1785 г Клод Бертолле, выпаривая «раствор» хлора в калийной щёлочи, получил наряду с «солью Сильвия» (КС1) новую соль, впоследствии названную его именем и без которой сегодня не обхо­дится ни один фейерверк.

Подумать только. Ещё каких-то лет сто назад «бертолетка» широко применялась для полоскания горла и свободно продавалась в каждой аптеке, а для приобщения к большой пиротехнике достаточно было заболеть ангиной. Известно большое сходство физических и физико-химических свойств хлората и нитрата калия.

■S Калия хлорат КСЮ3 (бертолетова соль, хлориоватокислый калий) (М= 122,55) – бесцветные моноклинные кристаллы; d = 2,32; tnjl 356°С (368°С); tp33ji 400°С; выше 550°С взрывается. Растворяется в воде 8,6%25; 10,1%30; 13,9%40; 23,8%60; 37,6%80; 56,2%100), этаноле (0,83%20) и глицерине (1,0%20). В присутствии оксидов металлов переменной валент­ности (Сг203, Мп02, Fe203, CuO и др.) разлагается при 150-200°С; в зави­симости от условий разложение имеет вид:

2КС! Оз 4<,oV >ка04+кп +Гк > 2КСІ Г за;

4КСЮз – 500°с ) КС1 + ЗКСЮ4 ->4КС1 + 602 В расплавленном виде эта соль – сильнейший окислитель: 2КСЮ3 + 3С —2КС1 + 3С02; 2КСЮ3 + 3S —2КС1 + 3S02 Хлорат калия при действии соляной кислоты выделяет газообраз­ный хлор, а в виде примеси двуокись хлора и хлорную кислоту:

КСЮ3 + 6НС1 -» ЗСЬТ + КС1 + зн2о ЗНСЮз -» 2С102 + НСЮ4 + Н20 В присутствии концентрированной серной (20-30°С) или влаж­ной щавелевой (60°С) кислот эта соль разлагается с выделением двуокиси хлора, а выше 65°С эти смеси детонируют:

ЗКСЮ3 + 2H2S04 -> 2KHSO4 + КСЮ4 + 2С102 + Н20 2KCIO3 + ЗН2С204 -» 2КНС204 + 2СОз +2С102 + 2Н20 Смеси бертолетовой соли с легковоспламеняющимися вещест­вами (серой, фосфором, сахаром, роданидами, некоторыми сульфи­дами и др.) взрываются от удара, трения, нагревания или действия концентрированной серной кислоты. Они почти в три раза более чувствительны к механическому воздействию, чем аналогичные смеси с калийной селитрой.

Следует помнить, что усиленный порох на основе бертолетовой соли, сахара и жёлтой кровяной соли (2:1:1), который пытались ис­пользовать вместо обычного дымного, разрывал орудия.

Хлорат калия применяют как окислитель в смесевых ВВ, зажи­гательных смесях и производстве спичек. Кроме того, это эффек­тивный гербицид, а также важный источник лабораторного получе­ния кислорода.

Основной промышленный способ наработки бертолетовой соли – взаимодействие хлората кальция Са(С103)2Н20 (d = 2,71) или на­трия NaC103 (d = 2,49; tnjl 262°С) с хлоридом калия. Исходные соли легко растворимы в воде и широко применяются в качестве герби­цидов для уничтожения растений (например, во Вьетнаме для обра­ботки вдоль автотрасс или обслуживания отечественного железно­дорожного полотна).

Если Вам не удалось купить бертолетову соль в магазине хими­ческих реактивов, её несложно синтезировать.

Соберите прибор, изображённый на рисунке. Для соединения лучше использовать стеклянные детали на шлифах, но мож – л но пользоваться и теклянными трубками, скреплёнными полиэтиленовым или полихлорвиниловым шлангом.

В колбу (2) поместите 40 г свежей хлорной извести ЗСа(С1)0С1Са(0Н)2-пН20. В делительную воронку (1) влейте 20 мл концентрированной соляной кислоты, в колбу (4) — раствор 20 г гидроксида калия в 50 мл воды, а в стакан (5) — 30 мл 5% щёлочи. Содержимое колбы (4) нагрейте до кипения и слегка приоткройте кран делительной воронки. Выделяющийся хлор реа­гирует с горячей щёлочью, образуя трудно растворимый хлорат калия. Чтобы осадок не забивал трубку, присоедините к ней не­большой расширитель типа маленькой воронки или ещё лучше бар – ботёр с многочисленными отверстиями. Образующийся попутно хлорид калия остаётся в растворе. Щёлочь в стакане (5) выполня­ет роль поглотителя, непрореагировавшего хлора. Стеклянная во­ронка не позволит засосать щёлочь в поглотительную двугорлую склянку (3) типа Тищенко или Вульфа, а та в свою очередь защи­тит от переброски щёлочи колбу (2).

По окончании реакции колбу (4) охлаждают, сливают раствор, кристаллический осадок промывают малым количеством холодной воды, отфильтровывают и сушат. Выход 5,5 г.

Са(С1)ОС1 + 2НС1 -» СаС12 + Н20 + С12| 6КОН + ЗС12 -» 5КС1 + ЗН20 + КСЮз Вместо хлорной извести можно использовать окислители и по­дороже: K2Cr207, K2Cr04, MnGi, Kivln04 и др.

Есть ещё один легкодоступный способ получения бертолетовой соли электролизом водного раствора хлорида калия. Последний является минеральным удобрением и свободно продаётся в «садо­во-огородных» магазинах, в том числе, в виде природного минерала «сильвина».

Соберите установку, включающую автомобильное пуско – /м зарядное устройство и колбу с графитовыми электродами, обогреваемую на магнитной мешалке. Приготовьте 40% рас­твор хлорида калия (имейте в виду, что полностью соль растворится только при 40°С) и нагревайте его при рабо­тающей мешалке, не доводя до кипения. Включите постоянный ис­точник электрического тока напряжением 12 В, раствор при этом будет разогреваться даже без дополнительного электроподогревр.

Согласно закону Майкла Фарадея (1834) для получения элек­тролизом 1 грамм-эквивалента, вещества понадобится 26,8 А/час электричества, то есть, при силе тока 5А теоретически Вы мо­жете получить до 100 г бертолетовой соли в течение 4,5 часов, если не закипит раствор, не перегорят предохранители и не взо­рвётся выделяющийся водород в непроветриваемом помещении. Спокойнее проводить электролиз при силе тока ~1А в течение су­ток.

Не увлекайтесь. Избыток электриче­ства может и повре­дить. Если Вы про­пустите конец реак­ции, часть бертоле­товой соли восстано­вится до перхлората калия КСЮ4. Во из­бежание этого во­время остановитесь, и после охлаждения отфильтруйте вы­павший осадок.

Полученная соль из-за низкой растворимости в холодной воде хорошо кристаллизуется в виде больших прозрачных чешуйчатых пластинок, белеющих при высыхании. В чистом виде она не гигро­скопична.

Если Вы не в ладах с химией, бертолетову соль можно получить и более «развращённым» методом, нагревая хлорид калия с огром­ным избытком хлорной извести. Дело в том, что в свежем продукте в виде примеси всегда содержится небольшое количество хлората кальция. Он-то нам и понадобится.

А 4 кг шорной извести медленно нагревают в эмалированном > > тазу чуть выше 100°С. При этом большая часть продукта растворится в выделившейся кристаллизационной воде. Го – рячую надосадочиую жидкость переливают и процеживают. Добавляют к ней 60 г хлорида калия и слегка упаривают рас­твор, пока его относительная плотность не составит 1,3. Драгоценную жидкость охлаждают до ~ 0°С. Выпавшие кристаллы отфильтровывают.

Для очистки продукта 56 г образовавшегося хлората калия и 100 мл дистиллированной воды нагревают до кипения и фильтруютот осадка. Выпавшие при охлаждении кристаллы представляют собой весьма чистую бертолетову соль.

Приобретенный хлорат калия для фейерверков необходимо проверять на содержание примесей кальция, натрия и хлоридов. Его раствор не должен давать белый осадок оксалата кальция со щаве­левой кислотой или оксалатом аммония, а в присутствии соляной кислоты обязан окрашивать йод-крахмальную бумажку в фиолето­вый цвет.

Если соль загрязнена – перекристаллизуйте её из дистиллиро­ванной воды.

Работая с бертолетовой солью, во избежание взрыва категори­чески запрещено:

-растирать её в присутствии других веществ, особенно горючих;

-применять для измельчения деревянные и пластмассовые

Предметы;

- долго хранить её смеси с серой.

В пиротехнической практике описаны случаи самовозгорания влажных хлоратных составов с серой (чаще серным цветом) осо­бенно r присутствии нитрата свинца.

В чистом виде бертолетова соль опасности не представля – (ф^ ) ет, если её не высыпать в костёр или банка из шкафчика не упадёт Вам на голову.