Химия и Химики № 5 2015. Нитрат аммония - 850 г и сахар - 150 г (горение смеси). Ammonium Nitrate and Sugar (burning of the mixture)

Чтобы провести данный эксперимент, - возможно, не самый красивый, у меня было три соображения.

1. Первое. Смесь аммиачной селитры и сахара (85% на 15% - по массе) взрывается под действием детонатора, это т.н. "сахарный динамон" - взрывчатое вещество не особо мощное и недостаточно надежное. Динамоны боятся влаги и чувствительны к насыпной плотности: если их слишком сильно утрамбовать, они теряют способность детонировать. Тем не менее, сахарный динамон популярен среди любителей экстремальных экспериментов - из-за простоты изготовления. Даже сахарный динамон способен произвести значительные разрушения [1]. Обратите внимание: при простом поджигании смесь аммиачной селитры и сахара не горит (и тем более - не взрывается).

2. Второе соображение. При нагревании смеси древесного угля и аммиачной селитры в сушильном шкафу или на электрической плите смесь воспламеняется и интенсивно горит с активным выбросом желтых и красных искр. Горение смеси напоминает извержение вулкана [2]. Такой эффект стал для меня неожиданностью, т.к. сначала я планировал всего на всего подсушить смесь, чтобы потом измельчить с целью изготовления "угольного динамона." (Динамон с древесным углем тоже оказался ошибкой - даже не учитывая неудачную попытку высушить смесь).

3. Третье соображение. Сплавлением калийной селитры и сахара получают т.н. "карамельку" - популярное топливо для любительских моделей ракет. Сплавлять компоненты нужно осторожно, опасаясь перегрева. - В противном случае смесь загорается, нередко это происходит прямо на кухонной плитке. Аммиачная селитра - более доступная, чем калиевая, поэтому логичным было бы приготовить "карамельку" с использованием аммиачной селитры, а не калиевой.

Но аммиачная селитра для двигателей любительских ракет практически не используется. Это означает: либо, "карамелька" на аммиачной селитре не подходит для двигателей ракет, либо смесь загорается при попытке ее сплавить. - Я был практически уверен, что и первое, и второе.

Аналогии:

1. моя неудачная попытка высушить (даже не сплавить) смесь аммиачной селитры и угля;
2. неудачные попытки заменить калиевую селитру аммиачной при изготовлении черного пороха.

Итак, решил посмотреть, как горит смесь нитрата аммония и сахарозы при нагревании в кастрюле. Взял 850 г аммиачной селитры (гранулы) и 150 г сахара, перемешал, поместил в кастрюлю. Ни на кухне, ни в лаборатории делать такой эксперимент было нельзя, поэтому пошел в лес. Нагревать смесь пришлось на костре, но это не имело большого значения, поскольку смесь нужно было просто поджечь (т.е. в аккуратном нагреве не было потребности). Горение смеси началось примерно через минуту пребывания кастрюли на костре.

С краев кастрюли смесь стала коричневой, начала плавиться и "кипеть", появился белый и бурый дым. Раздалось шипение, полетели темные брызги. Потом появились желтые языки огня. Смесь стала обугливаться, пористый уголь горел, раскалившись до желтого и красного цвета.

Кипящая смесь, раскаленный пористый уголь, пламя, красные и желтые искры, хлопья угля взлетали над смесью - все это напоминало даже не извержение вулкана, а бурлящую лаву в кратере. Или репортаж из ада. Образовывался белый дым, но его было сравнительно мало. Наконец практически вся оставшаяся смесь превратилась в пористый уголь, который с шипением горел, образуя много красных искр. Отдельные куски угля взлетали.

Горение продолжалось семь минут, после чего в кастрюле остался рыхлый уголь, но не очень много.

К сожалению, первый раз я установил камеру слишком далеко, поэтому пришлось переделать опыт.

__________________________________________________
¹ См. статьи о сахарном динамоне и других ВВ на основе аммиачной селитры в подборке Азотная кислота и нитраты [ссылка]

² См. статью Химический вулкан (горение смеси аммиачной селитры и угля) [ссылка - ч.1] [ссылка - ч.2]

Смотреть Видео (216 Мб, .avi )