Biztonság


Ezt a részt minden otthon kísérletező ember feltétlenül olvassa át!

A pirotechnikai elegyek változatos összetételűek, az interneten rengeteg recept és elkészítési procedúra kering, de vajon a reci írója átgondolta azt hogy mit kotyvaszt? Hogyan lehetünk biztosak benne hogy egy reci veszélyes, avagy elkészíthető és stabil? Hogyan tudjuk meg előre hogy mire érzékeny? (legtöbbször ezekre nem hívják fel a figyelmünket) A lentebbi pár táblázat ebben segít, itt megtaláljátok, hogy a két legtöbbet használt fém, a magnézium és az alumínium milyen anyagokkal milyen körülmények között reagál. És a mi a legfontosabb hogy ezek kiküszöbölése hogyan lehetséges! A cikk folyamatosan frissülni fog, hogy felhívja a figyelmet egy lehetséges pirotechnikai összeférhetetlenségre.

Az alumínium:

Az alumínium egy stabil fém, szobahőmérsékleten, szabad levegőn. Ez mindössze azért van, mert felületén az oxigén hatására egy vékony oxid réteg képződik. Ez elzárja a többi fémet a levegőtől, így megvédi a további korróziótól.

Ez a réteg igen stabillá teszi, ellenáll víznek (vízkőnek nem) gyenge savaknak, lúgoknak. A helyzet azonban gyorsan változik, ha a felülete drasztikusan megnő és bizonyos anyagokkal van keverve. Pirotechnikai keverékekben sok anyag támadó hatásának kell ellenálljon, nem is gondolnánk mennyi dologgal képes spontán reakcióba lépni!

Itt van mindjárt a KNO3 vagyis Kálium-nitrát, ami az egyik legalapvetőbb oxidálószer a pirotechnikában. A KNO3-al az alumínium alkáli reakcióba képes lépni! Csak egy nagyon minimális víz kell hozzá! Ez általában rendelkezésre is áll a KNO3 minimális higroszkópossága révén!

Ha összekeverjük mégsem történik semmi, mondhatnánk, pedig valójában történik!! A víz már spontán reagál az alumíniummal, a fém hidrogént fejleszt és a felszínén egy vékony hidroxid réteg jön létre! KNO3 jelenlétével ez a folyamat erősödik! De szobahőmérsékleten nagy valószínűséggel nem durvul el. A pirotechnikában viszont ilyen nincs! A reakció létezik és szép lassan megeszi a fémet! Tehát nem stabil!

Gond akkor van igazán ha a hőmérséklet valamiért emelkedni kezd, ugyanis a védőréteget képző hidroxid réteg vízoldékony és 80C fok körül feloldódik a vízben! Ilyenkor megszűnik a védőréteg és gyakorlatilag védtelenné válik a második legerősebb fém redukálószer! Ez egy olyan környezetben ahol tömény oxidálószer veszi körbe nem játék. Az ilyen keverék ekkora hőmérsékleten nedvesen valószínűleg kigyullad!

A másik nagy veszélyforrás: a kén! Szintén alapvető eleme a pirotechnikai keverékeknek. A kén felszíne gyakorlatilag mindig savas. Ez azért van, mert mikrobák élnek rajta, amik megeszik a ként és végtermékként először kénhidrogént, majd ezt elhasználva egy másik faj, nedvesség hatására kénessavat termel! A híg kénsav pedig igen reakcióképes, különösen ilyen fémekkel!

A bacikat ki lehet irtani, de kár ezzel számolni, úgy is megtelepszenek megint... A folyamat nem látható és lassú, de ahogy KNO3, kén, Al, keveréket csinálunk azonnal érezhetővé válik a kénhidrogén szaga! A bacik kajáznak, az alumínium pedig hidrogént fejleszt a vízből. A reakció megáll pár perc után, a szag eloszlik, az alumínium védelmi állásba helyezkedett... És kb.: 80C fokig ez fen is marad, még sok víz jelenlétében is.

Ahogy azonban a sav koncentrációja emelkedik vagy a hőmérséklet, könnyen baj lehet belőle! A víz hiányában azonban ezek a reakciók a végtelenségig lelassulnak.

Mit lehet tenni hogy biztonságos legyen a keverék? Egyszerű, meg kell zavarni a reakciókat egy kis Bórsav hozzáadásával. Nem csak védőréteget von az alumínium köré de zavarja a reakciók lejátszódását és égésgátló hatású! 1-2% bórsav hozzáadásával teljesen biztonságossá tehető az Alumínium KNO3 és Kén keveréke! Még víz alapú ragasztókkal is kezelhető! Ennél jobb passziváló szerek is léteznek, de erről lejjebb a táblázatban.

A magnézium:

Az egyik legerősebb fém redukálószer! Ez már önmagában is félelmetessé teszi, olvadáspontja 10C fokkal alacsonyabb az alumíniumnál, 650C fok. Forráspontja is igen alacsony, 1700C fok körül van. Ebből is látszik hogy jóval hevesebben képes reagálni mint az alumínium!

Már az alumínium is fejleszt hidrogént a vízből, de ez igazán csak a magnéziumnál észrevehető. A felszíne lassan elkezd barnulni, elszíneződni a forró víz hatására! Ilyenkor a következő reakció játszódik le:

A magnézium annyira erős redukálószer, hogy alkohollal vagy acetonnal is reagál magasabb hőmérsékleten! A magnéziumot minden fajta sav támadja! Még a gyenge Bórsav is! Ez nagy különbség az alumíniummal szemben! Víz jelenlétében az alkáli sók szintén reakcióba lépnek vele, Kálium, Nátrium, Bárium, Stroncium, nitrátok, De különösen az ammónium sók, ammónium nitrát ammónium perklorát. (Ammónia gázt fejlesztenek.) Még a kén is, bacik nélkül :) H2S gáz fejlődésével reagál vele. Persze ha teljesen szárazak a keverékek még hosszú idő után sincsenek káros reakciók ezekkel az anyagokkal! Mit lehet tenni? A megfelelő adalékanyagokkal csodákra vagyunk képesek, egy kis paraffin a magnézium púderre és máris mehet bele a rizskeményítő... :)

A magnézium reakciókészsége a különböző oldatokkal, savakkal és lúgokkal szemben tisztán, és ha kezelve van

PHNincs kezelveÉtolaj (4%)Paraffin (5%)Kesu olaj (5%)Poliészter (7%)Kálium-bikromát (5%)
Víz +6.5100000
HCl4.3400314
NH4ClO44.8444440,5
KClO35.530220,50,5
KClO45.640220,50,5
Ba(NO2)35.5300,50,500,5
Sr(NO2)25.1300,500,50,5
KNO35.6300,50,50,50,5
NaNO36.13000,520,5
NaCO39420340

A Táblázatból kitűnhet, hogy a kutyaközönséges napraforgó olaj milyen elképesztően hatékony védőréteget von a magnézium köré. A boltokban vásárolt alumíniumot és magnéziumpúdert a gyártás során paraffinnal kenik, hogy a golyósmalom megfelelően működjön, így azok eleve rendelkeznek némi védelemmel. Ennek ellenére erősen ajánlott a további kezelés! A rászáradt napraforgó olajat semmi sem űberelheti, talán a Kálium-bikromát, de mivel nehéz hozzájutni, ráadásul piszok drága, 1kg kb.: 8000ft... És még mérgező is! Nyilván a könnyebb megoldást válasszuk!

Innen kitűnhet tehát, hogy ha szeretnénk egy csillagot készíteni milyen védelemmel lássuk el a fémporokat, lehet kombinálni és variálni! Azt tudni kell hogy a paraffinnak nincs égés szempontjából semmilyen káros hatása, ugyanolyan könnyen gyulladnak tőle a keverékek, nem lassulnak le, míg PL.: a napraforgóolajnak köszönhetően nehezebben fog gyulladni a keverék! Bár ezek nem számottevő mértékű változások.

Hogyan kezeljük napraforgó olajjal a fémporokat hogy megfelelő védelmet kapjanak? A legjobb megoldás egy golyósmalom beszerzése. Az összekeverés még történhet kávédarálóban, sőt ajánlom is hozzá, de a száradás után a szemcsék legtöbbje összeragad, ezt golyósmalomban lehet eredményesen megoldani, méghozzá azért mert az nem szedi le róla a védőréteget, de a kávédaráló igen! A paraffinnal jár a legjobban az ember ilyen téren, az benzinben feloldva vagy eleve paraffinolajjal kezelve könnyen keverhető, és nem ragad majd össze, de ha mégis azt akár kávédarálóban is lehet utólag darálni!

A kálium-bikromáttal még jobb a helyzet, 50g Kálium-bikromátot feloldunk 300cm3 forró vízben majd hozzáadjuk 1000g Al vagy Mg porhoz összedolgozzuk és 100C fokon szárítható. Nem fog számottevően ragadni, ha szétmorzsoljuk teljesen por lesz ismét! Iparban tüzijáték készítéshez szinte mindig K-bikromátot adnak védelem gyanánt!

Figyelem! A kálium-bikromát mérgező, bizonyítottan rákkeltő hatású! Erős oxidálószer és már pár % is jelentős égésgyorsítást ertedményezhet, mivel jó katalizátor is!

A táblázatban a magnézium, alumínium és a kettő ötvözete a magnálium érzékenységét hasonlíthatjuk össze

AlumíniumMagnálium (50/50% Mg/Al)Magnézium
Víz00,51
NH4ClO3013
KNO30,5 (4)12
Ba(NO3)20,5 (4)12
NH4NO3003
KClO3013
KClO400,54
Na2C2O4234
NaCl0,544
CuSO40,544
NaHCO30,504
NaCO3423
NaOH423
H3BO3024
CH3COOH044
K2Cr2O7000

A zárójelbe tett érték 60C foknál mért adat. A zárójelen kívüli adatok szobahőmérsékleten mért adatok

Felhasznált irodalom: Takeo Shimizu FIREWORKS: The Art Science and Technique

© 2009 pyromaster.org - Minden jog fenntartva.

Köszönet | Impresszum | Pirotechnikai fórum