео предыдущего эксперимента была потеряна из-за досадной случайности. Следовательно, решил повторить горение термита в глиняном горшке, увеличив количества веществ. Приготовил смесь 40 г алюминия и 110 г оксида железа (II, III), Fe₃O₄.

Термит завернул в лист бумаги и тщательно сжал в ладони. Бумажный пакет с термитом поместил в керамический горшок, установленный на железной треноге.

Отдельно приготовил зажигательную смесь из 1 г мелкодисперсного алюминия и 2.75 г оксида железа Fe₃O₄, которую насыпал сверху основного термита.

К эксперименту было все готово. Я понимал, что точно воспроизвести прошлый эксперимент вряд ли удастся. Например, горшок мог треснуть с противоположной от камеры стороны. В результате искры и яркий желтый свет, вырывающиеся из трещин, могли быть не видны на видео. У горшка могло отвалиться дно. Могли случиться и другие непредвиденные события. Решил продолжить эксперимент, не задумываясь над факторами, которые от нас не зависят.

Направил пламя горелки на термит - смесь загорелась. Из горшка появилось высокое желтое пламя с множеством искр; послышалось шипение. Раздался звук трескающейся керамики. Как я и предполагал, первые трещины образовались за пределами поля зрения камеры. Я видел их с другого ракурса, но на видео эти трещины не попали. Еще через пару секунд трещины расширились, теперь они были отлично видны на ролике. Из трещин ударило пламя с искрами, и у горшка отвалилось дно. К счастью почти все раскаленная масса упала в лоток с песком.

В этот раз я уже не боялся, но огнетушитель все равно держал под рукой. Снял камеру со штатива, подошел вплотную, снимая видео с близкого расстояния. Отвалившееся дно ярко светилось желтым, поскольку было заполнено расплавленным железом, которое медленно, с треском остывало.

В этот раз удалось снять полное видео эксперимента, однако у керамического горшка отвалилось дно. Было очевидно, что горшки такого типа плохо подходят для демонстрации горения термита.