Бенгальские огни. 
Окислительно-восстановительные реакции, протекающие при горении пиротехнических средств. 
Проблемы безопасного использования пиротехники

Бенгальский огонь — пиротехнический состав, содержащий азотнокислый барий (окислитель), порошкообразные алюминий или магний (горючее), декстрин или крахмал (цементатор) и оксидированные железные или стальные опилки. Состав наносят на отрезки железной проволоки, получая т. н. бенгальские свечи. При поджигании, бенгальский огонь медленно горит, разбрасывая яркие, сверкающие искры (догорающие на воздухе частицы металла).

Пиротехника и спички

Кроме световых эффектов методы пиротехники часто используются для получения тепла. Наиболее известным пиротехническим устройством, предназначенным для получения тепла, является обыкновенная спичка.

История способов добывания огня уходит в древние времена. Пользование огнем позволило человеку снять с себя зависимость от климата и местности. Однако многие столетия способы получения огня были примитивными и очень трудными, только накопление знаний в области физики и химии помогло упростить их. Лишь в конце XVIII века начали появляться приспособления для получения огня, основанные не на первобытных способах (трение, удар), а на химических реакциях.

В 1806 году французский химик К. Бертолле обнаружил, что полученная им соль (бертолетова соль) энергично реагирует с концентрированной серной кислотой и в этот момент может воспламенять горючие вещества:

• 3KClO₃ + H₂SO₄ = 2ClO₂ + KClO₄ + K₂SO₄ + H₂O
• 2ClO₂ = Cl₂ + 2O₂.

Соотечественник и современник Бертолле Жан Шансель нашел этому открытию неожиданное «прикладное» применение — использовал его для превращения «серной лучинки» — лучинки с небольшим количеством застывшей серы на одном конце — в первую «макательную спичку», которая представляла собой тоже лучинку, но уже с головкой из затвердевшей смеси бертолетовой соли, сахара, серы и клея. Если головку такой спички смочить серной кислотой, бертолетова соль в ней начинает разлагаться, выделяющийся из нее кислород воспламеняет серу, сахар и спичка разлагается.

С₁₂H₂₂O₁₁ + 12O₂ = 12CO₂ + 11H₂O (горение сахара).

Тепло выделялось при взаимодействии сахара с кислотой, бертолетова соль усиливала горение за счет выделяемого кислорода. Чтобы пользоваться такими спичками, требовалось носить с собой пузырек с концентрированной кислотой, что не только вызывало неудобства, но и приводило к химическим ожогам при неосторожном обращении с кислотой. Поэтому «кислотный» способ не нашел распространения.

В 1832 г англичанин Г. Конгрев предложил спичку, головка которой состояла из смеси бертолетовой соли с серой или сульфидом сурьмы. В отличие от «макательной спички» она воспламенялась от трения. Ее вкладывали в сложенный вдвое кусочек наждачной бумаги, зажимали пальцами и затем быстро выдергивали. Благодаря трению головка спички нагревалась, входящая в ее состав бертолетова соль начинала разлагаться и поджигала серу, а потом и лучину.

Реакция: 3КСlO₃ + Sb₂S₃ = 3КСl + Sb₂О₃ + 3SO₂

сопровождалась выделением газообразного диоксида серы, который имеет характерный резкий, свойственный кислотам запах. Этот же запах заметен при зажигании серных спичек, в которых часть сульфида сурьмы или весь сульфид заменены более дешевой порошкообразной серой: 2КСlO₃ + 3S = 2КСl + 3SO₂.

Спички, которые мы с Вами сейчас используем, получили название «шведских» только потому, что их промышленное производство было организовано вначале в Швеции. Из Швеции их вывозили во все страны мира, в том числе и в Россию. Безопасные шведские спички появились в 1866—1868 гг. Головка современной спички состоит из бертолетовой соли, серы (или сульфида сурьмы), порошка из стекла или кремнезема, клея. Самая простая по составу намазка, которую наносят на боковые стороны спичечной коробки, состоит из красного фосфора, порошка из стекла и клея. При трении головки спички о намазку коробки она нагревается и нагревает задетый ею красный фосфор, незначительная часть которого превращается при этом в белый фосфор, который мгновенно загораясь в месте соприкосновения с бертолетовой солью головки, вызывает ее разложение.

5КСlO3 + 6Р = 5KСl + 3Р2O5.

Выделяющийся при этом кислород поджигает горючее вещество головки, от которого загорается и соломинка спички.